CN104631230A - 大型养路机械作业除尘装置及该装置的喷量控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种大型养路机械作业除尘装置及该装置的喷量控制方法，其包括安装底座（4），安装底座（4）与装置安装架（2）的末端连接，装置安装架（2）的首端装有雾化喷头（1），雾化喷头（1）连接进水管（5），进水管（5）与水箱连通，装置安装架（2）上装有喷量控制传感器（3），喷量控制传感器（3）与至少一个作业车辆的一个作业单元连接，此外还包括根据作业单元的电压预先设定电磁阀阀芯的开启度。本发明所述的大型养路机械作业除尘装置及其控制方法，产生的灰尘少，对空气质量污染轻，同时也能能根据作业量控制喷水量，极大地节约了成本。

Description

大型养路机械作业除尘装置及该装置的喷量控制方法
技术领域
本发明涉及一种大型养路机械作业除尘装置，特别是一种可以装在大型养路机械上的除尘装置。
背景技术
铁路线路在新建和维护过程中需要捣固车、稳定车、清筛车等大型养路机械作业，尤其有砟轨道铁路道床使用一段时间后，会受到周围污染物的污染，当污染达到一定的程度后，铁路道床逐渐板结，失去应有的弹性，从而影响了线路的精度，进而影响到列车的行车安全，此时就要用清筛机对道床进行清筛，以使铁路道床恢复应有的精度与弹性。清筛作业时,有占道床道碴总量30％～40％的废弃道碴及污土被清筛机筛分出来后，这些废弃道碴和污土在作业时往往会产生大量的灰尘，对空气质量产生较大的污染，对操作人员的身体健康也有一定的危害，同时养路机械的操作间也会被大量粉尘遮盖，这对对养路机械后期的维护、检修也造成了一定的困难。
专利号为ZL200910087219.9的中国发明专利公开了一种大型除尘设备及其除尘方法，该设备包括除尘电力控制组和除尘作业组，该除尘电力控制组包括配电及控制仓和电力仓；除尘作业组包括1#作业室、2#作业室、3#作业室和4#作业室，其利用高压吹尘分机对机械底面和侧面吹尘，上下左右四个方向设有吸尘口，通过开启气动可变向风门调整气流方向，将吸尘口和排风口组合，形成气幕阻挡灰尘，灰尘被过滤后，通过吸尘风机将干净空气排出，完成除尘作业，其风门可进行不同方向的组合完成前进或后退除尘作业。其采用模块化设计，方便运输，效率高。但其结构复杂，成本较高，且对于操作人员的健康有一定的危害。
发明内容
本发明即针对上述缺陷加以改进，本发明的第一方面提供一种大型养路机械作业除尘装置，其包括安装底座，该安装底座与装置安装架的末端连接，该装置安装架的首端装有雾化喷头，该雾化喷头连接进水管，该进水管与水箱连通，所述装置安装架上装有喷量控制传感器，该喷量控制传感器与至少一个作业车辆的一个作业单元连接。
优选的是，所述喷量控制传感器包括控制单元，该控制单元包括电磁阀，电磁阀阀芯的开启度由电压值决定，即，电磁阀两端的电压与电磁阀阀芯的开启度线性关联，具体的表现方式是：当电磁阀两端的电压为18v时，电磁阀阀芯的开启度最大为90°；电磁阀两端的电压为6v时，电磁阀阀芯的开启度小，为30°。
优选的是，所述电磁阀电路中电流的大小与车辆作业单元的作业量成正比。
优选的是，所述喷量控制传感器控制雾化喷头的喷出水量。
优选的是，所述作业车辆包括总电源，在该总电源处装有分流器，当作业车辆的几个作业单元同时作业时，所需电流较大，此时分流到喷量控制传感器的电流较大，电流与阀芯的开启度成正比，此时雾化喷头在所述喷量控制传感器的控制下喷出较多的水量；当作业车辆作业单元较少时，例如只有一个作业车辆的作业单元处于工作状态，则作业电路中的电流较小，此时分流到喷量控制传感器的电流也较小，阀芯开启度也随之减小，从而使雾化喷头在所述喷量控制传感器的控制下喷出较少的水量。
优选的是，所述喷量控制传感器的开启或关闭由所述作业单元控制，在任一作业单元开始作业时，喷量控制传感器打开，当所有作业单元全部关闭时，喷量控制传感器关闭。
