CN213142927U - 远距离非接触除冰装置 - Google Patents

Abstract

一种远距离非接触除冰装置，包括光源***，其主要由稳压电源、整流器、光源控制器、点光源发生器、调光透镜组依次连接而成；调光透镜组由凹镜片和凸镜片组成并与点光源发生器一同组装在镜筒中形成单元发射器；若干单元发射器安装在发射器框架上，而发射器框架两外侧安装发射器转轴，该转轴通过方向调整***转动连接在集成机架上部两侧的支架上。本实用新型在铁路、公路隧道工务维护和电力维护中可以完全替代人工刨冰，彻底解决了长期以来困扰国内隧道维护中存在的老大难问题。

Description

远距离非接触除冰装置

技术领域

本实用新型涉及隧道隧洞除冰技术领域，具体指一种远距离非接触除冰装置。

背景技术

据了解，我国北方铁路的部分隧道中由于地质或施工原因常年有顶部滴水现象，这些水滴一到冬季就会渐渐形成倒挂的冰柱悬挂在隧道顶部。当这些冰柱增大、增长到一定的程度时，要么会与下部电力线路搭接造成电路出现故障，要么冰柱跌落下来与来往行车发生碰撞，这对隧道内铁路、公路行车及隧道内设施安全产生造成很大的威胁。

以前有关单位也采用过接触式的电加热方式进行除冰，如电热带、电热板等，这些方法需要将加热元件固定到隧道顶部的泄漏点附近，但因有易坠落、难检修的不足，现已不再采用。

目前，隧道工务维护和电力维护都采用人工刨冰方式进行除冰。隧道内人工除冰作业难度很大，其原因：一是结冰位置通常在隧道顶部6到8米高的位置，人工往往难以企及；二是结冰部位的下部一般是高压电力接触网，人工除冰作业危险性极大，而在连续作业的交通线路上随意停电又是不可能的；三是隧道内作业环境狭小，在此带进梯子长杆等作业工具本身对行车和行人都存在安全隐患；四是现在行车密度很大，要长周期高频度地申请“天窗点”（铁路调度部门对某一段线路下达命令，停止机车运行，留给检修施工的时间区段）会影响线路的正常调度，难以实现。所以，隧道除冰成为现场维护作业中一项十分棘手的工作，现场维修人员期盼有一种简便的方法出现。

实用新型内容

本实用新型提供一种远距离非接触除冰装置，在铁路、公路隧道工务维护和电力维护中可以完全替代人工刨冰，彻底解决了长期以来困扰国内隧道维护中存在的老大难问题。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种远距离非接触除冰装置，包括光源***，其主要由稳压电源、整流器、光源控制器、点光源发生器、调光透镜组依次连接而成；调光透镜组由凹镜片和凸镜片组成并与点光源发生器一同组装在镜筒中形成单元发射器；若干单元发射器安装在发射器框架上，而发射器框架外侧安装发射器转轴，该发射器转轴通过方向调整***转动连接在集成机架上部两侧的支架上。

进一步的：

所述方向调整***包括控制器，该控制器控制步进电机，步进电机通过螺杆悬臂机构驱动发射器调整方向。

所述螺杆悬臂机构包括螺杆、滑块和悬臂；螺杆一端和步进电机输出端连接，另一端和滑块滑动连接，而滑块又与固定在发射器转轴上的悬臂连接。

上、下位限位器安装在集成机架上部的支架内壁上，使得悬臂的运动限制在两个限位器之间。

本实用新型还包括冷却***，该冷却***包括置于集成机架下部机箱中的冷却风机，该冷却风机的出口分别和集成机架上部两侧的支架贯通；而支架和发射器转轴及发射器框架贯通，该发射器框架内框面上开有若干出风口；所述支架、发射器转轴、发射器框架均为空腔结构。

本实用新型还包括仪表检测***，该仪表检测***包括安装在发射器框架上的若干红外线测温传感器。

所述仪表检测***包括安装在集成机架下部机箱中的温度传感器和声音传感器。

所述控制器通过4G和个人智能终端通信。

本实用新型有以下优点：

采用远距离非接触的方式用近红外光能进行除冰或融冰是本实用新型的创新点，具体罗列如下：

1 不管结冰位置处于隧道何处，如隧道壁、高压线路还是其它辅助设备等，光柱可以直接到达，不存在位置的限制。即使结冰位置为隧道内的高压电力接触网附近，对作业也没有丝毫影响。

