專利名稱：電氣化鐵路隧道內(nèi)融冰裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣化鐵路隧道內(nèi)融冰裝置。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)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(yùn)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(shí)，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。中國已有鐵路隧道約50000座，其中運(yùn)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(shí)，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(yán)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。若側(cè)壁侵限，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)容為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種電氣化鐵路隧道內(nèi)融冰裝置，以利于解決因隧道內(nèi)壁滲水結(jié)冰而對沿線線路造成的影響，消除隧道內(nèi)漏水點(diǎn)掛冰的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是提供電氣化鐵路隧道內(nèi)融冰裝置，其中該裝置包括有配電控制箱及固定在隧道內(nèi)壁上的發(fā)熱板；所述配電控制箱包括有箱體、面板、溫度控制器、溫濕度控制器、斷路器、熔斷器、中間繼電器、接線端子、加熱塊、 溫濕度傳感器、接地架、門板；在箱體上通過鉸鏈固定有門板，在面板上設(shè)有控制導(dǎo)線相互電連接的溫度控制器、溫濕度控制器、斷路器、熔斷器、中間繼電器、接線端子、加熱塊、溫濕度傳感器，用螺釘將接地架固定在面板上，所述面板通過螺釘固定到箱體內(nèi)，所述箱體通過控制導(dǎo)線連接有固定在隧道內(nèi)壁上的發(fā)熱板；所述發(fā)熱板是由一張鋁合金板和兩側(cè)固定條組成，鋁合金板上鋪設(shè)有波浪形式的 Mi礦物發(fā)熱電纜，鋁合金板上制作有許多穿孔，在穿孔位置采用不銹鋼絲將Mi礦物發(fā)熱電纜纏繞著捆扎在鋁合金板上，鋁合金板的兩端設(shè)有固定條，板面上固定有溫度傳感器，化學(xué)錨栓穿過固定條的孔把發(fā)熱板固定在隧道內(nèi)壁上。本實(shí)用新型的效果是該融冰裝置在鐵路隧道內(nèi)壁上使用，發(fā)熱板固定到漏水點(diǎn)處，覆蓋住漏水點(diǎn)，使受熱后的滲水流到板面后向四側(cè)流走。發(fā)熱板通過導(dǎo)線與配電控制箱連接，配電控制箱采用化學(xué)錨栓固定在隧道內(nèi)壁上，供電后通過溫度控制器來控制發(fā)熱板是否需要發(fā)熱，解決了鐵路隧道的融冰難題，實(shí)現(xiàn)鐵路隧道融冰自動化。該融冰裝置具有運(yùn)行可靠、升溫快、操作簡單、耗能少、結(jié)構(gòu)小等優(yōu)點(diǎn)。由于該產(chǎn)品在技術(shù)上的突破性和價(jià)格上的經(jīng)濟(jì)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(diǎn)[0009]I、與以往需采用陶瓷管發(fā)熱元件的融冰裝置相比，本裝置采用的核心發(fā)熱件是Mi 礦物發(fā)熱電纜，不用做絕緣措施。由于發(fā)熱電纜可呈波浪形式敷設(shè)，故整塊發(fā)熱板做成弧形 狀來適應(yīng)隧道圓弧內(nèi)壁，也可根據(jù)使用需要增減發(fā)熱面積，并可以將發(fā)熱板折彎成弧形狀 來適應(yīng)隧道圓弧內(nèi)壁，不受使用環(huán)境的局限，這在鐵路隧道破冰技術(shù)中是一種技術(shù)突破。其 特點(diǎn)為熱效率高，低能耗，安裝方便，不受環(huán)境局限，故障率低，使用壽命長，成本低。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(yùn)營成本。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。


