CN110932216A - 一种电力机车除冰方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力机车除冰方法，所述除冰方法的具体步骤如下：S1：将除冰***的底座通过螺栓固定在电力机车的顶部，通过电力机车取电，将电线通过除冰***的限制块和限位轮进行限位；S2：通过机车的运行，打开旋转机构的第三电机，轮盘带动击打锤进行转动，击落电线上下垂较大的冰溜；S3：在步骤S2之后，经过第一电机带动曲轴，曲轴带动第一联动杆和第二联动杆，进一步带动击打块对附着在电线表皮的冰块进行击打，使附着在电线上的覆冰进一部脱落；S4：在步骤S3之后，对于附着在电线上的冻结实的冰，通过第四电机带动伸缩传动轴和滚刀，对冻结实的覆冰层进行完全剥落，从而达到良好的除冰效果。

Description

一种电力机车除冰方法

技术领域

本发明属于电力机车除冰技术领域，尤其涉及一种电力机车除冰方法。

背景技术

电力机车作为高速及承载铁路运输的主要牵引方式，而接触网覆冰问题成为北方寒冷地区冬季电气化铁路的多发问题，且严重影响电力机车正常运输；接触网覆冰是由温度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因素决定的综合物理现象；空气中的雾或者水滴在零度以下的输电路导线表面碰撞并冻结时，就产生了覆冰。

目前，针对接触网覆冰多采用人工除冰，并辅助喷涂融化剂进行除冰，除冰效率低，效果差；另外还有热力除冰法，利用附加热源或者自身发热为接触网除冰，利用高频高压激励产生的介电损失技术和脉冲电热除冰技术，此种方法能量消耗大，设备投资成本高。

中国专利申请201810553350.9公开了一种电缆除冰装置，包括：电机装置、滚轮、转动轴、电机、电缆、连接杆、连接轴、除冰装置、加热装置、电热丝、电源、开关装置，本发明提供了一种电缆除冰装置，能够对冰层进行加热，从而便于过程中冰层的溶解。

上述现有技术中，通过附加热源为电缆进行除冰，一方面能耗大，设备昂贵，另一方面实施难度大，加热温度不易控制，容易造成电缆损坏。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种电力机车除冰方法，解决了背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：

一种电力机车除冰方法，所述除冰方法的具体步骤如下：

S1：将除冰***的底座通过螺栓固定在电力机车的顶部，通过电力机车取电，将电线通过除冰***的限制块和限位轮进行限位，且限制块和限位轮与电线滑动连接；

S2：通过机车的运行，带动除冰***在电力机车顶部的接触网电线上移动，在移动时，打开旋转机构的第三电机，带动轮盘旋转，轮盘带动击打锤进行转动，击落电线上下垂较大的冰溜；

S3：在步骤S2之后，经过第一电机带动曲轴，曲轴带动第一联动杆和第二联动杆，进一步带动击打块对附着在电线表皮的冰块进行击打，使附着在电线上的覆冰进一部脱落；

S4：在步骤S3之后，对于附着在电线上的冻结实的冰，通过第四电机带动伸缩传动轴和滚刀，动过左右包夹式的设置，对冻结实的覆冰层进行完全剥落，从而达到良好的除冰效果。

优选的，在步骤S1中，限制块为两个半弧形的金属结构夹持电线，不阻碍接触网电线上方的绝缘子。

优选的，在步骤S2中，在列车运行之前，先通过控制第二电机，调节移动块在丝杆上的高度，将钢绳和击打锤位于所述电线下方1-3cm处。

优选的，在步骤S2中，为了增强本装置除冰效果和增加除冰效率，所述第三电机及钢绳半径R范围18.5-35.5cm之间调节,所述丝杆的长度与电线的直径比为5:1。

优选的，在步骤S3中，击打块靠近电线的一侧开设有弧形槽，击打块左右分中半包围电线，且从电线的左右两侧击打电线上的覆冰层。

优选的，在步骤S4中，所述两组滚刀位于电线的左右两侧，滚刀的高度与所述电线高度相同，所述滚刀与电线的横向距离范围为5-10mm。

一种用于电力机车除冰***，包括架体、底座，所述架体设在所述底座的上方，所述架体的两端均设有限制块，所述限制块的上侧开设有凹槽，凹槽内为电线；所述壳体内部前后依次设有旋转机构、击打机构、碾碎机构、限位机构；

