铁路线路用除雪碎雪装置及除雪车

技术领域

本申请涉及线路除雪技术领域，尤其涉及一种铁路线路用除雪碎雪装置及除雪车。

背景技术

“极寒”全称为极度寒冷天气，是指冬季低温寒冷程度。在气象专业的“寒冷程度等级表”中，一级为“极寒”，室外温度-40℃以下。

在极寒条件下，受气温影响会在线路上产生不同硬度及密度表层积雪、中间层积雪和底层积雪；因此，在线路轨道之间以及轨枕之间长时间覆盖积雪后，会存在除表层容易、硬化积雪或轨枕之间覆雪难以疏松、轨面以下积雪难以清除的难题；如不及时清理，会对交通出行造成极大的阻碍，而且会对线路造成破坏致使线路存在安全隐患。

现有技术中的除雪装置的除雪方法为：在机车走行的动力，通过位于机车前端的推雪铲的前端刃部与障碍相撞去除积雪，再配合其他设备将积雪抛出道路两旁。然而，现有技术主要存在问题如下：

(1)无法对线路内层或者轨枕之间的硬质积雪进行清除；

(2)作业/转场状态转换时，过程复杂，且支撑和收车调整需要人工辅助；

(3)除雪铲与路面的距离、压力的调整，仅在产品生产或检修时进行，不能根据实际需求实施调节。

由鉴于此，特提出本申请。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种铁路线路用除雪碎雪装置及除雪车。

根据本申请实施例的第一个方面，提供一种铁路线路用除雪碎雪装置，包括：

连接机构一端连接于外部设备，另一端绕与外部设备的连接处相对于水平面转动；

除雪铲安装于所述连接机构端部，用于将轨面以上的表层积雪导出至线路两侧；

碎雪机构安装于所述连接机构，用于将轨面下的中间层积雪和/或底层积雪进行碎块、疏松并导出至线路两侧。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了除雪车，包括车体及上述除雪碎雪装置。

采用本申请实施例中提供的除雪碎雪装置及除雪车，具有以下有益下效果：

本申请实施例所提供的除雪碎雪装置，包括除雪铲及碎雪机构，除雪铲用于将硅片以上的表层积雪导出至线路两侧；碎雪机构用于将轨面下的中间层积雪和/或底层积雪进行碎快疏松并导出至线路两侧；通过除雪铲及碎雪机构配合将线路表层积雪以及硬度较大的中间层积雪和底层积雪进行疏松，并导出至线路两侧的安全地带，有效解决线路长时间覆盖积雪后，存在的除表层容易、硬化积雪难以疏松并清除的难题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请除雪车的结构示意图；

图2为本申请除雪碎雪装置与车体底架连接结构示意图；

图3为本申请除雪碎雪装置示意图；

图4为本申请除雪铲与铲体框架连接示意图；

图5为本申请碎雪机构立体示意图；

图6为本申请图5中A的放大示意图；

图7为本申请碎雪机构平面示意图；

图8为本申请导向组件示意图；

图9为本申请锁定组件爆炸示意图；

其中：

1、前司机室；2、车体；3、后司机室；4、发动机；5、发电机组；6、传动装置；

7、除雪碎雪装置；

701、连接机构；711、固定基座；712、铲体框架；713、导向组件；7131、导向支架；7132、导向轮；7133、导向板；714、碎雪安装框架；715、垂向调节组件；7151、纵向连接板；7152、滑块；7153、滑槽；7154、垂向驱动件；716、锁定组件；7161、U型锁架；7162、锁舌；7163、锁定销轴；7164、限位板；7165、限位把手；

702、除雪铲；721、除雪铲板；722、带齿板；723、铲雪齿；；

703、碎雪机构；731、传动轴；732、螺旋碎雪滚筒；7321、传动套筒；7322、旋切刀；7323、齿板；733、滚筒驱动件；

704、转动驱动件；

8、吹雪装置；9、抛雪装置；10、动力装置；11、分动箱；12、监控系统；13、前转向架；14、后转向架；15、检测装置；16、线路。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本申请除雪车的结构示意图；图2为本申请除雪碎雪装置与车体底架连接结构示意图；图3为本申请除雪碎雪装置示意图；图4为本申请除雪铲与铲体框架连接示意图；图5为本申请碎雪机构立体示意图；图6为本申请图5中A的放大示意图；图7为本申请碎雪机构平面示意图；图8为本申请导向组件示意图；图9为本申请锁定组件爆炸示意图。本申请实施例，提供一种应用于极寒条件下线路的除雪车