[0012]圖I為本實(shí)用新型的控制箱的內(nèi)部布局圖；[0013]圖2為本實(shí)用新型的控制箱外觀圖；[0014]圖3為本實(shí)用新型的發(fā)熱板的側(cè)視圖；[0015]圖4為本實(shí)用新型的發(fā)熱板在隧道圓弧內(nèi)壁安裝剖視圖。[0016]圖中[0017]I、箱體2、面板3、溫度控制器[0018]4、溫濕度控制器5、電源引線6、控制導(dǎo)線[0019]7、斷路器8、熔斷器9、中間繼電器[0020]10、接線端子11、加熱塊12、溫濕度傳感I[0021]13、接地架14、門板15、指示燈[0022]16、箱鎖17、樹脂玻璃窗18、發(fā)熱板[0023]19、Mi礦物發(fā)熱電纜20、化學(xué)錨栓21、溫度傳感器[0024]22、鋁合金板23、固定條
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖及實(shí)例具體說明本實(shí)用新型的鐵路隧道內(nèi)壁融冰裝置的結(jié)構(gòu)及、運(yùn)行方 式。本實(shí)用新型的鐵路隧道內(nèi)壁融冰裝置的核心元件是Mi礦物發(fā)熱電纜，以礦物發(fā) 熱電纜作為熱源，以耐高溫鋁合金板作為載體，以配電控制箱作為電源，來實(shí)現(xiàn)對隧道內(nèi)漏 水點(diǎn)的防凍和融冰處理。本實(shí)用新型的電氣化鐵路隧道內(nèi)融冰裝置結(jié)構(gòu)是該裝置包括有配電控制箱及固 定在隧道內(nèi)壁上的發(fā)熱板18 ;所述配電控制箱包括有箱體I、面板2、溫度控制器3、溫濕度 控制器4、斷路器7、熔斷器8、中間繼電器9、接線端子10、加熱塊11、溫濕度傳感器12、接 地架13、門板14 ;在箱體I上通過鉸鏈固定有門板5，在面板2上設(shè)有控制導(dǎo)線6相互電連 接的溫度控制器3、溫濕度控制器4、斷路器7、熔斷器8、中間繼電器9、接線端子10、加熱塊 11、溫濕度傳感器12，用螺釘將接地架14固定在面板2上，所述面板2通過螺釘固定到箱體 I內(nèi)，所述箱體I通過控制導(dǎo)線6連接有固定在隧道內(nèi)壁上的發(fā)熱板18 ;所述門板5上設(shè)有 指示燈15、箱鎖16、樹脂玻璃窗17。所述發(fā)熱板18是由一張鋁合金板22和兩側(cè)固定條23組成，鋁合金板22上鋪設(shè)有波浪形式的Mi礦物發(fā)熱電纜19，鋁合金板22上制作有許多穿孔，在穿孔位置采用不銹鋼絲將Mi礦物發(fā)熱電纜19纏繞著捆扎在鋁合金板22上，鋁合金板22的兩端設(shè)有固定條 23，板面上固定有溫度傳感器21，化學(xué)錨栓20穿過固定條23的孔把發(fā)熱板18固定在隧道內(nèi)壁上。本實(shí)用新型的鐵路隧道內(nèi)壁融冰裝置功能是這樣實(shí)現(xiàn)的如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型的鐵路隧道內(nèi)壁融冰裝置中溫度控制器3直接與發(fā)熱板18內(nèi)的Mi礦物電纜19連接，來控制Mi礦物電纜19是否需要發(fā)熱。溫濕度控制器4、 斷路器7、熔斷器8、中間繼電器9、加熱塊11、溫濕度傳感器12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。裝置技術(shù)參數(shù)如下a.輸入電壓AC 220Vb.發(fā)熱板面尺寸IOOOmmX 500mmX IOmm(可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì))c.發(fā)熱板額定功率550W(可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì))d.額定電流2. 5A(可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì))可適用環(huán)境要求a.海拔高度一般< IOOOm ；高原型< 2500m ；b.環(huán)境溫度上限+40°C，下限-25°C，極限最低溫度_40°C ；c.相對濕度95% RH ；d.地震烈度能滿足8度的要求；e.防護(hù)等級IP54;f.