所述击打机构包括第一电机，第一电机与架体连接，第一电机的输出轴上连接有曲轴，所述曲轴的两侧分别连接第一联动杆和第二联动杆；所述第一联动杆的另一端连接有第一摇杆，第一摇杆的另一端连接击打块；所述第二联动杆的另一端连接有第二摇杆，第二摇杆的另一端连接击打块；所述击打块呈分中夹持结构夹持电线。

优选的，所述旋转机构位于电线的正好下方；所述旋转机构包括支撑架和第二电机，所述支撑架与所述架体连接，所述电机设在所述支撑架的底部，且与支撑架连接，所述第二电机的输出轴连接有丝杆，丝杆的另一端通过轴承与支撑架转动连接；所述丝杆上套设有移动块，移动块内侧开设有内螺纹与丝杆配合转动连接，所述移动块的外侧壁连接有第一连接杆，第一连接杆的另一端垂直连接有第三电机，第三电机的输出轴连接有轮盘，所述轮盘的外侧壁对称连接有两根钢绳，

所述两根钢绳的另一端均连接有击打锤。

优选的，所述碾碎机构至少包括两个第四电机，两个所述第四电机固连接在所述架体的底部，两个所述第四电机的输出轴连接有伸缩传动轴，所述伸缩传动轴另一端设有滚刀。

优选的，所述限位机构包括固定杆，所述固定杆与所述架体连接，所述固定杆靠近两端的位置均垂直设有第二连接杆，所述第二连接杆的另一端均连接有限位轮。

优选的，所述限位轮的外侧壁为内凹机构，所述限位轮从两侧对电线起到夹持作用。

优选的，所述击打块靠近电线的一侧开设有弧形槽，所述弧形槽内部为齿状结构。

优选的，所述第一摇杆和第二摇杆之间设有支杆，且所述支杆与第一摇杆和第二摇杆均通过销轴转动连接。

优选的，所述第一联动杆和第一摇杆之间通过销轴转动连接；所述第二联动杆和第二摇杆之间通过销轴转动连接。

优选的，所述击打锤位于电线的下方，并且能够通过丝杆调节高度，在使用时便于调节。

优选的，所述钢绳和击打锤位于所述电线下方1-3cm处，通过移动块在丝杆上上下移动，调节转盘离电线的高度。

优选的，为了增强本装置除冰效果和增加除冰效率，所述第三电机及钢绳半径R范围18.5-35.5cm之间调节为宜,所述丝杆的长度与电线的直径比为5:1,夹角为80-10度，垂直为最佳。

优选的，第三电机的输出转速要达到合适的转速N,转速以对前面触及的冰连续敲击3-10次为宜,次数少说明电机输出过大使得旋转速度过快,不经济；次数多将影响前进速度；则击打锤收到的离心力F满足下列关系：

F＝α·N^1/3·R；

N的单位为r/min；R单位为cm；α为关系因子，取值范围为0.125-4.368。

优选的，为了进一步增加除冰效果，所述击打锤的动能E满足下列关系：

E＝βmπRF；

m为小球的质量，单位为g；E单位为焦耳；β为关系因子，取值范围为1.56-6.34。

另外，在使用本技术方案除冰时，能够将底座固定在电力机车的顶部，通过电力机车取电，将电线通过限制块和限位轮进行限位，通过设置的旋转机构将下垂在电线上的大冰块击落，然后在经过曲轴带动摇杆，进一步带动击打块，对附着在电线表皮的冰块进行击打，使附着在电线上的冰块进一部脱落，最后对于附着在电线上的冻结实的冰，通过第四电机带动伸缩传动轴和滚刀，动过左右包夹式的设置，对冻结实的冰块进行剥落，从而达到良好的除冰效果；对滚刀的刀刃和电线保持在5-10mm,保证在除冰时，滚刀刀刃不会与电线接触，防止损伤电线。