本申请设定沿车体延伸的方向为纵向，车体延伸方向与铁路线路延伸方向相同；沿车体宽度延伸的方向为横向，垂直于横向与纵向所在平面的方向为垂向；本申请的线路16以铁路线路为例。

本申请的实施例提供一种铁路线路用除雪碎雪装置，除雪碎雪装置7包括连接机构701、除雪铲702及碎雪机构703；连接机构701一端连接于外部设备，另一端绕与外部设备的连接处相对于水平面转动；本申请实施例的外部设备指的是车体2底架；连接机构701一端连接于车体2底架，另一端绕与车体2底架的连接处相对于水平面转动；除雪铲702安装于连接机构701端部，用于铲除轨面以上的表层积雪，并将表层积雪导出至线路16两侧；碎雪机构703安装于连接机构701，用于将轨面下的中间层积雪和/或底层积雪进行碎块疏松，并导出至线路两侧。

如图1所示，上述除雪碎雪装置可应用于除雪车。除雪车包括车体2、前司机室1、后司机室3、前转向架13、后转向架14、除雪碎雪装置7、以及设置于车辆中部的吹雪装置8与抛雪装置9；车体2作为承载部；前司机室1和后司机室3分别设置在车体2的前后两端；前转向架13和后转向架14设置在车体2底架。除雪碎雪装置7设置为两个，分别安装于车体2底架的前后两端，用于将轨面以上的表层积雪导出至线路两侧，以及将轨面下的中间层积雪和/或底层积雪进行碎块疏松并导出至线路两侧。

本申请的实施例，通过车体2走行的动力，带动车体2底架前后两端的除雪碎雪装置7与积雪相撞，并将轨面以上表层积雪导出至线路16两侧；对于硬度较大的中间层积雪和底层积雪进行疏松并导出至线路16两侧的安全地带，达到除雪和碎雪的功能，保障路线畅通；同时可以降低劳动生产劳动强度，以自动机械化、安全便捷的方式实施极寒气候环境除雪作业；本申请安装有司机室1和后司机室、前转向架13、后转向架14及车体底架前后两端的除雪碎雪装置7，可双向行驶双向作业，提高作业效率。

值得说明的是，车体2、前司机室1和后司机室3均配有隔热或保温措施；机体通过自身的保温隔热及温度调控装置等措施，保障在极寒条件下现场施工机组的正常进排气、通风、散热及保温；例如，前司机室1和后司机室3均配备空调或者取暖器，利用空调或者取暖器满足-40℃低温下操纵室的快速取暖需要求。

本申请的实施例，除雪车设置有吹雪装置8，安装于车体2底架，用于将积雪吹扫蓬松；抛雪装置9安装于车体2底架，用于将积雪抛至线路16两侧。

实施中，吹雪装置8可以采用高压将积雪吹扫蓬松，抛雪装置9扫动积雪并将积雪抛送至线路16两侧安全地带；还可以在抛雪装置9及吹雪装置8易上冻区域，设计有电伴热设备，可在极寒气候情况下，自动解除冻结现象。以自动机械化、安全便捷的方式实施极寒气候环境除雪作业。

如图2-图3所示，本申请的实施例，除雪碎雪装置7包括连接机构701、除雪铲702及碎雪机构703；连接机构701一端连接于车体2底架，另一端绕与车体2底架的连接处相对于水平面转动；除雪铲702安装于连接机构701端部，用于铲除线路16的表层积雪，并将表层积雪导出至线路16两侧；碎雪机构703安装于连接机构701，用于将线路16的中间层积雪和/或底层积雪进行碎块疏松，并导出至线路两侧。

如图2-图4所示，作为本申请的实施例，连接机构701包括固定基座711及铲体框架712；固定基座711连接于车体2底架；铲体框架712一端连接除雪铲702，远离除雪铲702的另一端转动连接于固定基座711，并以与固定基座711连接处为转轴，相对于水平面转动。

具体地，设置有转动驱动件704；转动驱动件704一端活动连接于车体2底架，另一端活动连接于连接机构701，用于驱动连接机构701连接除雪铲702的一端绕另一端转动。转动驱动件704可以为液压油缸，也可以为提供中升降动力的动力件，通过液压油缸实现连接机构701绕固定基座711下降至线路16的除雪面。

