專利名稱：鐵路隧道口壁緣融冰裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鐵路隧道口壁緣融冰裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實用新型涉及一種鐵路隧道口壁緣融冰裝置。
技術(shù)背景[0002]隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，列車速度、載重量等逐年提高，過往車次數(shù)量逐年的增加，鐵路沿線的舊有設(shè)備承載能力與運量增加的矛盾日益突出。當(dāng)隧道穿越含水層、巖熔裂隙發(fā)育地段時，由于地下水豐富，就形成了隧道內(nèi)漏水。根據(jù)漏水位置及大小，分為滲、淌、 漏、冒幾類。[0003]中國已有鐵路隧道約50000座，其中運營中出現(xiàn)不同程度的涌水、漏水、冒水、滴水、滲水、濕水等現(xiàn)象的約占全路隧道總座數(shù)的1/3左右。冬季隧道內(nèi)氣溫下降至0°C左右時，漏水地段多發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象。有的結(jié)冰后封住了漏水眼，結(jié)冰繼續(xù)發(fā)展，侵入軌道的安全限界內(nèi)而影響行車安全，嚴重的會造成接觸網(wǎng)承重過載和接觸網(wǎng)連電等現(xiàn)象，造成冰覆鋼軌而導(dǎo)致翻車，損壞鋼軌及配件，給行車安全帶來重大危害。所以研究隧道融冰裝置至關(guān)重要。發(fā)明內(nèi)容[0004]為解決以上技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種鐵路隧道口壁緣融冰裝置， 以利于解決因隧道口壁緣結(jié)冰而對沿線線路造成的影響，和消除隧道口壁緣的掛冰問題。[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是提供鐵路隧道口壁緣融冰裝置， 其中該裝置包括有配電控制箱、壁緣發(fā)熱圓弧帶。所述配電控制箱包括有箱體、面板、門板、接地架，所述箱體內(nèi)通過螺釘固定有面板，在面板上通過螺釘固定有接地架；所述門板通過鉸鏈固定到箱體上；所述面板上設(shè)有相互電連接的溫度控制器、溫濕度控制器、發(fā)熱電纜引線、外接傳感器、斷路器、熔斷器、中間繼電器、接線端子以及采用螺釘固定的加熱塊和溫濕度傳感器；[0006]所述壁緣發(fā)熱圓弧帶包括耐候硅膠、帶導(dǎo)流槽的鋁合金板、擠塑導(dǎo)熱板、鍍鋅鋼絲網(wǎng)、墻面真石漆層、柔性粘結(jié)砂漿層、塑料膨脹保溫釘、化學(xué)錨栓、發(fā)熱電纜；[0007]所述發(fā)熱電纜通過發(fā)熱電纜引線從箱體引到隧道口壁緣上，在隧道口壁緣的立面上通過化學(xué)錨栓固定有帶導(dǎo)流槽的鋁合金板，導(dǎo)流槽的鋁合金板上均勻噴涂柔性粘結(jié)砂漿層，在柔性粘結(jié)砂漿層上并列設(shè)置多塊擠塑導(dǎo)熱板，擠塑導(dǎo)熱板的波浪狀的槽內(nèi)設(shè)有發(fā)熱電纜，所述的溫度控制器通過發(fā)熱電纜引線引出后，發(fā)熱電纜引線與發(fā)熱電纜通過專用防水接頭相連接，擠塑導(dǎo)熱板通過塑料膨脹保溫釘固定到隧道口壁緣立面上。[0008]所述發(fā)熱電纜為兩根獨立的發(fā)熱電纜，其中一根發(fā)熱電纜設(shè)在擠塑板的波浪狀槽內(nèi)，另一根通過耐候硅膠將其涂覆在帶導(dǎo)流槽的鋁合金板的導(dǎo)流槽內(nèi)，將槽內(nèi)的發(fā)熱電纜埋護了起來，該兩根發(fā)熱電纜均與配電控制箱上的發(fā)熱電纜引線通過專用防水接頭相連接。[0009]本實用新型的效果是該融冰裝置在鐵路隧道口的壁緣上使用，將多塊擠塑導(dǎo)熱板沿著隧道口壁緣呈圓弧狀布置，并將發(fā)熱電纜以波浪狀敷設(shè)在擠塑導(dǎo)熱板上，再用真石漆將擠塑導(dǎo)熱板噴涂包覆起來，形成一個發(fā)熱圓弧墻面，帶導(dǎo)流槽的鋁合金板的導(dǎo)流槽內(nèi)埋設(shè)了另一根發(fā)熱電纜，防止融化的冰水流至導(dǎo)流槽內(nèi)再次結(jié)冰。