优选的是，所述喷量控制传感器连接水量控制单元，该水量控制单元根据作业车辆的作业量计算出对应的喷水量。
优选的是，所述水量控制单元根据不同的作业要求进行喷水方向的控制。
优选的是，所述水量控制单元包括程控板和PLC控制单元，所述PLC控制单元与所述程控板连接，并通过程控板控制所述雾化喷头的控制阀芯，从而控制所述雾化喷头的出水量。
优选的是，所述雾化喷头的喷洒孔分布在其前端360°的平面范围内，可实现全方位的喷洒需求。
优选的是，所述装置安装架包括两个对称安装的矩形框架，两个矩形框架之间通过连接板连接。
优选的是，所述装置安装架的矩形框架的两条短边框之间包括连接框，所述连接框及两条短边框的中心均开有圆孔。
更优选的是，所述连接框及两条短边框的中心圆孔为水平方向。
优选的是，所述连接框的竖直方向开有孔洞。
优选的是，所述雾化喷头与所述进水管之间通过U形管连接。
优选的是，所述U形管的弯曲部分底部下方连接进水管，所述U形管的直管部分穿过所述短边框中心的圆孔并在其端部连接所述雾化喷头。
更优选的是，所述U形管的两段直管部分分别穿过所述两个矩形框架的短边框中心的圆孔，U形管的两段直管部分的端部均穿出所述矩形框架的端部并分别连接所述雾化喷头。
更优选的是，所述U形管穿过所述连接框的直管部分连接所述喷量控制传感器，由该喷量控制传感器控制U形管中的水流量。
优选的是，所述水箱的尺寸设计考虑作业车辆车顶钢架的承受程度。
优选的是，所述水箱安装于作业车辆的顶部。
优选的是，所述水箱与作业车辆的充气泵连接，从而利用车辆自带的充气泵对水箱进行加压，以便水流有足够的喷射压力。
优选的是，所述作业车辆的自带电源为所述充气泵供电。
优选的是，所述装置安装架连接在作业车辆中间位置。
优选的是，所述装置安装架直接焊接在车辆作业单元后部的车架上，以免影响车辆的作业及固有结构。
本发明第一方面所述的大型养路机械作业除尘装置的工作方式是：作业车辆行驶至作业区间开始作业时，作业车辆挂低速档，放下检测小车，同时车辆作业装置开始下放，PLC控制单元接收从喷量传感器检测来的电流信号，并根据传感器所传电流大小向喷头控制阀芯传输相应偏转角度的大小，当作业车辆的全部作业单元下放后开始作业，此时，作业车辆的三组电路***全部打开，电流达到最大值，这时通过喷量控制传感器的电流数值最大，由喷量控制传感器检测电流值传输到PLC，经PLC处理后输出电信号，该电信号的作用下与喷量控制传感器连接的电磁阀阀芯相对于初始位置偏转90°，到达全开状态，此时雾化喷头的喷量达到最大值：300mL/s；当作业***仅由单一作业单元开启时，通过喷量控制传感器的电流数值最小，即最大电流值值的1/3，则此时PLC控制电磁阀阀芯相对于初始位置偏转30°，雾化喷头的理论喷量值为100mL/s；当作业***处于两个作业单元同时作业的状态时，通过喷量控制传感器的电流数值为最大电流值的2/3,此时，由PLC控制电磁阀阀芯相对于初始位置偏转60°，理论喷量值为200mL/s。
更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。
本发明第一方面所述的大型养路机械作业除尘装置，产生的灰尘少，对空气质量污染轻，同时也能保护操作人员的身体健康，而养路机械的操作间也会更加清洁，有利于大型养路机械的后期维护及检修，降低了维修成本和人工成本，大大提高了养护工人的劳动舒适性，此外在满足作业时间要求的前提下，考虑到轴重的限制，水箱的容积在合理范围内，不限制作业车辆其他功能的开发。
本发明第一方面所提供的大型养路机械作业除尘装置的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。
本发明第二方面还提供一种除尘装置的喷量控制方法，包括根据作业单元的电压预先设定电磁阀阀芯的开启度。当电磁阀两端电压为18v时，电磁阀全部开启，当电压为12v时电磁阀开启度为60°，当电压为6v时电磁阀开启度为30°。