本技术方案还能通过在架体内设置蓄电池供电，直接将底座安装在电动机车顶部，通过蓄电池带动所有电机工作，完成除冰工作。

通过下置的旋转机构和侧置的击打机构、碾碎机构和限位机构，将电线的上方裸露出来，可在行车时进行除冰，有效防止电线上方的绝缘子阻挡，将本技术方案安装在车顶，在电力机车运行时除冰，大大提高了除冰效率。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明一种电力机车除冰方法，通过设置的旋转机构将下垂在电线上的大冰块击落，通过移动块在丝杆上上下移动，调节转盘离电线的高度；最后对于附着在电线上的冻结实的冰，通过第四电机带动伸缩传动轴和滚刀，动过左右包夹式的设置，对冻结实的冰块进行剥落，从而达到良好的除冰效果。

(2)本发明一种电力机车除冰方法，通过设置的曲轴带动第一联动杆和第二联动杆，进一步带动开设有弧形槽的击打块，从电线的两个侧面组成分中击打机构，将电线表面的覆冰进一步击碎，进一步增加除冰效果。

(3)本发明一种电力机车除冰方法，通过下置的旋转机构和侧置的击打机构、碾碎机构和限位机构，将电线的上方裸露出来，可在行车时进行除冰，有效防止电线上方的绝缘子阻挡，将本技术方案安装在车顶，在电力机车运行时除冰，大大提高了除冰效率。

(4)本发明一种电力机车除冰方法，通过设置的旋转机构、击打机构、碾碎机构，各个机构配合除冰，达到对电线覆冰层的完全去除，提高除冰效果和除冰的效率。

(5)本发明一种电力机车除冰方法，通过对R、N、m的限定，便于调节击打锤的离心力和动能，增强了除冰效果和加快了除冰效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一种电力机车除冰方法流程示意图。

图2是本发明一种电力机车除冰***主视图。

图3是本发明一种电力机车除冰***俯视图。

图4是本发明一种电力机车除冰***旋转机构示意图。

图5是本发明一种电力机车除冰***碾碎机构示意图。

图6是本发明一种电力机车除冰***限位机构示意图。

图7是本发明一种电力机车除冰***击打块结构示意图。

图8是本发明一种电力机车除冰***限制块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种电力机车除冰方法，所述除冰方法的具体步骤如下：

S1：将除冰***的底座通过螺栓固定在电力机车的顶部，通过电力机车取电，将电线通过除冰***的限制块和限位轮进行限位，且限制块和限位轮与电线滑动连接；

S2：通过机车的运行，带动除冰***在电力机车顶部的接触网电线上移动，在移动时，打开旋转机构的第三电机，带动轮盘旋转，轮盘带动击打锤进行转动，击落电线上下垂较大的冰溜；

S3：在步骤S2之后，经过第一电机带动曲轴，曲轴带动第一联动杆和第二联动杆，进一步带动击打块对附着在电线表皮的冰块进行击打，使附着在电线上的覆冰进一部脱落；

S4：在步骤S3之后，对于附着在电线上的冻结实的冰，通过第四电机带动伸缩传动轴和滚刀，动过左右包夹式的设置，对冻结实的覆冰层进行完全剥落，从而达到良好的除冰效果。