當(dāng)隧道口壁緣立面上的冰水流至該發(fā)熱墻面時，由于墻面上帶有高溫，冰水失去了結(jié)冰的條件，將不會再形成冰凌。發(fā)熱電纜通過導(dǎo)線與配電控制箱連接，配電控制箱采用化學(xué)錨栓固定在隧道壁上，供電后通過溫度控制器來控制發(fā)熱電纜是否需要發(fā)熱。該裝置解決了鐵路隧道口融冰的難題， 實現(xiàn)鐵路隧道融冰自動化。[0010]該融冰裝置具有運行可靠、升溫快、操作方便、外表美觀等優(yōu)點。由于該產(chǎn)品在技術(shù)上的突破性和價格上的經(jīng)濟性，決定了該產(chǎn)品必定產(chǎn)生良好的社會效益，具體可體現(xiàn)在以下幾點[0011]1、與以往需采用多個獨立發(fā)熱元件的融冰裝置相比，本裝置采用的核心發(fā)熱件是融雪融冰專用發(fā)熱電纜，這在鐵路隧道破冰技術(shù)中為首創(chuàng)。其特點為熱效率高，安裝方便， 故障率低，壽命長，成本低。[0012]2、由于產(chǎn)品性能的可靠性，可大大減少現(xiàn)場施工工作量和維修工作量，提高破冰效率及降低系統(tǒng)運營成本。[0013]3、產(chǎn)品形成規(guī)模后，普遍推廣市場，可為鐵道部門省下大量的人力和物力。


[0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020][0023][0024][0025][0026][0027][0028]圖1為本實用新型融冰裝置的控制箱的內(nèi)部布局圖； 圖2為本實用新型融冰裝置的控制箱的外觀圖； 圖3為本實用新型融冰裝置在隧道口壁緣上鋪設(shè)發(fā)熱電纜的剖視圖圖4為本實用新型融冰裝置在隧道口壁緣上的電聯(lián)接局部剖視圖； 圖5為本實用新型融冰裝置擠塑導(dǎo)熱板中波浪狀固線槽示意圖； 圖6為本實用新型的融冰裝置運行原理圖。 圖中2、面板 5、門板 8、斷路器 U、接線端子 14、接地架 17、樹脂玻璃窗1、箱體4、溫濕度控制器 7、外接傳感器 10、中間繼電器 13、溫濕度傳感器 16、箱鎖19、帶導(dǎo)流槽的鋁合金板20、擠塑導(dǎo)熱板 22、墻面真石漆層23、柔性粘結(jié)砂漿層25、化學(xué)錨栓26、發(fā)熱電纜3、溫度控制器 6、發(fā)熱電纜引線 9、熔斷器 12、加熱塊 15、狀態(tài)指示燈 18、耐候硅膠 21、鍍鋅鋼絲網(wǎng)對、塑料膨脹保溫釘具體實施方式
[0030]結(jié)合附圖及實例具體說明本實用新型的鐵路隧道口壁緣融冰裝置的結(jié)構(gòu)和運行方式加以說明。[0031]鐵路隧道口壁緣融冰裝置，該裝置包括有配電控制箱及壁緣發(fā)熱圓弧帶；所述配電控制箱包括有箱體1、面板2、門板5、接地架14，所述箱體1內(nèi)通過螺釘固定有面板2，在面板2上通過螺釘固定有接地架14 ；所述門板5通過鉸鏈固定到箱體1上；所述面板2上設(shè)有相互電連接的溫度控制器3、溫濕度控制器4、發(fā)熱電纜引線6、外接傳感器7、斷路器8、 熔斷器9、中間繼電器10、接線端子11以及采用螺釘固定的加熱塊12和溫濕度傳感器13， 在所述溫度控制器3上帶有液晶顯示屏，在所述門板5上設(shè)有狀態(tài)指示燈15、箱鎖16以及樹脂玻璃窗17。[0032]所述壁緣發(fā)熱圓弧帶包括有耐候硅膠18、帶導(dǎo)流槽的鋁合金板19、擠塑導(dǎo)熱板 20、鍍鋅鋼絲網(wǎng)21、墻面真石漆層22、柔性粘結(jié)砂漿層23、塑料膨脹保溫釘M、化學(xué)錨栓25、 發(fā)熱電纜26;[0033]所述發(fā)熱電纜沈通過發(fā)熱電纜引線6從箱體1引到隧道口壁緣上，在隧道口壁緣的立面上通過化學(xué)錨栓25固定有帶導(dǎo)流槽的鋁合金板19，導(dǎo)流槽的鋁合金板19上均勻噴涂柔性粘結(jié)砂漿層23，所述柔性的粘結(jié)砂漿層23的厚度為8mm，所述化學(xué)錨栓25規(guī)格為 M8 X IlOmm的不銹鋼化學(xué)錨栓。