專(zhuān)利名稱(chēng)：一種垂直升降式防凍液噴灑裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種垂直升降式防凍液噴灑裝置及其使用方法，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)和控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能將防凍液高效地均勻噴灑到不同高度的運(yùn)煤列車(chē)車(chē)廂內(nèi)表面的垂直升降式防凍液噴灑裝置及其使用方法的技術(shù)方案。
背景技術(shù)：
鐵路是我國(guó)煤炭運(yùn)輸?shù)闹饕?，煤炭運(yùn)輸企業(yè)的外運(yùn)煤炭含有水分，在冬季運(yùn)輸時(shí)會(huì)發(fā)生凍車(chē)情況。煤運(yùn)凍車(chē)問(wèn)題給礦、路、港等部門(mén)均帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。主要損失形式有凍車(chē)殘煤隨車(chē)流失、凍車(chē)殘煤往返運(yùn)輸造成運(yùn)力浪費(fèi)、清理凍車(chē)殘煤所用資金、凍車(chē)引起滯留時(shí)間加長(zhǎng)，影響鐵路車(chē)輛正常周轉(zhuǎn)、裝卸能力下降，影響運(yùn)輸效率的發(fā)揮，同時(shí)也使貨主和鐵路的效益因運(yùn)輸效率的降低而受到直接影響。此外，凍車(chē)殘煤隨車(chē)流失對(duì)鐵路沿線環(huán)境造成污染，因而凍車(chē)問(wèn)題也成了環(huán)保問(wèn)題。降低煤的水分是解決凍結(jié)的有效方法，但由于煤的脫水和干燥處理占地面積大、投資大、費(fèi)用高，因而大部分選煤廠沒(méi)有干燥車(chē)間。國(guó)內(nèi)外曾采用許多方法解決凍煤卸車(chē)，如振動(dòng)、敲擊、爆破、解凍庫(kù)、磁脈沖振動(dòng)等方法，而這些方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高、效率低，未能從根本上解決凍煤卸車(chē)問(wèn)題。鑒于以上種種情況，現(xiàn)在依然普遍采用噴灑防凍液的方法來(lái)解決凍煤?jiǎn)栴}。我國(guó)煤炭生產(chǎn)主要集中在寒冷的北方地區(qū)，一般通過(guò)選煤廠進(jìn)行煤炭輸出，其外運(yùn)煤炭主要以配煤為主，配煤的凍結(jié)情況與煤的外在水分、顆粒組成有很大關(guān)系。以粘底和微結(jié)塊作為煤炭?jī)鼋Y(jié)的初始標(biāo)志，其中末煤的粘底、結(jié)塊現(xiàn)象比較嚴(yán)重，洗煤塊的凍底現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，而混煤的凍結(jié)情況完全是由末煤和洗煤塊的配合形式?jīng)Q定的。凍車(chē)的形式主要表現(xiàn)為粘底、掛壁和結(jié)塊，當(dāng)外界溫度較低時(shí)，首先產(chǎn)生粘底和掛壁現(xiàn)象，隨著熱量傳導(dǎo)，自外向內(nèi)逐漸凍結(jié)而形成結(jié)塊，而且由于水分向下滲透，粘底現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。一般嚴(yán)重結(jié)塊是在溫度非常低的情況下發(fā)生，而粘底和掛壁只要環(huán)境溫度在冰點(diǎn)以下均有可能發(fā)生。因此，各運(yùn)煤企業(yè)在冬季主要以防止粘底和掛壁為主，只在溫度非常低的情況下才通過(guò)煤中混入防凍液來(lái)防止結(jié)塊現(xiàn)象。為防止粘底和掛壁，防凍液必須均勻覆蓋車(chē)廂的全部五個(gè)內(nèi)表面，包括車(chē)廂底面、兩個(gè)側(cè)面和兩個(gè)端面，而且最低噴灑量隨著環(huán)境溫度變化而變化，溫度越低要求噴灑量越大。隨著鐵路運(yùn)輸部門(mén)對(duì)運(yùn)煤列車(chē)的防凍要求日益嚴(yán)格，要求各生產(chǎn)和運(yùn)煤企業(yè)在冬季鐵路運(yùn)煤時(shí)必須防止凍車(chē)現(xiàn)象發(fā)生。目前，各運(yùn)煤企業(yè)主要采用噴灑防凍液來(lái)防止凍車(chē)現(xiàn)象，而且采用的防凍液噴灑方式也多種多樣，可以歸類(lèi)為人工噴灑、手動(dòng)噴灑和自動(dòng)噴灑。人工噴灑包括手持罐人工噴灑和手持噴槍人工噴灑，這種方式噴灑成本高、噴灑效果差，而且工人勞動(dòng)條件惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。手動(dòng)噴灑是通過(guò)人工控制閥門(mén)進(jìn)行噴灑，噴灑時(shí)噴嘴位置固定不動(dòng)，這種方式工人勞動(dòng)條件略有改善，但噴灑效果依然很差，而且存在噴灑死角，在非噴灑區(qū)不能及時(shí)停止噴灑，造成防凍液浪費(fèi)。自動(dòng)噴灑能夠根據(jù)車(chē)廂位置自動(dòng)噴灑防凍液，提高了防凍液的利用率，減少浪費(fèi)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。