一种石砟漏斗车卸车抑尘装置及石砟漏斗车

技术领域

本发明属于铁路货车领域，更具体地，涉及一种石砟漏斗车卸车抑尘装置及石砟漏斗车。

背景技术

2003年中车太原公司为改善石砟漏斗车操作人员的卸砟工作环境、降低卸砟粉尘，设计了带有除尘系统的K13NK型石砟漏斗车。该除尘装置通过储风缸中的压力空气使水箱中的水通过喷嘴直接喷出。但在实际运用中发现受北方冬季气温较低导致水箱结冰和喷嘴水流抑尘效果欠佳的影响，除尘装置使用较少。近年来，随着环保政策落地和铁路局集团公司开始注重改善作业环境、降低粉尘对线路周边环境的污染，在石砟漏斗车装车作业过程和装车后都对石砟有喷淋除尘措施，加大石砟的湿度，从而大大降低卸砟粉尘。但是由于作业天窗时间和装砟料场、卸砟作业区间距离的影响，装车后的石砟因放置时间较长导致重新变干燥，卸砟作业过程仍然会产生较大的粉尘。为此，需设计研发一套抑尘装置以适应铁路石砟漏斗车作业环境和抑尘效率。要实现该功能主要存在如下的问题：

1、石砟漏斗车铺设石砟为边走边卸的过程，车辆速度为6～15km/h，这需要抑尘装置操控与卸料操控可以同步进行，且由于铁路下部限界为多段曲线，在限界外有大量设备，应避免抑尘装置在任何情况下不得超过限界；

2、石砟漏斗车底门开闭系统采用机车定点向车上储风缸充风后的压力空气作为动力源，因此风量有限，在保证底门开闭正常使用并为抑尘装置提供压力空气，需考虑较少风量产生较大抑尘效果的实现难度；

3、原除尘装置布置在车辆两端，增加了风管路和水管路的长度，使得车辆除尘效果差，压力空气消耗大；

4、原采用的喷嘴为圆孔结构，喷水时呈水柱形，抑尘效果差；

5、原喷嘴为普碳钢材质，采用焊接在水管管路上的方式，由于焊接受焊接人员、工艺等因素影响，质量不易保证，且在长期置于野外环境，有腐蚀脱落风险；

6、水箱缺乏保温措施，在低温环境下存放产生冻结现象，无法进行抑尘作业，直接影响到车辆冬季使用时长，此外水箱排水不方便，也给车辆设施带来损害的风险。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种石砟漏斗车卸车抑尘装置及石砟漏斗车，该装置使得水箱内的水有一定的压力且平稳流动至混合腔内，提升雾化效果，满足石砟漏斗车抑尘作业要求。

为了实现上述目的，本发明提供了一种石砟漏斗车卸车抑尘装置，包括：

给风塞门，一端与储风缸连接，

水箱，一端通过第一风管与所述给风塞门的另一端连接；

增压控制箱，所述增压控制箱的进水口通过进水管与所述水箱的另一端连接，所述增压控制箱的进气口通过第二风管与所述给风塞门的另一端连接，在所述增压控制箱的内部，所述增压控制箱的进水口通过增压泵与所述增压控制箱的出水口连接，所述增压控制箱的进气口通过比例阀与所述增压控制箱的出风口连接；

喷嘴结构，包括混合腔和喷嘴，所述增压控制箱的出水口和所述增压控制箱的出风口与所述混合腔的进口端连通，所述混合腔的出口端与所述喷嘴连通。

可选地，所述喷嘴结构还包括：

阀体，所述阀体内设置有气路通道和水路通道，所述气路通道的进口通过给风管与所述增压控制箱的出风口连接，所述水路通道的进口通过给水管与所述增压控制箱的出水口连接，所述气路通道的出口与所述混合腔连通；

调节杆，与所述阀体螺接，所述调节杆的端部设置在所述水路通道的出口和所述混合腔之间，旋转所述调节杆能够改变所述混合腔的进水量；

喷头，一端与所述阀体连接，所述喷头的另一端开设有缺口，所述缺口呈梯形状，所述缺口的横截面从所述喷头的一端向另一端渐扩，所述喷嘴设置在所述缺口的底部。

可选地，所述喷嘴沿周向设置有导槽，所述导槽的夹角不小于60°。

可选地，所述喷嘴结构在车体的两侧分别设置有多个，每侧的多个所述喷嘴结构通过所述水路通道和所述气路通道进行连接，两侧的所述水路通道通过第一三通件与所述增压控制箱的出水口连接，两侧的所述气路通道通过第二三通件与所述增压控制箱的出气口连接。

