本發(fā)明涉及一種軌道車輛用增粘裝置，尤其涉及一種軌道車輛用噴嘴及包括該噴嘴的噴射增粘裝置。

背景技術(shù)：

眾所周知，軌道車輛的加速與減速利用的是輪軌之間的粘著力。在加速時(shí)，驅(qū)動(dòng)力一旦超過(guò)輪軌間粘著力，車輪就會(huì)發(fā)生空轉(zhuǎn)，列車得不到已設(shè)定的加速性能；如果制動(dòng)力超過(guò)輪軌間粘著力，車輪就會(huì)在軌道上滑行，導(dǎo)致車輪踏面擦傷，并使制動(dòng)距離延長(zhǎng)。輪軌之間的粘著力是支配軌道車輛加減速性能的基本因素，在軌道車輛運(yùn)行中，輪軌間的粘著力很容易受軌道自身所處的外部環(huán)境——雨、雪、霜、露、鐵銹、油污等的影響，在此情況下，軌道車輛運(yùn)行速度越高，輪軌間的粘著力將變得越小。

目前，在軌道車輛上通常安裝有撒砂裝置，通過(guò)撒砂裝置向車輪與軌道之間灑砂子，以此來(lái)增加車輪與軌道之間的粘著力。這一方法雖能在一定程度上緩解輪軌之間粘著力不強(qiáng)的問題，但仍存在一些不足：(1)以自然跌落的方式撒砂，砂子在下落過(guò)程中易受軌道車輛走行風(fēng)的影響，落點(diǎn)難以精確控制；(2)撒砂不均勻，砂子的堆積會(huì)引發(fā)軌道回路短路、信號(hào)傳輸不良等故障；(3)天然砂的硬度不夠，易被車輪碾成粉末，對(duì)環(huán)境造成粉塵污染；(4)軌道車輛整備裝砂的工作量大，材料成本和人工成本很高。

因此，提供一種更有效、更直接、更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能環(huán)保的軌道車輛用噴嘴及包括該噴嘴的噴射增粘裝置是當(dāng)前急需解決的一個(gè)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述的現(xiàn)有撒砂裝置中存在的問題，提出一種更有效、更直接、更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能環(huán)保的軌道車輛用噴嘴及包括該噴嘴的噴射增粘裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一方面提供了一種軌道車輛用噴嘴，包括噴嘴主體和套裝于所述噴嘴主體外的噴套，所述噴嘴主體采用碳化硼材料制作而成，所述噴嘴主體包括噴管和與所述噴管的一端相連的出料嘴，所述出料嘴為開口逐漸擴(kuò)大的錐形管。

作為優(yōu)選，所述噴嘴主體還包括與所述噴管的另一端相連的進(jìn)料嘴，所述進(jìn)料嘴為開口逐漸縮小的錐形管。

作為優(yōu)選，所述出料嘴的錐度設(shè)置為8°，所述進(jìn)料嘴的錐度設(shè)置為90°。

本發(fā)明的另一方面提供了一種包括上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的軌道車輛用噴嘴的噴射增粘裝置，包括底座，還包括：

儲(chǔ)料罐，所述儲(chǔ)料罐安裝于所述底座上，并連接有充氣單元，所述儲(chǔ)料罐為保壓罐；

噴砂管，所述噴砂管位于所述儲(chǔ)料罐的底端，并與所述儲(chǔ)料罐的底端相連接，所述噴砂管上設(shè)置有噴砂閥；

如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的軌道車輛用噴嘴，所述軌道車輛用噴嘴通過(guò)安裝支架安裝于所述底座上，并與所述噴砂管的末端相連接。