自動(dòng)噴灑是防凍液噴灑的發(fā)展方向，但目前設(shè)計(jì)和正在使用的自動(dòng)噴灑系統(tǒng)仍不完善，存在諸多問(wèn)題，如在車(chē)廂連接空檔處不能準(zhǔn)確停止噴灑，造成防凍液浪費(fèi)和連接掛鉤的腐蝕；由于車(chē)廂的移動(dòng)使車(chē)廂前后端面噴灑不均勻、甚至產(chǎn)生噴灑盲區(qū)；當(dāng)車(chē)廂移動(dòng)速度變化或環(huán)境溫度變化時(shí)不能及時(shí)調(diào)整噴灑量，使噴灑量過(guò)大或過(guò)小，或者浪費(fèi)防凍液、或者造成凍車(chē)現(xiàn)象；噴嘴設(shè)計(jì)位置不合理，噴灑液體交叉干涉，造成噴灑不均勻；隨著車(chē)廂規(guī)格和高度變化，不能調(diào)整噴嘴位置，致使噴灑的防凍液溢出車(chē)廂造成浪費(fèi)或防凍液不能覆蓋車(chē)廂上側(cè)面而造成凍車(chē)；以及噴灑裝置使用短時(shí)間后管道堵塞問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種垂直升降式防凍液噴灑裝置及其使用方法的目的在于，克服和解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和難以解決的問(wèn)題，從而提供一種能將防凍液高效地均勻噴灑到不同高度的運(yùn)煤列車(chē)車(chē)廂內(nèi)表面的垂直升降式防凍液噴灑裝置及其使用方法的技術(shù)方案。本發(fā)明一種垂直升降式防凍液噴灑裝置，其特征在于是一種能將防凍液高效地均勻噴灑到不同高度的運(yùn)煤列車(chē)車(chē)廂內(nèi)表面的垂直升降式防凍液噴灑裝置，該裝置由支撐橫梁8、轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2、垂直升降機(jī)構(gòu)7、噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、噴嘴座總成13、角位移傳感機(jī)構(gòu)6、管路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，所述的垂直升降機(jī)構(gòu)7由安裝在支撐橫梁8上的螺旋絲杠升降機(jī)觀、聯(lián)軸器四和驅(qū)動(dòng)電機(jī)30組成，所述的噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2上的調(diào)心軸承座14、 噴嘴轉(zhuǎn)軸4、噴嘴支架3和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5組成；所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5由減速器支架25固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2上的空心軸減速器沈和步進(jìn)電機(jī)M組成；所述的噴嘴座總成13由裝配在噴嘴支架3上的噴嘴座16、小流量噴嘴27和大流量噴嘴15組成；所述的角位移傳感機(jī)構(gòu) 6由固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2上的傳感器支架20和接近開(kāi)關(guān)19，以及固定在噴嘴轉(zhuǎn)軸4上的信號(hào)盤(pán)座23和信號(hào)盤(pán)22組成；所述的管路系統(tǒng)由導(dǎo)液管11、連接導(dǎo)液管11和噴嘴座16的輸液軟管12、電磁閥9和截止閥1組成；所述的控制系統(tǒng)由可編程序控制器和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2通過(guò)上下托板和螺栓固定于垂直升降機(jī)構(gòu)7下端，垂直升降機(jī)構(gòu) 7上安裝限位開(kāi)關(guān)，限制噴灑裝置的最高和最低位置；所述的噴嘴轉(zhuǎn)軸4支撐在左右調(diào)心軸承座上，調(diào)心軸承座14通過(guò)內(nèi)六角螺釘固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2上，同時(shí)噴嘴轉(zhuǎn)軸4上間隔安裝有四組噴嘴支架，根據(jù)車(chē)廂高度、寬度和噴嘴噴灑角度可調(diào)節(jié)此間隔至最佳位置；所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5通過(guò)螺栓由減速器支架25固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2上，步進(jìn)電機(jī)M通過(guò)圓頭平鍵與空心軸減速器沈連接，并由內(nèi)六角螺栓固定在空心軸減速器沈上，控制系統(tǒng)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)M控制噴嘴轉(zhuǎn)軸4的旋轉(zhuǎn)速度和方向；所述的傳感器支架20由內(nèi)六角螺釘固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2下端靠近信號(hào)盤(pán)22位置，在傳感器支架20上安裝有上下兩個(gè)位置的接近開(kāi)關(guān)19， 信號(hào)盤(pán)座23上開(kāi)有銷(xiāo)孔，由內(nèi)六角螺釘固定在噴嘴轉(zhuǎn)軸4上，信號(hào)盤(pán)22通過(guò)圓棒18和圓母17和信號(hào)盤(pán)座23固定成一體，信號(hào)盤(pán)22上開(kāi)有與接近開(kāi)關(guān)19對(duì)應(yīng)的圓弧槽，安裝有三個(gè)位置的接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)螺栓21，配合接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行位置檢測(cè)，中間位置用于整個(gè)噴嘴轉(zhuǎn)軸 