优选的是，所述电磁阀与所述除尘装置所在的作业车辆的总电源连接。
优选的是，所述总电源装有分流器，当作业车辆的几个作业单元同时作业时，所需电流较大，此时分流到电磁阀的电流较大，所述电磁阀开启度大，喷出的水量多；当作业车辆作业单元较少时，例如只有一个作业车辆的作业单元处于工作状态，则作业电路中的电流较小，此时分流到电磁阀的电流也较小，阀芯开启度也随之减小，从而使喷出的水量较少。
附图说明
图1为按照本发明的大型养路机械作业除尘装置的一优选实施例的立体结构示意图。
图2 为图1所示大型养路机械作业除尘装置的实施例的俯视图。
图3为图1和图2所示实施例的喷量控制单元的控制原理图。
图4为按照本发明的另一优选实施例的***电路结构示意图。
图1-图4中数字分别表示：
1 雾化喷头         2 装置安装架        3 喷量控制传感器
4 安装底座         5 进水管            21直流电源；
22 喷量控制传感器    23捣固***          24拨道***；
25 超平***。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图分别详细描述按照本发明的大型养路机械作业除尘装置的优选实施例。
实施例一：图1为按照本发明的大型养路机械作业除尘装置的一优选实施例的立体结构示意图，图2 为图1所示实施例的俯视图，图3为图1和图2所示实施例的喷量控制单元的控制原理图，本实施例中，大型养路机械作业除尘装置包括安装底座4，安装底座4与装置安装架2的末端连接，装置安装架2的首端装有雾化喷头1，雾化喷头1连接进水管5，进水管5与水箱连通，装置安装架2上装有喷量控制传感器3，喷量控制传感器3与一个捣固车的一个捣固作业单元连接。
本实施例中，喷量控制传感器3包括控制单元，该控制单元包括电磁阀，电磁阀阀芯的开启度由电压值决定，即，电磁阀两端的电压与电磁阀阀芯的开启度线性关联，具体的表现方式是：当电磁阀两端的电压为18v时，电磁阀阀芯的开启度大；电磁阀两端的电压为6v时，电磁阀阀芯的开启度小。
本实施例中，所述电磁阀为电流型电磁阀，所述电磁阀电路中电流的大小与车辆作业单元的作业量成正比。
本实施例中，喷量控制传感器3通过所述电流型电磁阀控制雾化喷头的喷水量。
本实施例中，所述捣固车的作业单元与24V直流电源连接，该作业单元的电阻为3Ω,当捣固车的作业单元作业时，由欧姆定律计算可得，电流大小为I=U／R=24V／3Ω，因此电磁阀阀芯的开启度为（90／3）°=30°，即阀芯处于非全开状态，从而雾化喷头的喷量为最大喷量的三分之一。
本实施例中，喷量传感器3只用做电流检测，因此其电阻远小于作业单元的电阻，忽略其对电路的影响。
本实施例中，喷量控制传感器3的开启或关闭由所述作业单元控制，在作业单元开始作业时，喷量控制传感器3打开，当作业单元关闭时，喷量控制传感器3关闭。
本实施例中，喷量控制传感器3连接水量控制单元，该水量控制单元根据捣固车的作业量计算对应的喷水量。
本实施例中，所述水量控制单元根据不同的作业要求进行喷水方向的控制。
本实施例中，所述水量控制单元包括程控板和PLC控制单元，所述PLC控制单元与所述程控板连接，并通过程控板控制雾化喷头1的控制阀芯，从而控制雾化喷头1的出水量。
本实施例中，雾化喷头1的喷洒孔分布在其前端360°的平面范围内，可实现全方位的喷洒需求。
本实施例中，装置安装架2包括两个对称安装的矩形框架，两个矩形框架之间通过连接板连接。
本实施例中，装置安装架2的矩形框架的两条短边框之间包括连接框，所述连接框及两条短边框的中心均开有圆孔。
本实施例中，所述连接框及两条短边框的中心圆孔为水平方向。
本实施例中，所述连接框的竖直方向开有孔洞。
本实施例中，雾化喷头1与进水管5之间通过U形管连接。