转动驱动件704可带动除雪碎雪装置7绕安装于固定基座711的轴销转动，从而使除雪铲702沿着不同高度，将线路上的积雪清除，以及控制铲体框架712高度，也可以配合碎雪机构703的其他调节机构，达到调节碎雪深度的变化。

如图4所示，实施中，铲体框架712包括矩形框和三角支撑框架，碎雪机构703布置于铲体框架712的矩形框中，除雪铲702布置于铲体框架712的三角支撑框架端部，碎雪机构703及除雪铲702形成一体结构，沿线路16纵向方向前后布置，共同固定于连接机构701的铲体框架712上，在机车前进过程中，除雪铲702铲除线路16的表层积雪并将表层积雪导出至线路16两侧；碎雪机构703将线路16的中间层积雪和/或底层积雪进行碎块疏松，并导出至线路16两侧；针对表层、中间层和底层不同硬度及密度的积雪，采用除雪铲702和碎雪机构703配合，有效解决线路16长时间覆盖积雪后，存在的除表层容易，硬化积雪难以疏松并清除的难题；从而方便后续的除雪的作业。

作为本申请的实施例，连接机构701还包括导向组件713；导向组件713连接于铲体框架712与车体2底架之间，用于在铲体框架713与车体2底架连接时进行导向。

如图1、图3及图8所示，实施中，在将铲体框架713安装于车体2底架的过程，导向组件713起到导向作用，使铲体框架713安快速安装至车体2底架的目标位置；能够起到导向作用的结构有很多种；例如卡槽结构，作为本申请的一个具体实施例，导向组件713包括导向支架7131、导向轮7132及导向板7133；导向支架7131安装于铲体框架712；导向轮7132安装于导向支架7131的顶部，导向轮7132的轴线与水平面平行，可相对于水平面转动；导向板7133其顶端与车体2底架相连；导向板7133设置有可容纳导向轮7132的导向卡槽，导向卡槽的开口朝向导向轮7132。

具体地，导向板7133可以通过焊接固定于车体2底架，也可以通过其他固定件固定于车体2底架；导向轮7132通过导向支架7131焊接于铲体框架713上，从而实现快速固定除雪铲702的位置以及初步固定碎雪机构703的位置。

值得说明的是，导向组件713可以根据实际导向功能需求，增加导向组件713的数量并根据需求在相应的位置布置多个导向组件713。

如图2-图7所示，作为本申请的实施例，连接机构701还包括碎雪安装框架714、碎雪安装框架714；碎雪安装框架714连接于铲体框架712，用于安装碎雪机构703；垂向调节组件715安装于碎雪安装框架703，用于驱动碎雪机构703沿垂向方向相对于碎雪安装框架714运动。

实施中，铲体框架713下降至目标除雪位置，从而带动除雪铲702与碎雪机构703共同实现一级下降；设置垂向调节组件715驱动碎雪机构703沿垂向方向相对于碎雪安装框架714运动，也就是说碎雪机构703与除雪铲702两者之间可垂向运动，因此具有两级深度下降功能；使用时先将除雪铲702和碎雪机构703绕固定基座711转动下降至线路面，通过除雪铲702将表层积雪导出出线路16两侧，再通过垂向调节组件715将碎雪机构703二级下降一定深度，使用碎雪机构703将中间层积雪及底层积雪，也就是线路16轨面及轨枕之间的硬质积雪切碎并导出至线路16两侧；通过二级下降实现除雪铲702作业区域和碎雪机构703作业区域两个区域的作业，达到除雪碎雪的功能。

如图5-图6所示，作为一个具体地实施例，垂向调节组件715包括纵向连接板7151、滑块7152及滑槽7153；滑槽7153设置于碎雪安装框架714，沿垂向方向延伸；滑块7152安装于纵向连接板7151的两端，可相对于滑槽7153运动；纵向连接板7151沿纵向方向延伸，连接于碎雪机构703的端部，可相对于碎雪安装框架714运动。

实施中，在碎雪安装框架714上安装垂向驱动件7154；垂向驱动件7154连接于纵向连接板7151，垂向驱动件7154可以采用液压油缸，通过液压油缸的伸缩驱动纵向连接板7151沿滑槽7153运动，进一步完成纵向连接板7151的升降，从而实现碎雪机构703的二级升降；具体地，垂向驱动件7154可以安装于碎雪机构703的两端，也可以安装于一端，另一端通过滑块7152与滑槽7153结构实现碎雪机构703的二级升降。