可选地，所述水箱为圆筒结构，所述水箱上还设置有上水管和排水管，所述上水管和排水管贯穿于所述车体的地板。

可选地，所述增压控制箱和所述给风塞门设置在操纵阀的下方。

可选地，所述进水管上设置有给水塞门和过滤器。

可选地，所述水箱的容积小于所述储风缸的容积。

可选地，所述水箱的外部设置有隔温层，所述隔温层的材料为隔热岩棉。

本发明还提供了一种石砟漏斗车，其特征在于，包括上述的石砟漏斗车卸车抑尘装置。

本发明提供了一种石砟漏斗车卸车抑尘装置及石砟漏斗车，其有益效果在于：

1、该石砟漏斗车卸车抑尘装置的风源来自于底门开闭系统的储风缸，且整个操作过程适应既有石砟漏斗车风控底门开闭系统，并对原风动底门开闭操作过程无影响；

2、该石砟漏斗车卸车抑尘装置中操作配件安装在石砟漏斗车操纵室内，管路布置在车体的底架漏斗底门处，且符合限界要求，满足车辆安全要求；

3、该石砟漏斗车卸车抑尘装置能够和底门开闭系统的同步操控，在整个卸砟作业过程降低了粉尘对环境污染，改善铁路线路两侧环境；

4、该石砟漏斗车卸车抑尘装置通过改善雾化降效果，减少了水箱体积，也减少了用水量和用风量，使得水箱体积更小，利用车辆操纵室内的布置，增大了组装空间，也利于后续对该装置的检修；

5、该石砟漏斗车卸车抑尘装置的主要配件采用不锈钢材料，提高了配件耐腐蚀性，整体寿命更长，且与车辆检修周期相适应；

6、该石砟漏斗车卸车抑尘装置通过转动调节杆实现调整功能，可根据石砟漏斗车装车后石砟喷水情况进一步调整，从而降低喷雾距离和用水量，实现多次使用；

7、该石砟漏斗车卸车抑尘装置的水箱，其外部包覆有隔温层，提高了水箱保温效果，延长了抑尘装置冬季使用时限，适应了石砟漏斗车卸砟作业周期要求；

8、该石砟漏斗车卸车抑尘装置的水箱上设置有上水管和排水管，在冬季车辆长期处于户外时，可以对水箱进行快速排水，避免造成管路和风缸冻损故障。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种石砟漏斗车卸车抑尘装置的结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的增压控制箱的结构示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的喷嘴结构的结构示意图。

图4示出了图3的侧视图。

附图标记说明：

1、给风塞门；2、水箱；3、增压控制箱；4、进水管；5、第二风管；6、增压泵；7、比例阀；8、混合腔；9、喷嘴；10、阀体；11、气路通道；12、水路通道；13、给风管；14、给水管；15、调节杆；16、喷头；17、缺口；18、第一三通件；19、第二三通件；20、给水塞门；21、过滤器；22、第一风管。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种石砟漏斗车卸车抑尘装置，包括：

给风塞门，一端与储风缸连接，

水箱，一端通过第一风管与给风塞门的另一端连接；

增压控制箱，增压控制箱的进水口通过进水管与水箱的另一端连接，增压控制箱的进气口通过第二风管与给风塞门的另一端连接，在增压控制箱的内部，增压控制箱的进水口通过增压泵与增压控制箱的出水口连接，增压控制箱的进气口通过比例阀与增压控制箱的出风口连接；

喷嘴结构，包括混合腔和喷嘴，增压控制箱的出水口和增压控制箱的出风口与混合腔的进口端连通，混合腔的出口端与喷嘴连通。

具体的，该抑尘装置通过给风塞门与储风缸进行连接，这样能够提供带有压力的空气，从而使抑尘装置实现正常作业；储风缸分别与水箱和增压控制箱进行连接，除了将水箱中液体输送至喷嘴结构外，还将空气送至增压控制箱进行按比例调整，并与液体一同输送至喷嘴结构，在喷嘴结构中进行混合，再最后喷出在卸砟作业时进行抑尘作用。

可选地，喷嘴结构还包括：

阀体，阀体内设置有气路通道和水路通道，气路通道的进口通过给风管与增压控制箱的出风口连接，水路通道的进口通过给水管与增压控制箱的出水口连接，气路通道的出口与混合腔连通；