4的零位校準(zhǔn)，以消除步進(jìn)電機(jī)M長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生累積誤差，保證噴嘴轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)位置的準(zhǔn)確度，另外兩個(gè)位置的感應(yīng)螺栓用于極限位置檢測(cè)，防止噴灑角度超過(guò)給定的最大范圍； 所述的噴嘴支架3固定在噴嘴轉(zhuǎn)軸4上，噴嘴座16和噴嘴支架3之間的角度可以任意調(diào)節(jié)并由六角螺栓固定成一體，且每組噴嘴座16安裝有兩個(gè)呈一定角度的噴嘴，分別為小流量噴嘴27和大流量噴嘴15 ；所述的噴嘴座總成分為兩部分，從左往右排列，第一組和第六組噴嘴座總成安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2上，位置固定，分別指向車(chē)廂左側(cè)和右側(cè)內(nèi)壁的上半部分， 第二組、第三組、第四組、第五組噴嘴座總成安裝在噴嘴轉(zhuǎn)軸4上，可以隨噴嘴轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)，
5第二組和第五組噴嘴座總成分別指向車(chē)廂左側(cè)和右側(cè)內(nèi)壁的下半部分，第三組和第四組噴嘴座總成分別指向車(chē)廂底部的左側(cè)和右側(cè)區(qū)域；所述轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2為槽鋼，其底部布置有導(dǎo)液管11，導(dǎo)液管11上安裝管卡子10，通過(guò)內(nèi)六角螺釘固定，輸液軟管12將導(dǎo)液管11和噴嘴座16連接在一起，在槽鋼底部打有安裝定位孔，把噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和角位移傳感機(jī)構(gòu)安裝在槽鋼底部；所述導(dǎo)液管11有兩條，每條導(dǎo)液管安裝有一個(gè)電磁閥9和一個(gè)截止閥1，電磁閥9安裝在導(dǎo)液管11噴灑位置的前端，截止閥1安裝在導(dǎo)液管11末端，電磁閥9用來(lái)控制大流量噴嘴15和小流量噴嘴27的開(kāi)閉，截止閥1用來(lái)定期清除導(dǎo)液管11里的殘?jiān)?，防止長(zhǎng)時(shí)間累積的殘?jiān)氯麌娮?，?dǎo)液管11末端出口指向車(chē)廂內(nèi)側(cè)，使防凍液殘?jiān)后w流入車(chē)廂，以避免防凍液浪費(fèi)。上述一種垂直升降式防凍液噴灑裝置的使用方法，其特征在于具體步驟為I、根據(jù)溫度及列車(chē)速度，確定使用大流量噴嘴15還是小流量噴嘴27，或者同時(shí)使用，并由電磁閥9來(lái)控制，溫度高且車(chē)速低時(shí)，使用小流量噴嘴27進(jìn)行霧化噴灑，減少防凍液使用量并提高噴灑覆蓋率；溫度低或車(chē)速快時(shí)，使用大流量噴嘴15 ；溫度低且車(chē)速快時(shí)， 采用大流量噴嘴15和小流量噴嘴27同時(shí)噴灑，保證足夠的噴灑量，在靈活組合噴嘴使用的同時(shí)，配合防凍液壓力調(diào)整，可以更準(zhǔn)確地控制噴灑量，既可滿(mǎn)足噴灑要求，又能有效地節(jié)約防凍液使用量；II、根據(jù)車(chē)廂高度、車(chē)廂寬度，通過(guò)垂直升降機(jī)構(gòu)7自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置高度，調(diào)節(jié)噴嘴支架3安裝位置和噴嘴座總成13安裝角度，調(diào)節(jié)噴嘴轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)角度，使噴灑設(shè)備和噴灑過(guò)程始終處于最佳位置和狀態(tài)，各噴嘴準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)指定的車(chē)廂內(nèi)側(cè)區(qū)域，保證噴灑的覆蓋率，避免噴灑盲區(qū)的產(chǎn)生，車(chē)頭和檢修車(chē)等高位設(shè)備通過(guò)時(shí)，垂直升起噴灑裝置，噴灑車(chē)廂內(nèi)壁時(shí)再降下來(lái)；III、根據(jù)車(chē)廂位置和列車(chē)移動(dòng)方向，自動(dòng)調(diào)整噴嘴轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度，在車(chē)廂之間的連接空檔處不噴灑時(shí)，噴嘴轉(zhuǎn)軸4高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向與車(chē)廂移動(dòng)方向一致，使噴嘴快速對(duì)準(zhǔn)車(chē)廂前端面內(nèi)壁，當(dāng)車(chē)廂進(jìn)入噴灑區(qū)域時(shí)，噴嘴噴灑前端面內(nèi)壁并低速旋轉(zhuǎn)， 旋轉(zhuǎn)方向與車(chē)廂移動(dòng)方向相反，使噴嘴緩慢指向車(chē)廂兩側(cè)內(nèi)壁和底部噴灑，并使噴嘴最終指向車(chē)廂后端面內(nèi)壁方向，當(dāng)車(chē)廂后端面到達(dá)噴灑區(qū)域時(shí)，順利完成后端面內(nèi)壁以及與側(cè)面內(nèi)壁夾角處的噴灑；IV、在噴嘴正下方的車(chē)廂兩側(cè)固定布置兩對(duì)光電對(duì)射傳感器，兩對(duì)光電對(duì)射傳感器之間的距離小于車(chē)廂連接空檔的距離，車(chē)廂通過(guò)光電對(duì)射傳感器時(shí)能順序遮擋或?qū)▊鞲衅鞴饩€，利用控制系統(tǒng)對(duì)光電對(duì)射傳感器信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和處理，通過(guò)兩對(duì)光電對(duì)射傳感器的光線通斷狀態(tài)，判斷和計(jì)算車(chē)廂噴灑位置、車(chē)廂連接空檔位置、車(chē)廂前后端面位置、車(chē)廂移動(dòng)方向和車(chē)廂移動(dòng)速度，并以此為依據(jù)控制噴嘴轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)和防凍液噴灑。