值得说明的是，实现碎雪机构703的二级下降功能的结构有很多，比如通过丝杠驱动，也可以通过其他更智能的自动化结构实现碎雪机构703的二级下降。

如图3及图9所示，作为一个具体的实施例，连接机构701包括锁定组件716；锁定组件716，用于连接碎雪安装框架714与碎雪机构703。作业状态下，垂向调节组件715将碎雪机构703二级下降至除雪面；非作业状态下，也就是行车过程中，碎雪机构703通过垂向驱动件7154提升并抬离轨面，然后通过锁定组件716将碎雪机构703固定于碎雪安装框架714的上端；

值得说明的是，可以在锁定组件716的一侧安装检测装置15，在行车过程中，可自动检测碎雪机构703是否已到位，避免影响车体2的正常走行。检测装置15采用检测传感器，也可以采用其他具有检测功能的装置；可检测除雪碎雪装置7的是否处于收车安全位置，在作业和收车两种状态下，在除雪作业的作业环境中，可以有效解决操作人员反复检查造成的低温伤害及其他安全问题。

作为具体的实施例，锁定组件716包括U型锁架7161、锁舌7162及锁定销轴7163；U型锁架7161安装于碎雪安装框架714；U型锁架7161包括平行且相对设置的两个锁紧座，两个锁紧座分别设有锁孔，两个锁紧座上的锁孔同轴；锁舌7162连接于碎雪机构703，沿垂向方向延伸，锁舌7162的顶部可插入两个锁紧座之间，锁舌7162的顶部设有锁孔，锁舌7162的锁孔与两个锁紧座的锁孔同轴；锁定销轴7163插入锁舌7162的锁孔与两个锁紧座的锁孔，以将锁舌7162与U型锁架7161锁紧。

如图9所示，作为本申请的实施例，锁定组件716还包括限位板7164及限位把手7165；限位板7164安装于碎雪安装框架714，设置于所述U型锁架7161的一侧；限位板7164的板体延伸方向与锁定销轴7163的延伸方向垂直；限位板7164设有开口，锁定销轴7163的延长线穿过限位板7164的开口；限位把手7165连接于锁定销轴7163的一端，限位把手7165的延伸方向与锁定销轴7163的延伸方向垂直；锁紧状态下，限位把手7165位于限位板7164与U型锁架7161之间。

实施中，限位把手7165呈水平的位置，使限位把手7165能通过限位板7164的开口，沿轴向移动依次插入各锁孔内；然后将限位把手716向下转动至垂向，则限位板7164限制了锁定销轴7163沿轴向后退，实现锁定。作为一个具体的实施例，限位板7164的开口可以为C型开口。

作为本申请的实施例，碎雪机构703包括传动轴731、螺旋碎雪滚筒732及滚筒驱动件733；传动轴731沿横向方向延伸，传动轴731的两端安装于连接机构701，可以相对于连接机构701转动；螺旋碎雪滚筒732套接于所述传动轴731，沿传动轴731轴向方向延伸，用于切碎线路16中间层积雪和/或底层积雪并将积雪抛至线路16两侧；滚筒驱动件733连接于传动轴731的端部，用于驱动传动轴731与螺旋碎雪滚筒732转动。

实施中，螺旋碎雪滚筒732两端面有驱动装置6，滚筒驱动件733通过传动轴731并通过轴端连接带动螺旋碎雪滚筒732转动，以达到碎雪并将积雪抛至线路16两侧的功目的。

滚筒驱动件733为螺旋碎雪滚筒732提供驱动力的液压马达，也可以用电机等其它动力输出器件代替。

如图5-图7所示，作为本申请的实施例，螺旋碎雪滚筒732包括传动套筒7321及旋切刀7322；传动套筒7321套接于传动轴731，沿传动轴731轴向方向延伸，随传动轴731转动；旋切刀7322套接于所述传动套筒7321外侧圆周面，沿横向方向由传动套筒7321的中部向两端以相反的螺旋方向延伸；旋切刀7322用于将线路16中间层积雪和/或底层积雪打碎，并通过螺旋结构给予积雪由中部向两端推动的力。

作为一个具体的实施例，旋切刀7322采用螺旋式碳钢面，外表面形成圆柱状滚筒状，连接于铲体框架712上；通过传动轴731的转动，一方面将中间层积雪和/或底层积雪打碎，另一方面通过螺旋结构给予积雪由中部向两端推动的力。