调节杆，与阀体螺接，调节杆的端部设置在水路通道的出口和混合腔之间，旋转调节杆能够改变混合腔的进水量；

喷头，一端与阀体连接，喷头的另一端开设有缺口，缺口呈梯形状，缺口的横截面从喷头的一端向另一端渐扩，喷嘴设置在缺口的底部。

具体的，该喷嘴结构的阀体中，分别设置了气路通道和水路通道，两个通道的进口分别与增压控制箱的出风口和出水口连接，两个通道在阀体内互不相同，两个通道的出口与混合器连通；调节杆从阀体的下部伸入到阀体中，调节杆为外螺纹杆结构，可通过旋转调节杆实现调节杆头部的微量调整，调节杆的头部为锥形结构，调节杆的头部正好处于混合腔与水路通道之间，这样便于调节进入到混合腔的水量，当将调节杆旋紧缩短至不能调整时，水路通道完全关闭，这样就不能形成水雾，当将调节杆旋转至最长时，水路通道被完全打开，喷射距离最大，水雾及水雾颗粒也最大。喷头上设置有梯形状的缺口，这样能够增大水雾的喷射范围，使更多的粉尘得到抑制。

在一个实施例中，可以将水路通道的直径设置为3mm，将气路通道的直径设置为4mm。

该抑尘装置对卸砟灰尘抑制的原理为：石砟漏斗车装载的道砟主要为颗粒度15mm～40mm的各类石砟，这些石砟是由大颗粒石块粉碎而成的，虽然经过初筛仍有许多粉末伴随，在石砟漏斗车卸砟作业时，石砟从底门落到道床有600mm的落差，下落过程由于流动会将较轻的粉末带起，从而形成浮尘，这类浮尘的构成均为微米级颗粒，当水流面积较小或水珠颗粒过大都起不到良好的抑尘效果。根据水雾降尘的原理，当水雾颗粒与粉尘颗粒的粒径接近时，且水雾覆盖住粉尘区域后，粉尘颗粒会被水雾颗粒吸附，同时在静电和水分子表面张力的作用下，粉尘颗粒会凝聚在一起，当粉尘团聚物重力大于空气浮力时，会落至地面，从而降低浮尘漂浮，降低环境污染。该车抑尘装置也是通过管路布置和增压控制箱、喷嘴结构等部件，使得在漏斗车两侧底门处形成微米级水雾颗粒，从而实现石砟漏斗车卸砟作业时抑尘作用。

可选地，喷嘴沿周向设置有导槽，导槽的夹角不小于60°。

具体的，将喷头中的喷嘴设计成导槽形状，导槽中相对的侧壁形成的角度不小于60°，这样使喷射的水雾能够形成扇形面。该喷嘴结构在混合器内形成的湍流，所产生的强大冲击波能够将水剪切成小水滴，小水滴经过激烈的涡流扰动和转换后，变成数千微米大小的液滴，在压力空气下雾化弥散，从而在水压较低的情况下，增加雾化面积和雾化效果。具体喷嘴结构参数见下表。

可选地，喷嘴结构在车体的两侧分别设置有多个，每侧的多个喷嘴结构通过水路通道和气路通道进行连接，两侧的水路通道通过第一三通件与增压控制箱的出水口连接，两侧的气路通道通过第二三通件与增压控制箱的出气口连接。

具体的，将喷嘴结构设置成两排，并将位置设置在车体底架侧梁的下方，这样不会造成车辆超界，满足车辆运行安全要求；将两个三通件分别与增压控制箱的出水口和出气口连接，这样液态和气体在不损失压力的同时，合理的输送至车体的合理位置上。

可选地，水箱为圆筒结构，水箱上还设置有上水管和排水管，上水管和排水管贯穿于车体的地板。

具体的，水箱外形设计为圆筒结构，使得水箱的受力状态更好，适应车辆冲击所需结构强度；水箱布置于操作室双向风缸与端墙和漏斗端板之间，在地板上开设有连通孔，将水箱的上水管和排水管通过该连通孔连接到水箱上，可以方便装砟场作业人员快速连接水管进行上水作业，或在进入冬季长期不进行卸砟作业时将水排出，且该位置车体下发的转向架和漏斗间的空间易于作业，排出的水不会流到转向架上，避免增加车辆部件腐蚀的风险。