本發(fā)明一種垂直升降式防凍液噴灑裝置及其使用方法的優(yōu)點(diǎn)在于一種能夠垂直升降防凍液噴灑機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)噴嘴，自動(dòng)調(diào)節(jié)噴嘴與車(chē)廂的距離，調(diào)節(jié)噴嘴座總成角度，使噴灑機(jī)構(gòu)和噴嘴達(dá)到最佳位置，而且可以組合噴嘴類(lèi)型和數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)廂內(nèi)壁五個(gè)表面高效和均勻噴灑，并通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的技術(shù)方法。表現(xiàn)為(1)實(shí)現(xiàn)運(yùn)煤列車(chē)全自動(dòng)防凍液噴灑自動(dòng)識(shí)別車(chē)廂、車(chē)頭、檢修車(chē)及其他高位設(shè)備，當(dāng)車(chē)廂進(jìn)入噴灑區(qū)域時(shí)進(jìn)行噴灑，車(chē)廂和車(chē)廂之間的間隙停止噴灑，高位設(shè)備、車(chē)頭及檢修車(chē)通過(guò)時(shí)，整個(gè)噴灑裝置通過(guò)升降機(jī)構(gòu)升起，并停止噴灑防凍液。
(2)每組噴嘴座總成采用兩個(gè)噴嘴，一個(gè)大流量噴嘴，一個(gè)小流量噴嘴，根據(jù)環(huán)境溫度和列車(chē)速度靈活組合噴嘴類(lèi)型和數(shù)量，保持最合理的噴灑量。(3)六組噴嘴分布合理，各自的噴灑區(qū)域明確，避免了液流交叉干擾造成的噴灑不均勻，其中兩組固定，負(fù)責(zé)噴灑車(chē)廂兩側(cè)內(nèi)壁的上半部分，另外四組可以旋轉(zhuǎn)，其中兩組旋轉(zhuǎn)噴嘴負(fù)責(zé)噴灑車(chē)廂兩側(cè)內(nèi)壁的下半部分、以及車(chē)廂兩側(cè)和端面之間的夾角區(qū)域，另外兩組旋轉(zhuǎn)噴嘴負(fù)責(zé)車(chē)廂底面和端面內(nèi)壁的噴灑。此噴嘴分布實(shí)現(xiàn)了車(chē)廂五個(gè)內(nèi)表面的全部均勻噴灑。(4)對(duì)車(chē)廂進(jìn)行噴灑的噴嘴可以隨著噴嘴轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)，擺動(dòng)位置由步進(jìn)電機(jī)精確控制，從而實(shí)現(xiàn)前后端面內(nèi)壁表面、底面、兩個(gè)側(cè)面下半部分及拐角處得到均勻噴灑。(5)導(dǎo)液管上安裝有兩個(gè)電磁閥和兩個(gè)截止閥，電磁閥用來(lái)控制大流量噴嘴和小流量噴嘴的開(kāi)閉，截止閥用來(lái)定期清除導(dǎo)液管里的殘?jiān)?，以避免噴嘴堵塞，保證噴灑裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。(6)信號(hào)盤(pán)中間設(shè)有零位校準(zhǔn)感應(yīng)位置，消除步進(jìn)電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生的累積誤差， 確保噴嘴轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)位置的準(zhǔn)確，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)廂內(nèi)壁的準(zhǔn)確、均勻和全面的防凍液噴灑，始終保持良好的噴灑效果。(7)采用了垂直升降機(jī)構(gòu)，在確保車(chē)頭和其他高位設(shè)備通過(guò)時(shí)，根據(jù)車(chē)廂高度快速達(dá)到最佳工作位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)廂五個(gè)內(nèi)表面得到近距離均勻噴灑，既保證了噴灑質(zhì)量，又避免了防凍液的浪費(fèi)，節(jié)約了成本。(8)拆卸、安裝、調(diào)整方便，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活本發(fā)明的所有活動(dòng)部分均可以方便地拆卸， 滿(mǎn)足調(diào)整、維修和更換的需要。


圖1為本垂直升降式防凍液噴灑裝置的主視2為本垂直升降式防凍液噴灑裝置的左剖視3為本垂直升降式防凍液噴灑裝置的噴嘴安裝視4為本垂直升降式防凍液噴灑裝置的角位移傳感機(jī)構(gòu)主視5為本垂直升降式防凍液噴灑裝置的信號(hào)盤(pán)左視6為本垂直升降式防凍液噴灑裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)右視7為本垂直升降式防凍液噴灑裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主視8為本垂直升降式防凍液噴灑裝置的垂直升降機(jī)構(gòu)裝配中標(biāo)號(hào)為1.截止閥、2.轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁、3.噴嘴支架、4.噴嘴轉(zhuǎn)軸、5.旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、6.角位移傳感機(jī)構(gòu)、7.