作為優(yōu)選，所述儲(chǔ)料罐包括罐體和設(shè)置于所述罐體上方的密封蓋，所述密封蓋與罐體緊固在一起；所述儲(chǔ)料罐內(nèi)設(shè)置有漏斗，所述漏斗將儲(chǔ)料罐的內(nèi)部空間分為位于漏斗上方的加料區(qū)和位于漏斗下方的儲(chǔ)砂區(qū),所述儲(chǔ)砂區(qū)與所述充氣單元相連接。

作為優(yōu)選，所述噴砂閥上連接有噴砂閥開關(guān)氣缸，用于控制噴砂閥的開度。

作為優(yōu)選，所述噴砂閥上連接有流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)噴射陶瓷粒子的流量。

作為優(yōu)選，所述安裝支架上設(shè)置有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)所述碳化硼噴嘴的噴射角度。

作為優(yōu)選，所述底座上設(shè)置有高壓罐，所述高壓罐通過(guò)第一連接管與所述儲(chǔ)料罐的側(cè)壁相連，所述高壓罐通過(guò)第二連接管與所述噴砂管相連。

進(jìn)一步的，在噴射增粘裝置的外部還連有控制單元，所述控制單元包括用于控制儲(chǔ)料罐充氣的第一控制單元、用于控制儲(chǔ)料罐泄壓的第二控制單元和用于控制噴射陶瓷粒子的第三控制單元。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、使用本發(fā)明提供的軌道車輛用噴嘴，噴射的陶瓷粒子會(huì)擴(kuò)散形成橢圓形的噴射區(qū)域，與現(xiàn)有噴嘴噴出的圓形噴射區(qū)域相比，噴射面積大，增加了陶瓷粒子與車輪和軌道之間的接觸面積，增粘效果更好；

2、本發(fā)明提供的軌道車輛用噴嘴采用耐磨性能良好的碳化硼材料，在噴射陶瓷粒子的過(guò)程中，能夠滿足高達(dá)100米/秒的高噴射速度，噴嘴的損耗小，使用壽命長(zhǎng)；

3、本發(fā)明提供的軌道車輛用噴嘴及包括該噴嘴的噴射增粘裝置，通過(guò)高速噴射陶瓷粒子，比現(xiàn)有撒砂裝置更有效、更直接、更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能環(huán)保。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的軌道車輛用噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的軌道車輛用噴嘴主體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的噴射增粘裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的儲(chǔ)砂罐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的安裝支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

以上各圖中：1、噴嘴主體；101、進(jìn)料嘴；102、噴管；103、出料嘴；2、噴套；3、底座；4、儲(chǔ)料罐；41、罐體；42、密封蓋；43、加料區(qū)；44、漏斗；45、儲(chǔ)砂區(qū)；5、噴砂閥；6、噴砂管；7、噴砂閥開關(guān)氣缸；8、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；9、安裝支架；91、弧形限位槽；92、限位螺栓；10、噴嘴；11、高壓罐；12、控制單元箱。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

實(shí)施例：如圖1、圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的一方面提供了一種軌道車輛用噴嘴，包括噴嘴主體1和套裝于噴嘴主體1外的噴套2，噴嘴主體1包括噴管102和與噴管102的一端相連的出料嘴103，出料嘴103為開口逐漸擴(kuò)大的錐形管，出料嘴103的錐度示例性設(shè)置為8°。在噴射陶瓷粒子時(shí)，陶瓷粒子經(jīng)開口逐漸擴(kuò)大的出料嘴103噴出，會(huì)擴(kuò)散形成橢圓形的噴射區(qū)域，與現(xiàn)有噴嘴噴出的圓形噴射區(qū)域相比，噴射面積更大，增加了陶瓷粒子與車輪和軌道之間的接觸面積，增粘效果更好。