[0034]在柔性粘結(jié)砂漿層23上并列設(shè)置多塊擠塑導(dǎo)熱板20，擠塑導(dǎo)熱板20的波浪狀的槽內(nèi)設(shè)有發(fā)熱電纜26，所述的溫度控制器3通過發(fā)熱電纜引線6引出后，發(fā)熱電纜引線6與發(fā)熱電纜沈通過專用防水接頭相連接，擠塑導(dǎo)熱板20通過塑料膨脹保溫釘M固定到隧道口壁緣立面上。[0035]所述發(fā)熱電纜沈為兩根獨立的發(fā)熱電纜，其中一根發(fā)熱電纜沈設(shè)在擠塑導(dǎo)熱板 20的波浪狀槽內(nèi)，另一根發(fā)熱電纜沈通過耐候硅膠18埋護設(shè)在帶導(dǎo)流槽的鋁合金板19的導(dǎo)流槽內(nèi)，所述兩根發(fā)熱電纜沈均與發(fā)熱電纜引線6通過專用防水接頭相連接。[0036]在所述擠塑導(dǎo)熱板20的外側(cè)通過塑料膨脹保溫釘M掛貼有鍍鋅鋼絲網(wǎng)21，在鍍鋅鋼絲網(wǎng)21上設(shè)有墻面真石漆層22，被墻面真石漆層22包覆起來的擠塑導(dǎo)熱板20形成一個發(fā)熱圓弧帶。[0037]本實用新型的鐵路隧道口壁緣融冰裝置的核心元件是發(fā)熱電纜，以發(fā)熱電纜作為熱源，以擠塑導(dǎo)熱板作為載體，以配電控制箱作為電源，提供一種鐵路隧道口壁緣融冰裝置，來實現(xiàn)對隧道口掛冰問題的解決。[0038]如圖1、2、3所示，本實用新型的鐵路隧道口壁緣融冰裝置包括有箱體1、面板2、 溫度控制器3、溫濕度控制器4、門板5、發(fā)熱電纜導(dǎo)線6、外接傳感器7、斷路器8、熔斷器9、 中間繼電器10、接線端子11、加熱塊12、溫濕度傳感器13、接地架14、狀態(tài)指示燈15、箱鎖 16、樹脂玻璃窗17、發(fā)熱電纜26。溫度控制器3直接與發(fā)熱電纜沈連接，并通過外界傳感器7提供的高低溫信號來控制發(fā)熱電纜沈是否需要供電。溫濕度控制器4、斷路器8、熔斷器9、中間繼電器10、加熱塊12、溫濕度傳感器13在整個控制回路中起保障系統(tǒng)正常工作和避免短路的作用。[0039]裝置參數(shù)如下[0040]a.輸入電壓AC 220V[0041]b.每平米裝置使用功率P彡400W(戶外)[0042]c.加熱裝置容量1800VA(可根據(jù)隧道口實際情況增減)[0043]d.額定電流8. 2A(可根據(jù)隧道口實際情況增減)[0044]e.壁緣發(fā)熱圓弧帶面積4. Om2 (可根據(jù)隧道口實際情況增減)[0045]f.壁緣發(fā)熱圓弧帶圓弧長度13m(可根據(jù)隧道口實際情況增減)[0046]可適用環(huán)境要求[0047]a.海拔高度一般< IOOOm ；高原型< 2500m ；[0048]b.環(huán)境溫度上限+40°C，下限-25°C，極限最低溫度_40°C ；[0049]c.相對濕度95% RH ；[0050]d.地震烈度能滿足8度的要求；[0051]e.防護等級IP54;[0052]f.不適用于有易燃物質(zhì)、爆炸危險、化學(xué)腐蝕及劇烈振動場所。[0053]運行方式[0054]如圖1、2所示的本實用新型的鐵路隧道口壁緣融冰裝置，安裝到隧道里后，通電， 關(guān)閉斷路器，中間繼電器的磁芯吸合，常開關(guān)閉，常閉打開，運行指示燈綠燈亮。在溫度控制器3上人為地設(shè)置好發(fā)熱電纜的控溫參數(shù)。當(dāng)受熱墻面的溫度低于低溫設(shè)定值時，溫度傳感器3反饋一個低溫信號，溫度控制器3通過導(dǎo)線接受到該信號后，為發(fā)熱電纜沈供電，發(fā)熱電纜沈開始加熱；當(dāng)受熱墻面的溫度升高至高溫設(shè)定值時，溫度傳感器3反饋一個高溫信號到溫度控制器4，溫度控制器4控制發(fā)熱電纜沈斷電，此時帶有高溫的受熱墻面又開始降溫，降溫至低溫設(shè)定值后，溫度控制器又開啟電纜加熱沈，依次循環(huán)實現(xiàn)發(fā)熱電纜的加熱與停止，同時實現(xiàn)了節(jié)能作用。