在步骤S1中，限制块为两个半弧形的金属结构夹持电线，不阻碍接触网电线上方的绝缘子。

在步骤S2中，在列车运行之前，先通过控制第二电机，调节移动块在丝杆上的高度，将钢绳和击打锤位于所述电线下方1-3cm处。

在步骤S2中，为了增强本装置除冰效果和增加除冰效率，所述第三电机及钢绳半径R范围18.5-35.5cm之间调节,所述丝杆的长度与电线的直径比为5:1。

在步骤S3中，击打块靠近电线的一侧开设有弧形槽，击打块左右分中半包围电线，且从电线的左右两侧击打电线上的覆冰层。

在步骤S4中，所述两组滚刀位于电线的左右两侧，滚刀的高度与所述电线高度相同，所述滚刀与电线的横向距离范围为5-10mm。

实施例二

请参阅图2-8，一种用于电力机车除冰***，包括架体1、底座2，所述架体1设在所述底座2的上方，所述架体1的两端均设有限制块4，所述限制块4的上侧开设有凹槽，凹槽内为电线3；所述壳体内部前后依次设有旋转机构5、击打机构、碾碎机构6、限位机构7；

所述击打机构包括第一电机8，第一电机8与架体1连接，第一电机8的输出轴上连接有曲轴9，所述曲轴9的两侧分别连接第一联动杆10和第二联动杆11；所述第一联动杆10的另一端连接有第一摇杆14，第一摇杆14的另一端连接击打块15；所述第二联动杆11的另一端连接有第二摇杆13，第二摇杆13的另一端连接击打块15；所述击打块15呈分中夹持结构夹持电线3。

所述旋转机构5位于电线3的正好下方；所述旋转机构5包括支撑架502和第二电机501，所述支撑架502与所述架体1连接，所述电机设在所述支撑架502的底部，且与支撑架502连接，所述第二电机501的输出轴连接有丝杆503，丝杆503的另一端通过轴承与支撑架502转动连接；所述丝杆503上套设有移动块504，移动块504内侧开设有内螺纹与丝杆503配合转动连接，所述移动块504的外侧壁连接有第一连接杆505，第一连接杆505的另一端垂直连接有第三电机506，第三电机506的输出轴连接有轮盘507，所述轮盘507的侧壁对称连接有两根钢绳508；所述两根钢绳508的另一端均连接有击打锤509。

所述碾碎机构6至少包括两个第四电机601，两个所述第四电机601固连接在所述架体1的底部，两个所述第四电机601的输出轴连接有伸缩传动轴602，所述伸缩传动轴602另一端设有滚刀603。

所述滚刀603的高度与所述电线3高度相同，所述滚刀603与电线3的距离范围为5-10mm。

所述限位机构7包括固定杆701，所述固定杆701与所述架体1连接，所述固定杆701靠近两端的位置均垂直设有第二连接杆702，所述第二连接杆702的另一端均连接有限位轮703。

所述限位轮703的外侧壁为内凹机构，所述限位轮703从两侧对电线3起到夹持作用。

所述击打块15靠近电线3的一侧开设有弧形槽16，所述弧形槽16内部为齿状结构。

所述第一摇杆14和第二摇杆13之间设有支杆12，且所述支杆12与第一摇杆14和第二摇杆13均通过销轴转动连接。

所述第一联动杆10和第一摇杆14之间通过销轴转动连接；所述第二联动杆11和第二摇杆13之间通过销轴转动连接。

所述击打锤509位于电线3的下方，并且能够通过丝杆503调节高度，在使用时便于调节。

所述钢绳508和击打锤509位于所述电线3下方1-3cm处，通过移动块504在丝杆503上上下移动，调节转盘离电线3的高度。

实施例三

请参阅图2-8，一种电力机车除冰***，包括架体1、底座2，所述架体1设在所述底座2的上方，所述架体1的两端均设有限制块4，所述限制块4的上侧开设有凹槽，凹槽内为电线3；所述壳体内部前后依次设有旋转机构5、击打机构、碾碎机构6、限位机构7。

为了增强本装置除冰效果和增加除冰效率，所述第三电机506及钢绳508半径R范围18.5-35.5cm之间调节为宜,所述丝杆503的长度与电线3的直径比为5:1,夹角为80-100度，垂直为最佳。