噴嘴主體1還包括與噴管102的另一端相連的進(jìn)料嘴101，為了緩沖陶瓷粒子的沖擊力，進(jìn)料嘴101采用開口逐漸縮小的錐形管，進(jìn)料嘴101的錐度示例性設(shè)置為90°。在噴射陶瓷粒子時(shí)，陶瓷粒子經(jīng)開口逐漸縮小的進(jìn)料嘴101流入，逐漸縮小的進(jìn)料嘴101緩沖了陶瓷粒子的沖擊力，同時(shí)使陶瓷粒子的流速增加。噴管102直徑示例性設(shè)置為φ2.5mm±0.02mm，此時(shí)噴速可達(dá)100m/s。

噴嘴主體1采用碳化硼材料制作而成，由于碳化硼材料硬度高、耐磨性能好，因此本實(shí)施例提供的軌道車輛用噴嘴具有良好的耐磨性能，在噴射陶瓷粒子過(guò)程中，噴嘴的損耗小，使用壽命長(zhǎng)，可使用500-1000小時(shí)。在一可選實(shí)施例中，為了能夠提供一種具有良好耐磨性能的軌道車輛用噴嘴，該噴嘴可由下述組分：碳化硼粉料20％～70％、碳粉10％～40％、粘結(jié)劑5％～10％、金屬硅20％～35％制備得到。在另一可選實(shí)施例中，為了制備一種具有良好耐磨性能的軌道車輛用噴嘴，該軌道車輛用噴嘴的制備方法可包括如下步驟：

將碳化硼粉料在空氣爐中加熱到850℃，保溫30-90min，進(jìn)行預(yù)氧化處理；將預(yù)氧化碳化硼粉料、碳粉和粘結(jié)劑按上述指定比例放入球磨機(jī)中，進(jìn)行濕混，得混合粉料；將混合粉料置于室溫下烘干，加入適量的溶劑水或無(wú)水乙醇，直至混合粉料中的溶劑量占粉料總質(zhì)量的3％-10％；將混合粉料造粒并過(guò)篩，得到粒度均一的粉料粒；

根據(jù)軌道車輛用噴嘴的形狀選擇模具，將上述粉料粒均勻布在模具型腔內(nèi)，采用60～500MPa的壓力壓制成型；壓制好的生坯經(jīng)烘箱干燥后，進(jìn)行機(jī)加工；將生胚置于空氣或真空爐內(nèi)升溫至600℃左右排膠，得到試樣；將準(zhǔn)備好的試樣置于石墨坩堝內(nèi)，坩堝內(nèi)按比例加入金屬硅，連同坩堝一起置于高溫真空燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度范圍為1450～1600℃，保溫1～3小時(shí)，隨爐冷卻，得到軌道車輛用噴嘴。

如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例的另一方面提供了一種包括上述實(shí)施例所述的軌道車輛用噴嘴的噴射增粘裝置，包括底座3，還包括：

儲(chǔ)料罐4，儲(chǔ)料罐4安裝于底座3上，并連接有充氣單元，儲(chǔ)料罐4為保壓罐。可以理解的是，所述充氣單元用于向儲(chǔ)料罐4充氣，由于儲(chǔ)料罐4為保壓罐，儲(chǔ)料罐4經(jīng)充氣后保有一定壓力，通過(guò)該壓力可以將儲(chǔ)料罐4中儲(chǔ)存的陶瓷粒子噴出。

噴砂管6，噴砂管6位于儲(chǔ)料罐4的底端，并與儲(chǔ)料罐4的底端相連接，噴砂管6上設(shè)置有噴砂閥5，噴砂閥5用于控制噴射陶瓷粒子。

如上述實(shí)施例所述的軌道車輛用噴嘴10，軌道車輛用噴嘴10通過(guò)安裝支架9安裝于底座3上，并與噴砂管6的末端相連接。

在使用時(shí)，在儲(chǔ)料罐4中的壓力作用下，儲(chǔ)料罐4中的陶瓷粒子經(jīng)噴砂管6和與噴砂管6相連的軌道車輛用噴嘴10噴出，噴射于軌道車輛的車輪與軌道之間。由于噴射出的陶瓷粒子具有較高噴速，不受軌道車輛走行風(fēng)的影響，因此陶瓷粒子的落點(diǎn)可精準(zhǔn)控制。