2 彻底解决了安全问题，不需要申请“天窗点”来留出专门的停车间隙进行除冰作业。不需要停车停电，对隧道内运行的车辆、设备、人员均没有任何影响，即做到了本质安全。

3 光柱温度调整在适当范围内，属于低温融冰（80C°以内），不会对隧道壁和其它辅助设备产生任何有害影响。

4 融冰速度快，一般冰块可在30分钟左右即可全部消融。***通过探测结冰地点的温度，自动调节光束强度，实现自动除冰。

5 装置有声光传感器，每当有火车通过时关闭除冰装置，火车通过后，再自动开启，不会对行车产生任何干扰。

6 按照铁路移动和动力设备的强度标准设计，包括设备上的活动部件和固定部件。

7 根据现场情况，有壁挂式、落地式和移动式三种形式。根据结冰程度，有四柱，六柱和十柱等不同功率的产品系列。

现场试验表明，远距离非接触近红外隧道除冰装置在铁路、公路隧道工务维护和电力维护中可以完全替代人工刨冰，彻底解决了长期以来困扰国内隧道维护中存在的老大难问题。

附图说明

图1为本实用新型的光源***结构示意图；

图2为本实用新型结构示意图（十柱产品）；

图3为图2的侧视图（发射器水平角）（十柱产品）；

图4为图2的侧视图（发射器仰角）（十柱产品）；

图5为本实用新型螺杆悬臂传动结构示意图（十柱产品）；

图6为本实用新型冷却***结构示意图（十柱产品）；

图7为图6的剖视图（十柱产品）。

具体实施方式

下面结合附图从原理、具体实施方式对本实用新型进一步说明。

本实用新型原理：本实用新型采用大功率近红外射线为加热源。先用点光源发生器产生近红外射线，再用光学凹凸镜调聚成线性单个平行光束，然后将多个光束汇合形成一个高能光柱。最后将高能光柱远距离投射到冰柱、冰块表面。投到冰块表面上的光能再转变成热能，将冰变成水，从而实现了远距离非接触式除冰的目的。

本实用新型具体实施方式：

实施例1，参照图1、图2、图3、图4，一种远距离非接触除冰装置，包括光源***，其主要由稳压电源1、整流器2、光源控制器3、点光源发生器4、调光透镜组依次连接而成；调光透镜组由凹镜片和凸镜片组成并与点光源发生器4一同组装在镜筒中形成单元发射器；若干单元发射器安装在发射器框架5上，而发射器框架5外侧安装发射器转轴6，该发射器转轴6通过方向调整***转动连接在集成机架上部两侧的支架7上。

其中，点光源发生器采用法国飞利浦公司的产品，型号为5R230W，与点光源发生器配套的稳压电源、整流器、光源控制器采用市售的国产器件。

组成调光透镜组的凹镜片和凸镜片由直径120mm的一片凹镜片（焦距110mm）和一片凸镜片（焦距100mm）组成，材质为石英玻璃，两者组合在一个铝壳镜筒内。

集成机架的作用是固定发射器上的所有部件、调整光学***的焦距和同心度。

参照图5，所述方向调整***包括控制器，该控制器控制步进电机16，步进电机16通过螺杆悬臂机构驱动发射器调整方向。控制器安装在集成机架下部的机箱9内，与螺杆13相连的步进电机16设置在支架7内的机架15上，两者通过电信号连接。

其中，所述螺杆悬臂机构包括螺杆13、滑块12和悬臂10；螺杆13一端和步进电机16输出端连接，另一端和滑块12滑动连接，而滑块12又与固定在发射器转轴上的悬臂10连接。当步进电机带动螺杆左右转动时，推动螺杆上的滑块上下移动，滑块则带动悬臂作圆周运动，从而推动发射器改变光柱的投射方向。螺杆13、滑块12和悬臂10均安装在支架7的内腔内。

上、下位限位器11、14安装在集成机架上部的支架7内壁上，使得悬臂的运动限制在两个限位器之间。达到发射器投射角度范围为0°到60°之间。

实施例2，参照图6，在实施例1的基础上，一种远距离非接触除冰装置，包括冷却***，该冷却***包括置于集成机架下部机箱中的冷却风机8，该冷却风机8的出口分别和集成机架上部两侧的支架7贯通；而支架7和发射器转轴6及发射器框架5贯通，该发射器框架内框面上开有若干出风口17；所述支架7、发射器转轴6、发射器框架5均为空腔结构。