本实施例中，所述U形管的两段直管部分分别穿过所述两个矩形框架的短边框中心的圆孔，U形管的两段直管部分的端部均穿出所述矩形框架的端部并分别连接雾化喷头1。
本实施例中优选的是，所述U形管穿过所述连接框的直管部分连接喷量控制传感器3，由喷量控制传感器3控制U形管中的水流量。
本实施例中优选的是，喷量控制传感器3的数量为两个。
本实施例中，所述水箱的储水量为5吨，该储水箱的体积设计依据是：按野外作业的一般作业时间为90分钟计，按雾化喷头打开最大量即300mL/s计算，两个喷头同时持续作业的时间为2.3小时。
本实施例中，所述水箱的尺寸为长5000mm，宽2500mm，高400mm，其考虑到捣固车车顶钢架的承受程度。
本实施例中，所述水箱安装于作业车辆的顶部。
本实施例中，所述水箱与捣固车的充气泵连接，从而利用车辆自带的充气泵对水箱进行加压，以便水流有足够的喷射压力。
本实施例中，捣固车的自带电源为所述充气泵供电。
本实施例中，装置安装架2连接在作业车辆中间位置。
本实施例中，装置安装架2直接焊接在捣固车作业单元后部的车架上，以免影响捣固车的作业及固有结构。
实施例二：图4为按照本发明的另一优选实施例的***电路结构示意图，本实施例中的大型养路机械作业除尘装置同实施例一，不同之处在于：所述喷量控制传感器的与捣固车的捣固***、拨道***、超平***并联后的电路串联。
本实施例中，所述捣固车包括总电源，在该总电源处装有分流器，当捣固车的三个作业单元同时作业时，所需电流较大，此时分流到喷量控制传感器的电流较大，电流与阀芯的开启度成正比，此时雾化喷头在所述喷量控制传感器的控制下喷出较多的水量；当作业车辆作业单元较少时，例如只有一个作业车辆的作业单元处于工作状态，则作业电路中的电流较小，此时分流到喷量控制传感器的电流也较小，阀芯开启度也随之减小，从而使雾化喷头在所述喷量控制传感器的控制下喷出较少的水量。
本实施例中，捣固***、拨道***、超平***，各自并联于24V直流电源两端，设三套***各自电阻为3Ω,当三套***同时作业时，由欧姆定律计算可得，总电流大小 I=U／R=24V／1Ω=24A，设阀芯偏转90°，此时阀芯全开，喷量为最大。则单独接通其中一个***时由欧姆定律I=U／R=24V／3Ω得电流大小为8A，此时由喷量控制传感器检测电流大小并同时开启相应角度的阀芯，由计算可知此时阀芯偏转角应为30°则喷量相应为1/3。
本实施例中，所述喷量控制传感器的开启或关闭由所述作业单元控制，在任一作业单元开始作业时，喷量控制传感器打开，当所有作业单元全部关闭时，喷量控制传感器关闭。
实施例三：一种大型养路机械作业除尘装置，同实施例二，不同之处在于：所述喷量控制传感器的与捣固车的两个作业***并联后的电路串联。
实施例四：一种大型养路机械作业除尘装置，同实施例二，不同之处在于：所述喷量控制传感器的与清筛车的三个作业***并联后的电路串联。
实施例五：一种大型养路机械作业除尘装置，同实施例二，不同之处在于：所述喷量控制传感器的与稳定车的三个作业***并联后的电路串联。
实施例六：一种除尘装置的喷量控制方法，包括根据作业单元的电压预先设定电磁阀阀芯的开启度，本实施例中，所述电磁阀与所述除尘装置所在的作业车辆的总电源连接。
本实施例中，所述总电源装有分流器，当作业车辆的三个作业单元同时作业时，所需电流较大，此时分流到电磁阀的电流较大，所述电磁阀开启度大，喷出的水量多；当作业车辆作业单元较少时，例如只有一个作业车辆的作业单元处于工作状态，则作业电路中的电流较小，此时分流到电磁阀的电流也较小，阀芯开启度也随之减小，从而使喷出的水量较少。
本实施例中，所述作业车辆的作业单元与24V直流电源连接，当只有一个作业单元开启时，该作业单元的电阻为3Ω,由欧姆定律计算可得，电路中电流的大小为I=U／R=24V／3Ω，因此电磁阀阀芯的开启度为（90／3）°=30°，即阀芯处于非全开状态，从而雾化喷头的喷量为最大喷量的三分之一。