如圖4所示，儲(chǔ)料罐4包括罐體41和設(shè)置于罐體41上方的密封蓋42，為了使儲(chǔ)料罐4具有保壓效果，密封蓋42與罐體41通過(guò)螺紋連接緊固在一起，密封蓋42可承受2MPa的壓力。需要說(shuō)明的是，密封蓋42與罐體41的緊固方式還可以采用法蘭連接或搭扣鎖?？梢岳斫獾氖牵緦?shí)施例并不局限于上述所列舉的緊固方式，還可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其它合理的緊固方式。

儲(chǔ)料罐4內(nèi)設(shè)置有漏斗44，漏斗44將儲(chǔ)料罐4的內(nèi)部空間分為位于漏斗44上方的加料區(qū)43和位于漏斗44下方的儲(chǔ)砂區(qū)45。當(dāng)需要補(bǔ)充陶瓷粒子時(shí)，將陶瓷粒子投入加料區(qū)43，陶瓷粒子經(jīng)漏斗44的匯集作用集中落入儲(chǔ)砂區(qū)45。儲(chǔ)砂區(qū)45與所述充氣單元相連接，儲(chǔ)砂區(qū)45經(jīng)過(guò)所述充氣單元的充氣后具有較高壓力，通過(guò)該壓力可將儲(chǔ)砂區(qū)45中儲(chǔ)存的陶瓷粒子從底部噴出。

如圖3所示，為了根據(jù)需要調(diào)控噴射陶瓷粒子的流量，噴砂閥5上連接有噴砂閥開關(guān)氣缸7，用于控制噴砂閥5的開度，粗調(diào)節(jié)噴射陶瓷粒子的流量。

為了進(jìn)一步精確調(diào)控噴射陶瓷粒子的流量，噴砂閥5上連接有流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8，用于微量調(diào)節(jié)噴射陶瓷粒子的流量。通過(guò)精確調(diào)控噴射陶瓷粒子的流量，可以根據(jù)外部環(huán)境或車速情況，調(diào)節(jié)噴射陶瓷粒子流量，適用于雨天、晴天、降雪、軌面油污等各種情況，可應(yīng)對(duì)緊急制動(dòng)等各種突發(fā)情況；同時(shí)，通過(guò)控制噴射陶瓷粒子的流量，使噴射的陶瓷粒子更均勻，可避免因砂子堆積引發(fā)的軌道回路短路、信號(hào)傳輸不良等故障。

為了調(diào)節(jié)噴嘴的噴射角度，安裝支架9上設(shè)置有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)軌道車輛用噴嘴10的噴射角度。如圖5所示，在本實(shí)施例中，示例性的采用在安裝支架9上設(shè)置弧形限位槽91的方式，以調(diào)節(jié)噴射角度；在弧形限位槽91中設(shè)置有沿弧形限位槽91運(yùn)動(dòng)的限位螺栓92；在安裝時(shí)，軌道車輛用噴嘴10的噴套一端與安裝支架9鉸接安裝，另一端與限位螺栓92連接在一起。在使用時(shí)，通過(guò)限位螺栓92沿弧形限位槽91運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)軌道車輛用噴嘴10轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)噴射角度。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例并不局限于上述示例的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，只要能起到角度調(diào)節(jié)作用，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其他合理的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

為了防止儲(chǔ)砂罐4或噴砂管6中的噴射壓力不足，底座3上設(shè)置有高壓罐11，高壓罐11通過(guò)第一連接管與儲(chǔ)料罐4的側(cè)壁相連，用于對(duì)儲(chǔ)砂罐4進(jìn)行二次充氣；高壓罐11通過(guò)第二連接管與噴砂管6相連，用于補(bǔ)充噴砂管6內(nèi)的噴射壓力，增加噴速以滿足特殊增粘需要的高噴速要求，適用于各種突發(fā)情況下的噴射增粘。