如图7所示，作为本申请的实施例，螺旋碎雪滚筒732还包括碎雪齿片，碎雪齿片由两个沿传动轴径向方向延伸的齿板7323组成，齿板7323之间相连一侧开口并形成V形；所述碎雪齿片安装于旋切刀7322之间，与旋切刀7322交替分布。

实施中，碎雪齿片沿传动套筒7321轴线方向，并且沿传动套筒7321的中部向两端方向以V型槽开口相反的方向间隔分布，形成多条齿片组；多条所述齿片组沿传动套筒7321外侧圆周均匀间隔分布；相邻齿片组所对应的碎雪齿片开口方向相反。

如图4所示，作为本申请的实施例，除雪铲702包括两个除雪铲板721；两个除雪铲板721对称设置，除雪铲板721的后侧表面连接至连接机构701的前端；两个除雪铲板721之间的夹角大于90°形成前端刃部与表层积雪相撞，可以快速去除覆盖的表层积雪。

实施中，除雪铲板721采用瓦形铲面，两除雪铲板721沿纵向方向对称设置，为V字型设置；可在机车前进过程中，铲除位于线路16上的覆盖的表层积雪，在机车前进过程中，除雪铲板721的V字型瓦形铲面将线路16上的表层积雪引导至线路轨道的两侧。

具体地，除雪铲702还包括带齿板722，带齿板722连接于除雪铲板721的底端，带齿板722的底端另一侧设置有多个铲雪齿723。

带齿板722为带有铲雪齿723的齿形钢板或者齿形尼龙板，通过车体2走行的动力，带动除雪铲702在前端的刃部与积雪相撞，并通过铲雪齿723的齿形带齿板722快速去除覆盖的表层积雪。

基于上述，本申请能够在线路16走行，针对线路16上的位于表层、中间层和底层不同硬度及密度的积雪，采用除雪铲702的被动推撞与碎雪机构703的主动旋切相结合，有效解决线路长时间覆盖积雪后，存在的除表层容易、硬化积雪难以疏松并清除的难题；能够降低劳动生产劳动强度，以自动化、安全的方式达到除雪作业，保障路线畅通。

作为本申请的实施例，连接机构701与车体2底架之间还安装有多条绳索，用于悬挂除雪碎雪装置7，保障除雪碎雪的作业的稳定。

作为本申请的实施例，车体上还安装有发动机4、电伴热设备、发电机组5、动力装置10、传动装置6以及分动箱11等设备。动力装置10用于提供车体2运行的动力；分动箱11用于将发动机4的动力进行分配；传动装置6安装于动力装置10与转向架之间，用于传递车体2行驶的动力。动力装置10为柴油箱。

发动机4安装于车体2，发动机4配备独立的发动机水循环预热系统；便于发动机4在-40℃低温下启动，也可以使蓄电池、显示器等满足，-40℃使用要求。

电伴热设备，安装于吹雪装置8和/或抛雪装置9，用于解除积雪的冰冻现象，以适用于-40℃低温下的极寒气候情况。

发电机组5作为备用的供电设备安装在车体2的发电机间内；车体2内还配备有前发电机与后发电机，前发电机、后发电机与发电机组5共同提供除雪车所需要电力。

作为本申请的实施例，整机材料选型选用低合金高强度钢材，皆为耐低温E级钢及E级以上钢材或是耐低温桥隧用钢，具有较好的低温冲击性能。整机采用耐低温焊接连接焊材，满足特殊要求的焊接作业要求，确保低合金高强度钢材在焊接后仍然具有较好的低温冲击性能。整机油料和防护液适用于极寒气温，根据极寒环境匹配设计，满足-40℃以下的低温环境要求；根据季节和气候情况不同，选用不同标号或规格型号的柴油、机油、液压油、齿轮油、冷却液和润滑脂。

作为本申请的实施例，为进一步满足极寒气候要求，管道采用防冻设计，例如管道加热装置包裹于抛雪装置9易凝结管道的外表面，且加热装置的外表面包裹有一层隔热垫。

作为本申请的实施例，本申请还设置有冻监控系统12，监控摄像头对整车各个工作装置及周围工作情况进行监控；实时检测各个工作装置的位置状态，并在显示器中显示出来，对异常信息进行实时预警，使得作业人员更加直观的了解整车及工作装置的运转的情况。

作为本申请的实施例，司机室配备操纵各工作装置的非直接接触按钮，施工作业过程中，可通过旋钮控制各工作装置的启停，避免施工操作人员在极寒天气状态下直接与工作装置接触，造成冻伤或其他伤害。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。