本实施例中，所述作业车辆的三个作业单元同时开启作业时，电路中的总电阻为1Ω,由欧姆定律计算可得，电路中电流的大小为I=U／R=24V／1Ω，因此电磁阀阀芯的开启度为（90／1）°=90°，即阀芯处于全开状态，从而雾化喷头的喷量为最大喷量。
本实施例中，喷量传感器只用做电流检测，因此其电阻远小于作业单元的电阻，忽略其对电路的影响。
上述实施例提供的大型养路机械作业除尘装置的工作方式是：作业车辆行驶至作业区间开始作业时，作业车辆挂低速档，放下检测小车，同时车辆作业装置开始下放，PLC控制单元接收从喷量传感器检测来的电流信号，并根据传感器所传电流大小向喷头控制阀芯传输相应偏转角度的大小，当作业车辆的全部作业单元下放后开始作业，此时，作业车辆的三组电路***全部打开，电流达到最大值，这时通过喷量控制传感器的电流数值最大，由喷量控制传感器检测电流值传输到PLC，经PLC处理后输出电信号，该电信号的作用下与喷量控制传感器连接的电磁阀阀芯相对于初始位置偏转90°，到达全开状态，此时雾化喷头的喷量达到最大值：300mL/s；当作业***仅由单一作业单元开启时，通过喷量控制传感器的电流数值最小，即最大电流值值的1/3，则此时PLC控制电磁阀阀芯相对于初始位置偏转30°，雾化喷头的理论喷量值为100mL/s；当作业***处于两个作业单元同时作业的状态时，通过喷量控制传感器的电流数值为最大电流值的2/3,此时，由PLC控制电磁阀阀芯相对于初始位置偏转60°，理论喷量值为200mL/s。
更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。
上述实施例所提供的大型养路机械作业除尘装置，产生的灰尘少，对空气质量污染轻，同时也能保护操作人员的身体健康，而养路机械的操作间也会更加清洁，有利于大型养路机械的后期维护及检修，降低了维修成本和人工成本，大大提高了养护工人的劳动舒适性，此外在满足作业时间要求的前提下，考虑到轴重的限制，水箱的容积在合理范围内，不限制作业车辆其他功能的开发。
上述实施例所提供的大型养路机械作业除尘装置的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大型养路机械作业除尘装置，其包括安装底座（4），安装底座（4）与装置安装架（2）的末端连接，装置安装架（2）的首端装有雾化喷头（1），雾化喷头（1）连接进水管（5），进水管（5）与水箱连通，装置安装架（2）上装有喷量控制传感器（3），其特征在于：喷量控制传感器（3）与至少一个作业车辆的一个作业单元连接。
2.如权利要求1所述的大型养路机械作业除尘装置，其特征在于：喷量控制传感器（3）包括控制单元，该控制单元包括电磁阀。
3.如权利要求2所述的大型养路机械作业除尘装置，其特征在于：所述作业车辆包括总电源，在该总电源处装有分流器。
4.如权利要求3所述的大型养路机械作业除尘装置，其特征在于：喷量控制传感器（3）的开启或关闭由所述作业单元控制。
5.如权利要求4所述的大型养路机械作业除尘装置，其特征在于：喷量控制传感器（3）连接水量控制单元。
6.如权利要求5所述的大型养路机械作业除尘装置，其特征在于：所述水量控制单元包括程控板和PLC控制单元，所述PLC控制单元与所述程控板连接。
7.如权利要求6所述的大型养路机械作业除尘装置，其特征在于：雾化喷头（1）的喷洒孔分布在其前端360°的平面范围内。
8.一种除尘装置的喷量控制方法，包括根据作业单元的电压预先设定电磁阀阀芯的开启度，其特征在于：所述除尘装置为权利要求1-7中任一项所述的大型养路机械作业除尘装置。
9.如权利要求8所述的除尘装置的喷量控制方法，其特征在于：所述电磁阀与所述除尘装置所在的作业车辆的总电源连接。
10.如权利要求9所述的除尘装置的喷量控制方法，其特征在于：所述总电源装有分流器。
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