如果系統(tǒng)中出現(xiàn)短路或是斷路情況，斷路器會打開，故障指示燈黃燈帶電，顯示故障。[0055]如圖3所示，其中發(fā)熱電纜沈在擠塑導(dǎo)熱板20中呈波浪狀分布，提高了布線密度，增加了單位面積的發(fā)熱功率。該裝置通過發(fā)熱電纜26的高溫發(fā)熱來加熱由墻面真石漆層22而形成的圓弧墻面。當(dāng)隧道口壁緣立面上的冰水流至該發(fā)熱圓弧墻面時，由于墻面上帶有高溫，冰水失去了解凍的條件，將不會再形成冰凌，達到了融冰防凍的效果。受熱后的冰水流到帶導(dǎo)流槽的鋁合金板19的U型槽內(nèi)并向兩側(cè)流走，避免了冰水直接流到鐵軌上而形成二次結(jié)凍現(xiàn)象。[0056]擠塑導(dǎo)熱板20的正面結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示整個隧道口圓弧面上需要并排固定多個擠塑導(dǎo)熱板20，可根據(jù)隧道口壁緣的實際情況來確定。[0057]運行原理是如圖6所示，當(dāng)該融冰裝置系統(tǒng)通電后，溫度控制器3控制發(fā)熱電纜沈發(fā)熱，當(dāng)發(fā)熱電纜26處的溫度達到設(shè)定溫度值后，溫度控制器3會自動斷掉發(fā)熱電纜沈上的電源；當(dāng)發(fā)熱電纜26處的溫度低過設(shè)定溫度后，該融冰裝置系統(tǒng)自動恢復(fù)工作。通過此種循環(huán)，來實現(xiàn)對發(fā)熱電纜26的控制，以此實現(xiàn)了隧道口壁緣的融冰功能。[0058]電氣化鐵路融冰裝置設(shè)計特點[0059]1、采用多股合金絲絞合的專用發(fā)熱電纜沈，穩(wěn)定性強、柔韌，可隨意彎曲，5年內(nèi)免維修，免更換。其中絕緣層采用阻燃性全硅橡膠絕緣，耐高溫180°C，硅橡膠具有良好的耐高溫、導(dǎo)熱性、耐候性和很高的電阻率；外皮采用耐高溫105°C的阻燃性環(huán)保PVC添加特有的防紫外線原料，增強線纜的抗老化，防水、防紫外線。該電纜內(nèi)部的銅網(wǎng)屏蔽層帶漏電保護功能，接地后安全無憂。[0060]2、通過準(zhǔn)確計算及優(yōu)化設(shè)計，可以在較小的功率下實現(xiàn)融冰，從而避免用戶增容變壓器、更換電力線路的投資損失。[0061]3、該融冰裝置系統(tǒng)中的核心控制元件是專用溫度控制器3，溫度控制器3上帶有液晶顯示屏。經(jīng)人工設(shè)置后，控制發(fā)熱電纜沈低溫工作，高溫停止。操作簡單，質(zhì)量可靠和安全。[0062]4、整套系統(tǒng)中帶有漏電保護功能和故障提示功能，運行安全可靠。[0063]本實用新型的鐵路隧道口壁緣融冰裝置保證了融冰功能以及裝置的可靠運行。根據(jù)技術(shù)要求選用的溫度控制器，可保證發(fā)熱電纜在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)自動發(fā)熱，通過加熱受熱圓弧墻面來防止隧道口壁緣形成冰凌，為鐵道部門省下大量的人力和物力，解決了鐵路隧道口壁緣融冰防凍的技術(shù)難題。
權(quán)利要求1.一種鐵路隧道口壁緣融冰裝置，其特征是該裝置包括有配電控制箱及壁緣發(fā)熱圓弧帶；所述配電控制箱包括有箱體(1)、面板(2)、門板(5)、接地架(14)，所述箱體(1)內(nèi)通過螺釘固定有面板0)，在面板⑵上通過螺釘固定有接地架(14)；所述門板(5)通過鉸鏈固定到箱體(1)上；所述面板( 上設(shè)有相互電連接的溫度控制器(3)、溫濕度控制器 (4)、發(fā)熱電纜引線(6)、外接傳感器(7)、斷路器(8)、熔斷器(9)、中間繼電器(10)、接線端子(11)以及采用螺釘固定的加熱塊(12)和溫濕度傳感器(13)；所述壁緣發(fā)熱圓弧帶包括有耐候硅膠(18)、帶導(dǎo)流槽的鋁合金板(19)、擠塑導(dǎo)熱板 (20)、鍍鋅鋼絲網(wǎng)(21)、墻面真石漆層(22)、柔性粘結(jié)砂漿層(23)、塑料膨脹保溫釘(M)、 化學(xué)錨栓(25)、發(fā)熱電纜06)；所述發(fā)熱電纜06)通過發(fā)熱電纜引線(6)從箱體(1)引到隧道口壁緣上，在隧道口壁緣的立面上通過化學(xué)錨栓0 固定有帶導(dǎo)流槽的鋁合金板(19)，導(dǎo)流槽的鋁合金板(19)上均勻噴涂柔性粘結(jié)砂漿層(23)，在柔性粘結(jié)砂漿層03)上并列設(shè)置多塊擠塑導(dǎo)熱板(20)，擠塑導(dǎo)熱板OO)的波浪狀的槽內(nèi)設(shè)有發(fā)熱電纜( )，所述的溫度控制器(3)通過發(fā)熱電纜引線(6)引出后，發(fā)熱電纜引線(6)與發(fā)熱電纜06)通過專用防水接頭相連接，擠塑導(dǎo)熱板OO)通過塑料膨脹保溫釘04)固定到隧道口壁緣立面上；所述發(fā)熱電纜06)為兩根獨立的發(fā)熱電纜，其中一根發(fā)熱電纜06)設(shè)在擠塑導(dǎo)熱板(20)的波浪狀槽內(nèi)，另一根發(fā)熱電纜06)通過耐候硅膠(18)埋護設(shè)在帶導(dǎo)流槽的鋁合金板(19)的導(dǎo)流槽內(nèi)，所述兩根發(fā)熱電纜06)均與發(fā)熱電纜引線(6)通過專用防水接頭相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路隧道口壁緣融冰裝置，其特征是在所述門板(5)上設(shè)有狀態(tài)指示燈(15)、箱鎖(16)以及樹脂玻璃窗(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路隧道口壁緣融冰裝置，其特征是在所述擠塑導(dǎo)熱板 (20)的外側(cè)通過塑料膨脹保溫釘04)掛貼有鍍鋅鋼絲網(wǎng)(21)，在鍍鋅鋼絲網(wǎng)上設(shè)有墻面真石漆層(22)，被墻面真石漆層0 包覆起來的擠塑導(dǎo)熱板OO)形成一個發(fā)熱圓弧市ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路隧道口壁緣融冰裝置，其特征是所述柔性的粘結(jié)砂漿層03)的厚度為8mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路隧道口壁緣融冰裝置，其特征是所述化學(xué)錨栓05)規(guī)格為M8 X IlOmm的不銹鋼化學(xué)錨栓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路隧道口壁緣融冰裝置，其特征是在所述溫度控制器(3) 上帶有液晶顯示屏。
專利摘要本實用新型是為提供一種鐵路隧道口壁緣融冰裝置，可解決在冬季寒冷氣候下鐵路隧道口壁緣掛冰問題。該裝置由兩部分組成，包括配電控制箱、壁緣發(fā)熱圓弧帶；主要應(yīng)用于隧道壁的融雪融冰。本裝置是通過發(fā)熱電纜直接將電能轉(zhuǎn)化為熱能，并以高溫輻射的形式將熱量均勻地散布到結(jié)凍的墻面，待墻面達到設(shè)定溫度后控制系統(tǒng)自動斷電，溫度低過設(shè)定溫度后，系統(tǒng)又自動恢復(fù)工作。該裝置實現(xiàn)了對加熱電纜的智能化控制該裝置既可實現(xiàn)人為手動加熱，又可以設(shè)置為自動化控制加熱，且該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、設(shè)置方便、操作簡單、質(zhì)量可靠等優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用于電氣化鐵路隧道融冰領(lǐng)域。
文檔編號E21F16/02GK202280001SQ201120397800
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者宋新江, 張智龍, 白志國, 石月新 申請人:川鐵電氣(天津)集團有限公司