垂直升降機(jī)構(gòu)、8.支撐橫梁、9.電磁閥、10.管卡子、11.導(dǎo)液管、 12.輸液軟管、13.噴嘴座總成、14.調(diào)心軸承座、15.大流量噴嘴、16.噴嘴座、17.圓母、 18.圓棒、19.接近開(kāi)光、20.傳感器支架、21.接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)螺栓、22.信號(hào)盤(pán)、23.信號(hào)盤(pán)座、24.步進(jìn)電機(jī)、25.減速器支架、26.空心軸減速器、27.小流量噴嘴、28.螺旋絲杠升降機(jī)、29.聯(lián)軸器、30.驅(qū)動(dòng)電機(jī)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種垂直升降式防凍液噴灑裝置及其使用方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施方式1為如圖1和圖2所示一種垂直升降式防凍液噴灑裝置，由支撐橫梁8、轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2、垂直升降機(jī)構(gòu)7、噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、角位移傳感機(jī)構(gòu)6、管路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。垂直升降機(jī)構(gòu)7安裝在支撐橫梁8上，轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2通過(guò)上下托板和螺栓固定于垂直升降機(jī)構(gòu)7下端，通過(guò)在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2底部打定位安裝孔，將噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)吊裝在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2 底部。轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2上左右兩端安裝兩組固定噴嘴座總成，固定噴灑車(chē)廂兩側(cè)面，噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要是由兩端調(diào)心軸承座14、噴嘴支架3、噴嘴轉(zhuǎn)軸4和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5組成，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5包含空心軸減速器沈和步進(jìn)電機(jī)M，噴嘴轉(zhuǎn)軸4是支撐在左右兩個(gè)調(diào)心軸承座上， 安裝有噴嘴支架3和信號(hào)盤(pán)座23，噴嘴支架3下安裝有四組噴嘴座總成13，噴嘴轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)過(guò)程中帶動(dòng)4組噴嘴座總成旋轉(zhuǎn)，噴嘴噴射方向可以跟隨噴嘴轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)而前后擺動(dòng)， 以垂直向下位置為0點(diǎn)，擺動(dòng)范圍為士60°，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)箱前后端面內(nèi)壁表面和底面的防凍液噴灑。噴嘴轉(zhuǎn)軸4上間隔觀0 300mm通過(guò)噴嘴支架3安裝四組噴嘴座總成，噴嘴轉(zhuǎn)軸4的旋轉(zhuǎn)位置由步進(jìn)電機(jī)精確控制，并由2個(gè)接近開(kāi)關(guān)19進(jìn)行限位，通過(guò)控制系統(tǒng)可使噴嘴轉(zhuǎn)軸4上的4組噴嘴座總成在給定范圍內(nèi)的任意方位噴射防凍液，從而實(shí)現(xiàn)均勻噴灑。轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁2為槽鋼，在其槽鋼底部布置有兩條導(dǎo)液管11，通過(guò)內(nèi)六角螺釘固定有多個(gè)管卡子10，用來(lái)固定導(dǎo)液管11，輸液軟管12將導(dǎo)液管11和噴嘴座16連接在一起，導(dǎo)液管 11安裝有兩個(gè)電磁閥9和兩個(gè)截止閥1，電磁閥9用來(lái)控制大流量噴嘴15和小流量噴嘴27 的開(kāi)閉，截止閥1用來(lái)清理導(dǎo)液管11里的殘?jiān)?。如圖3所示所述的噴嘴座總成13由噴嘴座16、大流量噴嘴15和小流量噴嘴27組成，并由六角螺栓固定在噴嘴支架3上，噴嘴支架 3由內(nèi)六角螺栓固定在噴嘴轉(zhuǎn)軸4上，噴嘴座16和噴嘴支架3之間的角度可以任意調(diào)節(jié)， 且每組噴嘴座16安裝有兩個(gè)呈一定角度的噴嘴，兩個(gè)噴嘴分別大流量噴嘴15和小流量噴嘴27，其噴射角度為25°。