不適用于有易燃物質(zhì)、爆炸危險(xiǎn)、化學(xué)腐蝕及劇烈振動場所。運(yùn)行方式如圖1、2所示的本實(shí)用新型的鐵路隧道內(nèi)壁融冰裝置通電后，在溫度控制器3上設(shè)置好發(fā)熱板的高溫設(shè)定值、低溫設(shè)定值。安裝在隧道壁上的發(fā)熱板18上的表面溫度低于低溫設(shè)定值時(shí)，溫度傳感器21反饋一個低溫信號，并將該低溫信號通過導(dǎo)線傳遞給溫度控制器3，溫度控制器3開啟加熱模式，Mi礦物發(fā)熱電纜19開始加熱，發(fā)熱板18的板面溫度漸漸升高，同時(shí)隧道壁的漏水點(diǎn)受熱，以防止隧道壁上的滲水結(jié)凍。當(dāng)發(fā)熱板18的表面溫度升高至高溫設(shè)定值時(shí)，溫度傳感器21反饋一個高溫信號到溫度控制器3，溫度控制器3關(guān)閉加熱模式，此時(shí)帶有高溫的發(fā)熱板18漸漸降溫，降溫至低溫設(shè)定值后，又開啟加熱，依次循環(huán)實(shí)現(xiàn)Mi礦物發(fā)熱電纜19的加熱與停止，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了融冰和節(jié)能效果。如果系統(tǒng)中出現(xiàn)短路或是斷路情況，斷路器7會打開，故障指示燈黃燈帶電，顯示故障。運(yùn)行原理如圖4所示，當(dāng)系統(tǒng)通電后，溫度控制器3控制Mi礦物發(fā)熱電纜19發(fā)熱， 當(dāng)發(fā)熱板18的表面溫度達(dá)到設(shè)定溫度值后，溫度控制器3會自動斷掉Mi礦物發(fā)熱電纜19 上的電源；當(dāng)Mi礦物發(fā)熱電纜19處的溫度低過設(shè)定溫度后，系統(tǒng)自動恢復(fù)工作。通過此種循環(huán)，來實(shí)現(xiàn)對Mi礦物發(fā)熱電纜19溫度的控制。Mi礦物發(fā)熱電纜特性1、因礦物絕緣加熱電纜全部由不燃燒的無機(jī)物組成，所以產(chǎn)品防火、阻燃，且不會產(chǎn)生有毒氣體，因電纜有可靠的金屬管密封且接地良好，特別適合各種防爆場所。2、因氧化鎂絕緣材料在溫度高達(dá)2000多攝氏度時(shí)仍能保持穩(wěn)定不變。因此電纜本身的使用溫度極限就是組成線芯及金屬外護(hù)套層所承受的最高溫度。3、產(chǎn)品的絕緣層氧化鎂是一種無機(jī)物質(zhì)，線芯和外護(hù)套都由金屬構(gòu)成所以從根本上解決了老化問題，大大的延長了電纜的使用壽命，提高了絕緣性能。在規(guī)定的條件下使用壽命可達(dá)數(shù)十年。4、產(chǎn)品采用不同外套管能耐油類、溶劑及大多數(shù)酸類的侵蝕。具有良好化學(xué)穩(wěn)定性。5、機(jī)械性能好，因其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可耐扭絞、擠壓、彎曲、拉、磨擦及一般的粗重搬運(yùn)。6、因該電纜的發(fā)熱方式屬一種串聯(lián)的電阻型電熱元件，因此發(fā)熱均勻，全長溫差極小。7、發(fā)熱功率大，一般Mi礦物發(fā)熱電纜的單位功率為5W/m至250W/m，該電纜不會像蒸汽加熱管線那樣因蒸汽停止供應(yīng)而發(fā)生凍結(jié)的危險(xiǎn)，需要時(shí)打開電源即可，不需經(jīng)常維護(hù)。8、耐低溫，在低溫下施工不脆斷，可用于冬季施工和維修。電氣化鐵路融冰裝置設(shè)計(jì)特點(diǎn)1、通過準(zhǔn)確計(jì)算及優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以在較小的功率下實(shí)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。2、系統(tǒng)中的核心控制元件是溫度控制器。經(jīng)設(shè)定參數(shù)后，控制Mi發(fā)熱電纜低溫情況下工作，高溫停止。溫控器上帶有液晶顯示屏，操作簡單，質(zhì)量可靠和安全。3、Mi礦物發(fā)熱電纜在發(fā)熱板中呈波浪狀分布，提高了布線密度，增大了單位面積的發(fā)熱量。該裝置通過發(fā)熱板面的高溫輻射，將高溫傳遞到帶有掛冰的漏水點(diǎn)隧道內(nèi)壁上，融化冰水實(shí)現(xiàn)融冰效果。4、整套系統(tǒng)中帶有漏電保護(hù)和故障提示功能，運(yùn)行安全可靠。