第三电机506的输出转速要达到合适的转速N,转速以对前面触及的冰连续敲击3-10次为宜,次数少说明电机输出过大使得旋转速度过快,不经济；次数多将影响前进速度；则击打锤509收到的离心力F满足下列关系：

F＝α·N^1/3·R；

N的单位为r/min；R单位为cm；α为关系因子，取值范围为0.125-4.368。

优选的，为了进一步增加除冰效果，所述击打锤509的动能E满足下列关系：

E＝βmπRF；

m为小球的质量，单位为g；E单位为焦耳；β为关系因子，取值范围为1.56-6.34。

实施例四

与实施例一和二不同之处在于，一种电力机车除冰***；在使用时，能够将底座2固定在电力机车的顶部，通过电力机车取电，将电线3通过限制块4和限位轮703进行限位，通过设置的旋转机构5将下垂在电线3上的大冰块击落，然后在经过曲轴9带动摇杆，进一步带动击打块15，对附着在电线3表皮的冰块进行击打，使附着在电线3上的冰块进一部脱落，最后对于附着在电线3上的冻结实的冰，通过第四电机601带动伸缩传动轴602和滚刀603，动过左右包夹式的设置，对冻结实的冰块进行剥落，从而达到良好的除冰效果；对滚刀603的刀刃和电线3保持在5-10mm,保证在除冰时，滚刀603刀刃不会与电线3接触，防止损伤电线3。

本技术方案还能通过在架体1内设置蓄电池供电，直接将底座2安装在电动机车顶部，通过蓄电池带动所有电机工作，完成除冰工作。

通过下置的旋转机构5和侧置的击打机构、碾碎机构6和限位机构7，将电线3的上方裸露出来，可在行车时进行除冰，有效防止电线3上方的绝缘子阻挡，将本技术方案安装在车顶，在电力机车运行时除冰，大大提高了除冰效率。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电力机车除冰方法，其特征在于，所述除冰方法的具体步骤如下：

S1：将除冰***的底座通过螺栓固定在电力机车车头的顶部，通过电力机车取电，将电线通过除冰***的限制块和限位轮进行限位，且限制块和限位轮与电线滑动连接；

S2：通过机车的运行，带动除冰***在电力机车顶部的接触网电线上移动，在移动时，打开旋转机构的第三电机，带动轮盘旋转，轮盘带动击打锤进行转动，击落电线上下垂较大的冰溜；

S3：在步骤S2之后，经过第一电机带动曲轴，曲轴带动第一联动杆和第二联动杆，进一步带动击打块对附着在电线表面的冰块进行击打，使附着在电线上的覆冰进一部脱落；

S4：在步骤S3之后，对于附着在电线上的冻结实的冰层，通过第四电机带动伸缩传动轴和滚刀，通过左右包夹式的设置，对冻结实的覆冰层进行完全剥落，从而达到良好的除冰效果。

2.根据权利要求1所述一种电力机车除冰方法，其特征在于，在步骤S1中，限制块为两个半弧形的金属结构夹持电线，不阻碍接触网电线上方的绝缘子。

3.根据权利要求1任一项所述一种电力机车除冰方法，其特征在于，在步骤S2中，在列车运行之前，先通过控制第二电机，调节移动块在丝杆上的高度，将钢绳和击打锤位于所述电线下方1-3cm处。

4.根据权利要求1所述一种电力机车除冰方法，其特征在于，，在步骤S2中，为了增强本装置除冰效果和增加除冰效率，所述第三电机及钢绳半径R范围18.5-35.5cm之间调节,所述丝杆的长度与电线的直径比为5:1。

5.根据权利要求1任一项所述一种电力机车除冰方法，其特征在于，在步骤S3中，击打块靠近电线的一侧开设有弧形槽，击打块左右分中半包围电线，且从电线的左右两侧击打电线上的覆冰层。

6.根据权利要求5所述一种电力机车除冰方法，其特征在于，在步骤S4中，所述两组滚刀位于电线的左右两侧，滚刀的高度与所述电线高度相同，所述滚刀与电线的横向距离范围为5-10mm。

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