如圖4和圖5所示所述的角位移傳感機(jī)構(gòu)6由傳感器支架20、 接近開(kāi)關(guān)19、信號(hào)盤(pán)座23和信號(hào)盤(pán)22組成，傳感器支架20由內(nèi)六角螺釘固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁 2下端靠近信號(hào)盤(pán)22位置，在傳感器支架20上安裝有上下兩個(gè)位置的接近開(kāi)關(guān)19，信號(hào)盤(pán)座23上開(kāi)有銷(xiāo)孔，由內(nèi)六角螺釘固定在噴嘴轉(zhuǎn)軸4上，信號(hào)盤(pán)22通過(guò)圓棒18和圓母17和信號(hào)盤(pán)座23固定成一體，信號(hào)盤(pán)22上開(kāi)有與接近開(kāi)關(guān)19對(duì)應(yīng)的圓弧槽，安裝有三個(gè)位置的接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)螺栓21，左右兩個(gè)位置限制噴嘴轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)位置，中間位置用于整個(gè)噴嘴轉(zhuǎn)軸4的零位校準(zhǔn)。如圖6和圖7所示所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5由減速器支架25固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁3上的空心軸減速器沈和步進(jìn)電機(jī)M組成，步進(jìn)電機(jī)M通過(guò)圓頭平鍵與空心軸減速器26連接，并由內(nèi)六角螺栓固定在空心軸減速器沈上。整個(gè)垂直升降式防凍液噴灑裝置，其工作過(guò)程為通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)工作過(guò)程進(jìn)行控制，通過(guò)光電對(duì)射傳感器檢測(cè)噴灑目標(biāo)的狀態(tài)，當(dāng)車(chē)頭、檢修車(chē)及其他高位設(shè)備通過(guò)時(shí)，停止噴灑，垂直升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁升起，當(dāng)運(yùn)煤列車(chē)車(chē)廂駛?cè)雵姙^(qū)域時(shí)，垂直升降機(jī)構(gòu)下降到達(dá)工作位置開(kāi)始工作，噴嘴距離車(chē)廂頂面距離為500mm，通過(guò)噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)控制各噴嘴對(duì)五個(gè)車(chē)廂內(nèi)壁的噴灑，通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制噴嘴轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)位置、方向和速度，通過(guò)角位移傳感機(jī)構(gòu)限制轉(zhuǎn)動(dòng)位置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒壓噴灑控制，系統(tǒng)配置工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)防凍液噴灑遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。實(shí)施方式2 在噴嘴轉(zhuǎn)軸4上間隔300mm依次安裝有4組噴嘴座總成；其噴射角度為扇形角度，角度為35°，噴嘴距離車(chē)廂頂面距離為200mm，其它同實(shí)施方式1。實(shí)施方式3 在噴嘴轉(zhuǎn)軸4上間隔^Omm依次安裝有4組噴嘴座總成；其噴射角度為扇形角度，角度為30°，噴嘴距離車(chē)廂頂面距離為300mm，其它同實(shí)施方式1。
權(quán)利要求
1. 一種垂直升降式防凍液噴灑裝置，其特征在于是一種能將防凍液高效地均勻噴灑到不同高度的運(yùn)煤列車(chē)車(chē)廂內(nèi)表面的垂直升降式防凍液噴灑裝置，該裝置由支撐橫梁(8)、 轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁O)、垂直升降機(jī)構(gòu)(7)、噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、噴嘴座總成(13)、角位移傳感機(jī)構(gòu)(6)、 管路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，所述的垂直升降機(jī)構(gòu)(7)由安裝在支撐橫梁(8)上的螺旋絲杠升降機(jī)(觀)、聯(lián)軸器09)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(30)組成，所述的噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁(2)上的調(diào)心軸承座(14)、噴嘴轉(zhuǎn)軸0)、噴嘴支架(3)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)組成；所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)由減速器支架0 固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁( 上的空心軸減速器06)和步進(jìn)電機(jī)04)組成；所述的噴嘴座總成(13)由裝配在噴嘴支架(3)上的噴嘴座(16)、小流量噴嘴(XT)和大流量噴嘴(15)組成；所述的角位移傳感機(jī)構(gòu)(6)由固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁(2)上的傳感器支架00)和接近開(kāi)關(guān)(19)，以及固定在噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)上的信號(hào)盤(pán)座和信號(hào)盤(pán)0 組成；所述的管路系統(tǒng)由導(dǎo)液管(11)、連接導(dǎo)液管(11)和噴嘴座(16)的輸液軟管 (12)、電磁閥(9)和截止閥(1)組成；所述的控制系統(tǒng)由可編程序控制器和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁( 通過(guò)上下托板和螺栓固定于垂直升降機(jī)構(gòu)(7)下端，垂直升降機(jī)構(gòu)(7)上安裝限位開(kāi)關(guān)，限制噴灑裝置的最高和最低位置；所述的噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)支撐在左右調(diào)心軸承座上，調(diào)心軸承座(14)通過(guò)內(nèi)六角螺釘固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁( 上，同時(shí)噴嘴轉(zhuǎn)軸 (4)上間隔安裝有四組噴嘴支架，根據(jù)車(chē)廂高度、寬度和噴嘴噴灑角度可調(diào)節(jié)此間隔至最佳位置；所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)( 通過(guò)螺栓由減速器支架0 固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁( 上，步進(jìn)電機(jī)04)通過(guò)圓頭平鍵與空心軸減速器06)連接，并由內(nèi)六角螺栓固定在空心軸減速器(26)上，控制系統(tǒng)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)04)控制噴嘴轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度和方向；所述的傳感器支架00)由內(nèi)六角螺釘固定在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁( 下端靠近信號(hào)盤(pán)0 位置，在傳感器支架 (20)上安裝有上下兩個(gè)位置的接近開(kāi)關(guān)(19)，信號(hào)盤(pán)座03)上開(kāi)有銷(xiāo)孔，由內(nèi)六角螺釘固定在噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)上，信號(hào)盤(pán)0 通過(guò)圓棒(18)和圓母(17)和信號(hào)盤(pán)座固定成一體，信號(hào)盤(pán)02)上開(kāi)有與接近開(kāi)關(guān)(19)對(duì)應(yīng)的圓弧槽，安裝有三個(gè)位置的接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)螺栓(21)，配合接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行位置檢測(cè)，中間位置用于整個(gè)噴嘴轉(zhuǎn)軸的零位校準(zhǔn)，以消除步進(jìn)電機(jī)04)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生累積誤差，保證噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)轉(zhuǎn)動(dòng)位置的準(zhǔn)確度，另外兩個(gè)位置的感應(yīng)螺栓用于極限位置檢測(cè)，防止噴灑角度超過(guò)給定的最大范圍；所述的噴嘴支架(3)固定在噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)上，噴嘴座(16)和噴嘴支架(3)之間的角度可以任意調(diào)節(jié)并由六角螺栓固定成一體，且每組噴嘴座(16)安裝有兩個(gè)呈一定角度的噴嘴，分別為小流量噴嘴(27)和大流量噴嘴(1 ；所述的噴嘴座總成分為兩部分，從左往右排列，第一組和第六組噴嘴座總成安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁( 上，位置固定，分別指向車(chē)廂左側(cè)和右側(cè)內(nèi)壁的上半部分， 第二組、第三組、第四組、第五組噴嘴座總成安裝在噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)上，可以隨噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)旋轉(zhuǎn)，第二組和第五組噴嘴座總成分別指向車(chē)廂左側(cè)和右側(cè)內(nèi)壁的下半部分，第三組和第四組噴嘴座總成分別指向車(chē)廂底部的左側(cè)和右側(cè)區(qū)域；所述轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁( 為槽鋼，其底部布置有導(dǎo)液管(11)，導(dǎo)液管(11)上安裝管卡子(10)，通過(guò)內(nèi)六角螺釘固定，輸液軟管(12)將導(dǎo)液管(11)和噴嘴座(16)連接在一起，在槽鋼底部打有安裝定位孔，把噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和角位移傳感機(jī)構(gòu)安裝在槽鋼底部；所述導(dǎo)液管(11)有兩條，每條導(dǎo)液管安裝有一個(gè)電磁閥 (9)和一個(gè)截止閥(1)，電磁閥(9)安裝在導(dǎo)液管(11)噴灑位置的前端，截止閥(1)安裝在導(dǎo)液管(11)末端，電磁閥(9)用來(lái)控制大流量噴嘴(15)和小流量噴嘴(XT)的開(kāi)閉，截止閥(1)用來(lái)定期清除導(dǎo)液管(11)里的殘?jiān)?，防止長(zhǎng)時(shí)間累積的殘?jiān)氯麌娮欤瑢?dǎo)液管(11)末端出口指向車(chē)廂內(nèi)側(cè)，使防凍液殘?jiān)后w流入車(chē)廂，以避免防凍液浪費(fèi)。