可选地，增压控制箱和给风塞门设置在操纵阀的下方。

具体的，将增压控制箱、给水塞门和给风塞门布置在操纵阀的下方侧面，在进行卸砟作业前方便人员先行打开抑尘装置，增加卸砟车体周围的湿度，然后在进行卸砟作业，提高抑尘效果。

可选地，进水管上设置有给水塞门和过滤器。

具体的，在进水管上设置给水塞门和过滤器，有利于防止在增压泵或喷嘴位置出现管路堵塞的情况。

可选地，水箱的容积小于储风缸的容积。

具体的，当储风缸的体积为200L时，可以将水箱的容积设置小于储风缸的容积，这样可以保证底门开闭系统与该抑尘装置同时运行，并不对原有风动底门开闭操作过程造成影响。

可选地，水箱的外部设置有隔温层，隔温层的材料为隔热岩棉。

具体的，在水箱外部包裹大于7cm的隔热岩棉，，以适应石砟漏斗车卸砟作业周期要求；另外，在水箱外侧增设了不锈钢外套包裹的磁翻板液位计，便于车辆上水时观察水箱水位情况，满足石砟漏斗车抑尘作业要求

本发明还提供了一种石砟漏斗车，其特征在于，包括上述的石砟漏斗车卸车抑尘装置。

实施例

如图1至图4所示，本发明提供了一种石砟漏斗车卸车抑尘装置，包括：

给风塞门1，一端与储风缸连接，

水箱2，一端通过第一风管22与给风塞门1的另一端连接；

增压控制箱3，增压控制箱3的进水口通过进水管4与水箱2的另一端连接，增压控制箱3的进气口通过第二风管5与给风塞门1的另一端连接，在增压控制箱3的内部，增压控制箱3的进水口通过增压泵6与增压控制箱3的出水口连接，增压控制箱3的进气口通过比例阀7与增压控制箱3的出风口连接；

喷嘴结构，包括混合腔8和喷嘴9，增压控制箱3的出水口和增压控制箱3的出风口与混合腔8的进口端连通，混合腔8的出口端与喷嘴9连通。

在本实施例中，喷嘴结构还包括：

阀体10，阀体10内设置有气路通道11和水路通道12，气路通道11的进口通过给风管13与增压控制箱3的出风口连接，水路通道12的进口通过给水管14与增压控制箱3的出水口连接，气路通道11的出口与混合腔8连通；

调节杆15，与阀体10螺接，调节杆15的端部设置在水路通道12的出口和混合腔8之间，旋转调节杆15能够改变混合腔8的进水量；

喷头16，一端与阀体10连接，喷头16的另一端开设有缺口17，缺口17呈梯形状，缺口17的横截面从喷头16的一端向另一端渐扩，喷嘴9设置在缺口17的底部。

在本实施例中，喷嘴9沿周向设置有导槽，导槽的夹角不小于60°。

在本实施例中，喷嘴结构在车体的两侧分别设置有多个，每侧的多个喷嘴结构通过给风管13和给水管14进行连接，两侧的给水管14通过第一三通件18与增压控制箱3的出水口连接，两侧的给风管13通过第二三通件19与增压控制箱3的出气口连接。

在本实施例中，水箱2为圆筒结构，水箱2上还设置有上水管和排水管，上水管和排水管贯穿于车体的地板。

在本实施例中，增压控制箱3和给风塞门1设置在操纵阀的下方。

在本实施例中，进水管3上设置有给水塞门20和过滤器21。

在本实施例中，水箱2的容积小于储风缸的容积。

在本实施例中，水箱2的外部设置有隔温层，隔温层的材料为隔热岩棉。

本发明还提供了一种石砟漏斗车，其特征在于，包括上述的石砟漏斗车卸车抑尘装置。

综上，该抑尘装置在石砟漏斗车进行装砟时对水箱2进行注水，水量应达到液位计刻度上方；卸砟前，机车给各石砟漏斗车的储风缸进行充气，并充至500kPa～600kPa；到达卸砟区间时，操纵卸砟时先打开给水塞门20，之后打开给风塞门1，然后操作操纵阀打开底门，进行卸砟作业；卸砟完毕后先关闭操纵阀，然后将抑尘装置的给风塞门1和给水塞门20关闭；当车辆长期放置不进行卸砟作业，且环境温度低于零度时，打开水箱下部排水阀，将水箱内的水排净。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。