在噴射增粘裝置的外部還連有控制單元，置于控制單元箱12中，所述控制單元包括用于控制儲(chǔ)料罐4充氣的第一控制單元、用于控制儲(chǔ)料罐4泄壓的第二控制單元和用于控制噴射陶瓷粒子的第三控制單元。

為了控制噴射陶瓷粒子的過(guò)程，所述第一控制單元包括氣控充氣閥和充氣電磁閥，所述氣控充氣閥連接在所述儲(chǔ)料罐4與所述充氣單元之間，用于控制儲(chǔ)料罐4的充氣，所述氣控充氣閥的氣控氣路上設(shè)置有所述充氣電磁閥，用于接收充氣電信號(hào)，并控制所述氣控充氣閥的氣控氣路的連通與切斷；所述第二控制單元包括氣控泄壓閥和泄壓電磁閥，所述氣控泄壓閥連接于所述儲(chǔ)料罐4的側(cè)壁上，用于控制儲(chǔ)料罐4的泄壓，所述氣控泄壓閥的氣控氣路上設(shè)置有所述泄壓電磁閥，用于接收泄壓電信號(hào)，并控制所述氣控泄壓閥的氣控氣路的連通與切斷；所述第三控制單元包括氣控噴砂氣閥和噴砂電磁閥，所述氣控噴砂氣閥連接于所述噴砂閥5上，用于控制噴射陶瓷粒子，所述氣控噴砂氣閥的氣控氣路上設(shè)置有所述噴砂電磁閥，用于接收噴砂電信號(hào)，并控制所述氣控噴砂氣閥的氣控氣路的連通與切斷；所述第三控制單元還包括與所述噴砂閥開關(guān)氣缸7相連的下砂電磁閥，用于控制噴砂閥開關(guān)氣缸7的開啟與關(guān)閉。

在本實(shí)施例中，控制單元的動(dòng)作如下：

1、當(dāng)陶瓷粒子裝填完畢后，軌道車輛的駕駛員通過(guò)車輛操作系統(tǒng)發(fā)出充氣電信號(hào)，所述充氣電磁閥接收該充氣電信號(hào)后，執(zhí)行開啟動(dòng)作，使與所述充氣電磁閥相連的氣控充氣閥開啟，所述充氣單元向儲(chǔ)料罐4內(nèi)充氣，儲(chǔ)料罐4充壓到達(dá)額定壓力后，所述充氣電磁閥和氣控充氣閥關(guān)閉。

2、當(dāng)需要噴射陶瓷粒子時(shí)，駕駛員通過(guò)車輛操作系統(tǒng)發(fā)出噴砂電信號(hào)，所述噴砂電磁閥接收噴砂電信號(hào)后，執(zhí)行開啟動(dòng)作，使與所述噴砂電磁閥相連的氣控噴砂氣閥開啟，延遲2秒后，所述下砂電磁閥執(zhí)行開啟動(dòng)作，使與所述下砂電磁閥相連的噴砂閥開關(guān)氣缸7開啟，進(jìn)一步使噴砂閥5開啟一定的開度，完成噴射陶瓷粒子，為了用極少量的陶瓷粒子來(lái)滿足列車需要的增粘要求，噴速需要滿足100米/秒。

3、當(dāng)儲(chǔ)料罐4中的陶瓷粒子噴完后，車輛操作系統(tǒng)發(fā)出泄壓電信號(hào)，所述泄壓電磁閥接收泄壓電信號(hào)后，執(zhí)行開啟動(dòng)作，使與所述泄壓電磁閥相連的氣控泄壓閥開啟，儲(chǔ)料罐4完成泄壓，此時(shí)，可打開所述密封蓋42，向儲(chǔ)料罐4再次裝填陶瓷粒子。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖3所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。