实施例3，参照图2，在实施例2的基础上，一种远距离非接触除冰装置，包括仪表检测***，该仪表检测***包括安装在发射器框架5上的若干红外线测温传感器18。其型号LSC014A,外形尺寸ø20x120，测温范围0—100C°，输出信号4—20mA。用于测量冰块附近的温度从而控制使用单元发射器的个数。由于每个结冰点的结冰速度（也就是渗水流量）不同，当结冰速度较快时，可开启较多的单元发射器，甚至可以全开，如果结冰速度较慢时，可打开部分单元发射器。以十柱产品为例，可以开2柱、5柱、8柱、10柱全开等。

实施例4，在实施例3的基础上，一种远距离非接触除冰装置，所述仪表检测***包括安装在发射器上的红外温度传感器和集成机架下部机箱中的声音传感器。温度传感器型号LM-PT100，测温范围0—100C°，电流信号4—20mA。声音传感器型号：YDP06B，频率相应范围30-10000 Hz，灵敏度100 mV/Pa，总谐波失真 <1 % at 1Pa，工作温度 -50～+120，直径0mm。

红外温度传感器用于判断结冰区域的结冰情况，如果温度低于零度，装置开启，若温度高于零度，装置则关闭。为了避免融冰装置的强光对通过列车产生视觉影响，做到列车通过时装置关闭，列车通过后装置打开，声音传感器就是用于判断有无火车通过的一个感知元件。以上这些动作都要与控制器配合完成。

实施例5，在实施例4的基础上，一种远距离非接触除冰装置，所述控制器通过4G和个人智能终端通信。***搭建调试完成后，可以自动完成除冰任务，在车间监控室可以监视现场的除冰情况，必要时可进行适当的远程人工干预。

上述实施例中的控制器采用GM203模块。主要协调***运行。

本实用新型在隧道内安装，一般安装位置狭窄，机车通过时风速很高，风力很大。这就要求装置结构紧凑，外露部件少，坚固结实，机械强度要高。因此，本实用新型中装置机架、传动机械机构、冷却风道、电缆线槽四项集成在集成机架上部的左右支架内成为一体结构。

本实用新型根据安装位置和安装形式不同，设计有壁挂式、落地式和移动式三种。

本实用新型根据结冰程度不同，设计有四柱，六柱和十柱等不同功率的产品，本实用新型中均以十柱产品为例进行了说明。

Claims (9)

1.一种远距离非接触除冰装置，其特征在于，包括光源***，其主要由稳压电源（1）、整流器（2）、光源控制器（3）、点光源发生器（4）、调光透镜组依次连接而成；调光透镜组由凹镜片和凸镜片组成并与点光源发生器（4）一同组装在镜筒中形成单元发射器；若干单元发射器安装在发射器框架（5）上，而发射器框架（5）外侧安装发射器转轴（6），该发射器转轴（6）通过方向调整***转动连接在集成机架上部两侧的支架（7）上。

2.根据权利要求1所述的一种远距离非接触除冰装置，其特征在于，所述方向调整***包括控制器，该控制器控制步进电机（16），步进电机（16）通过螺杆悬臂机构驱动发射器调整方向。

3.根据权利要求2所述的一种远距离非接触除冰装置，其特征在于，所述螺杆悬臂机构包括螺杆（13）、滑块（12）和悬臂（10）；螺杆（13）一端和步进电机（16）输出端连接，另一端和滑块（12）滑动连接，而滑块（12）又与固定在发射器转轴上的悬臂（10）连接。

4.根据权利要求3所述的一种远距离非接触除冰装置，其特征在于，上、下位限位器（11、14）安装在集成机架上部的支架（7）内壁上，使得悬臂（10）的运动限制在两个限位器之间。

5.根据权利要求1所述的一种远距离非接触除冰装置，其特征在于，包括冷却***，该冷却***包括置于集成机架下部机箱中的冷却风机（8），该冷却风机（8）的出口分别和集成机架上部两侧的支架（7）贯通；而支架（7）和发射器转轴（6）及发射器框架（5）贯通，该发射器框架内框面上开有若干出风口（17）；所述支架（7）、发射器转轴（6）、发射器框架（5）均为空腔结构。

6.根据权利要求1所述的一种远距离非接触除冰装置，其特征在于，包括仪表检测***，该仪表检测***包括安装在发射器框架上的若干红外线测温传感器（18）。

7.根据权利要求6所述的一种远距离非接触除冰装置，其特征在于，所述仪表检测***包括安装在集成机架下部机箱中的温度传感器和声音传感器。

8.根据权利要求2所述的一种远距离非接触除冰装置，其特征在于，所述控制器通过4G和个人智能终端通信。

9.根据权利要求8所述的一种远距离非接触除冰装置，其特征在于，所述控制器采用GM203模块。

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