2.權(quán)利要求1所述一種垂直升降式防凍液噴灑裝置的使用方法，其特征在于具體步驟為I、根據(jù)溫度及列車(chē)速度，確定使用大流量噴嘴(1 還是小流量噴嘴(27)，或者同時(shí)使用，并由電磁閥(9)來(lái)控制，溫度高且車(chē)速低時(shí)，使用小流量噴嘴(XT)進(jìn)行霧化噴灑，減少防凍液使用量并提高噴灑覆蓋率；溫度低或車(chē)速快時(shí)，使用大流量噴嘴(1 ；溫度低且車(chē)速快時(shí)，采用大流量噴嘴(1 和小流量噴嘴、2Τ)同時(shí)噴灑，保證足夠的噴灑量，在靈活組合噴嘴使用的同時(shí)，配合防凍液壓力調(diào)整，可以更準(zhǔn)確地控制噴灑量，既可滿(mǎn)足噴灑要求， 又能有效地節(jié)約防凍液使用量；II、根據(jù)車(chē)廂高度、車(chē)廂寬度，通過(guò)垂直升降機(jī)構(gòu)(7)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置高度，調(diào)節(jié)噴嘴支架(3)安裝位置和噴嘴座總成(13)安裝角度，調(diào)節(jié)噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)旋轉(zhuǎn)角度，使噴灑設(shè)備和噴灑過(guò)程始終處于最佳位置和狀態(tài)，各噴嘴準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)指定的車(chē)廂內(nèi)側(cè)區(qū)域，保證噴灑的覆蓋率，避免噴灑盲區(qū)的產(chǎn)生，車(chē)頭和檢修車(chē)等高位設(shè)備通過(guò)時(shí)，垂直升起噴灑裝置，噴灑車(chē)廂內(nèi)壁時(shí)再降下來(lái)；III、根據(jù)車(chē)廂位置和列車(chē)移動(dòng)方向，自動(dòng)調(diào)整噴嘴轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度，在車(chē)廂之間的連接空檔處不噴灑時(shí)，噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向與車(chē)廂移動(dòng)方向一致，使噴嘴快速對(duì)準(zhǔn)車(chē)廂前端面內(nèi)壁，當(dāng)車(chē)廂進(jìn)入噴灑區(qū)域時(shí)，噴嘴噴灑前端面內(nèi)壁并低速旋轉(zhuǎn)， 旋轉(zhuǎn)方向與車(chē)廂移動(dòng)方向相反，使噴嘴緩慢指向車(chē)廂兩側(cè)內(nèi)壁和底部噴灑，并使噴嘴最終指向車(chē)廂后端面內(nèi)壁方向，當(dāng)車(chē)廂后端面到達(dá)噴灑區(qū)域時(shí)，順利完成后端面內(nèi)壁以及與側(cè)面內(nèi)壁夾角處的噴灑；IV、在噴嘴正下方的車(chē)廂兩側(cè)固定布置兩對(duì)光電對(duì)射傳感器，兩對(duì)光電對(duì)射傳感器之間的距離小于車(chē)廂連接空檔的距離，車(chē)廂通過(guò)光電對(duì)射傳感器時(shí)能順序遮擋或?qū)▊鞲衅鞴饩€，利用控制系統(tǒng)對(duì)光電對(duì)射傳感器信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和處理，通過(guò)兩對(duì)光電對(duì)射傳感器的光線通斷狀態(tài)，判斷和計(jì)算車(chē)廂噴灑位置、車(chē)廂連接空檔位置、車(chē)廂前后端面位置、車(chē)廂移動(dòng)方向和車(chē)廂移動(dòng)速度，并以此為依據(jù)控制噴嘴轉(zhuǎn)軸(4)旋轉(zhuǎn)和防凍液噴灑。
全文摘要
一種垂直升降式防凍液噴灑裝置及其使用方法，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)和控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以垂直升降并能將防凍液高效和均勻地噴灑到運(yùn)煤列車(chē)車(chē)廂五個(gè)內(nèi)表面的防凍液噴灑裝置及其使用方法的技術(shù)方案。其特征在于由支撐橫梁、轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁、垂直升降機(jī)構(gòu)、噴嘴轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、噴嘴座總成、角位移傳感機(jī)構(gòu)、管路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。該裝置可以對(duì)車(chē)廂內(nèi)壁進(jìn)行全方位均勻噴灑，在車(chē)廂之間的間隙停止噴灑，高位設(shè)備、車(chē)頭及檢修車(chē)通過(guò)時(shí)，整個(gè)噴灑裝置垂直升起，停止噴灑防凍液。能夠根據(jù)識(shí)別到的車(chē)箱位置、移動(dòng)方向、移動(dòng)速度和環(huán)境溫度等條件自動(dòng)調(diào)節(jié)噴嘴類(lèi)型、數(shù)量、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)方向等參數(shù)，提高了噴灑效果、噴灑的工作效率和防凍液的使用效率。
文檔編號(hào)B05B15/08GK102266827SQ20111017552
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者張曉東, 牛志剛, 王鐵, 程建明, 范松 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)