本裝置是通過將發(fā)熱板直接固定在隧道里的漏水點(diǎn)位置，通電后的發(fā)熱板以高溫輻射的形式將熱量傳遞到結(jié)凍的壁面，以此實(shí)現(xiàn)壁面的融冰。發(fā)熱板上配有溫度傳感器，待發(fā)熱板達(dá)到設(shè)定溫度值后控制系統(tǒng)自動斷電，溫度低過設(shè)定溫度值后，系統(tǒng)又自動恢復(fù)工作。該裝置實(shí)現(xiàn)了對加熱板的智能化控制該裝置既可實(shí)現(xiàn)人為手動加熱，又可以設(shè)置為自動控制加熱，且裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小、設(shè)置方便、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的電氣化鐵路隧道內(nèi)壁融冰裝置保證了融冰功能以及裝置的可靠運(yùn)行。根據(jù)技術(shù)要求選用的溫度控制器，可保證Mi礦物發(fā)熱電纜在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)自動發(fā)熱，通過受熱的發(fā)熱板融化漏水點(diǎn)的凍冰，為鐵道部門省下大量的人力和物力，解決了鐵路隧道內(nèi)壁融冰防凍的技術(shù)難題。
權(quán)利要求1.一種電氣化鐵路隧道內(nèi)融冰裝置，其特征是該裝置包括有配電控制箱及固定在隧道內(nèi)壁上的發(fā)熱板(18)；所述配電控制箱包括有箱體(1)、面板O)、溫度控制器(3)、溫濕度控制器(4)、斷路器(7)、熔斷器(8)、中間繼電器(9)、接線端子(10)、加熱塊(11)、溫濕度傳感器(12)、接地架(13)、門板(14)；在箱體⑴上通過鉸鏈固定有門板(5)，在面板 ⑵上設(shè)有控制導(dǎo)線(6)相互電連接的溫度控制器(3)、溫濕度控制器0)、斷路器(7)、熔斷器(8)、中間繼電器(9)、接線端子(10)、加熱塊(11)、溫濕度傳感器(12)，用螺釘將接地架(14)固定在面板(2)上，所述面板(2)通過螺釘固定到箱體⑴內(nèi)，所述箱體⑴通過控制導(dǎo)線(6)連接有固定在隧道內(nèi)壁上的發(fā)熱板(18)；所述發(fā)熱板(18)是由一張鋁合金板0 和兩側(cè)固定條組成，鋁合金板02)上鋪設(shè)有波浪形式的Mi礦物發(fā)熱電纜(19)，鋁合金板0 上制作有許多穿孔，在穿孔位置采用不銹鋼絲將Mi礦物發(fā)熱電纜(19)纏繞著捆扎在鋁合金板0 上，鋁合金板0 的兩端設(shè)有固定條(23)，板面上固定有溫度傳感器(21)，化學(xué)錨栓(20)穿過固定條的孔把發(fā)熱板(18)固定在隧道內(nèi)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化鐵路隧道內(nèi)融冰裝置，其特征是所述門板(5)上設(shè)有指示燈(15)、箱鎖(16)、樹脂玻璃窗(17)。
專利摘要本實(shí)用新型提供電氣化鐵路隧道內(nèi)融冰裝置，可解決在冬季寒冷氣候下鐵路隧道內(nèi)壁掛冰的問題。該裝置由兩部分組成，包括配電控制箱、發(fā)熱板；主要應(yīng)用于隧道內(nèi)圓弧壁的融冰。本裝置是通過Mi礦物絕緣發(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滲水并結(jié)凍的墻面，待墻面的滲水受熱后可消除結(jié)冰現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)熱板的板面溫度達(dá)到一定的溫度值時(shí)，加熱電纜停止加熱。該裝置實(shí)現(xiàn)了對加熱電纜的智能化控制該裝置既可實(shí)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、安裝快捷，設(shè)置方便、操作簡單、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于電氣化鐵路隧道融冰領(lǐng)域。
文檔編號E21F16/02GK202337923SQ20112043041
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者劉同峰, 孟志強(qiáng), 張智龍, 王建國, 田雨 申請人:川鐵電氣(天津)集團(tuán)有限公司