一种低温环境下的伤损钢轨永久处理用的钢轨控温装置的制作方法 专利技术说明

机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术1.本实用新型公开了伤损钢轨永久处理的专用设备技术领域，具体为一种低温环境下的伤损钢轨永久处理用的钢轨控温装置。背景技术：2.根据国铁集团相关要求，在伤损轨永久处理时高铁正线不得使用铝热焊工艺焊接钢轨，目前采用移动气压焊或闪光焊焊接工艺。高铁夜间作业气温较低，尤其冬季换轨难以满足轨温要求，且移动气压焊只能拉升15℃左右，移动闪光焊不具备拉伸功能，低温条件下难以满足钢轨焊接要求，故需研究钢轨控温装置，钢轨焊接前将轨温提升至设计锁定轨温上下5℃范围内，满足锁定轨温要求。3.现有钢轨焊接工艺采用移动气压焊或闪光焊焊接工艺，缺点是移动气压焊只能拉升15℃左右，移动闪光焊不具备拉伸功能，如果冬季夜间换轨，实际气温与无缝线路锁定轨温温差较大(30℃左右)，在不使用铝热焊接工艺的高铁正线，因为是夜间作业，所以冬季无法进行重伤轨的永久处理，只能用无缝夹具应急处理，为高铁行车安全埋下隐患。如何在低温环境下进行伤损钢轨的永久处理，是目前行业内的难题。技术实现要素：4.为解决上述现有技术存在的不足和缺陷，发明人经过研发设计，现提供了一种低温环境下进行伤损钢轨永久处理的装置，采用数根电热带配合温控箱的方式对待焊钢轨进行加温，钢轨焊接前将轨温提升至设计锁定轨温上下5℃范围内，满足锁定轨温要求；本实用新型解决冬季夜间低温条件下难以满足钢轨焊接要求的难题，为高铁冬季夜间伤损轨更换施工创造条件。5.具体的，本实用新型是这样实现的：一种低温环境下的伤损钢轨永久处理用的钢轨控温装置，包括：温控箱通过电源线通电，并连接若干根电热带，能控制电热带发热并保持到预定温度；若干根电热带通过固定装置贴敷在伤损钢轨的轨面上对钢轨传输热量，提升并控温至预定温度；轨温传感器安装在伤损钢轨的轨面上对钢轨温度进行监测，并连接至温控箱；保温装置覆盖在伤损钢轨的上方，能对升温后的钢轨进行保温；固定装置能对所述电热带提供支撑安装和固定的功能，使电热带贴敷伤损钢轨的轨面。6.本实用新型的工作原理和有益效果介绍：通过温控箱对电热带输出电能使其发热，电热带挂装在固定装置上后以贴敷的形式沿伤损轨道铺设安装，其发热的热能会传递到伤损钢轨上，提升钢轨本身的温度，并通过温控箱实现预设温度的控制，使得钢轨受热均匀的保持在预定温度下，同时，外层覆盖有保温装置，使得钢轨的提温速度快，减少热损失，提高作业效率、尽可能节省电能。本套装置结构合理，易于安装组合，安装后整体形状结构保持塑形的稳定，使得电热带贴合效果好，保温装置覆盖的严实度高，能够有效提升钢轨升温速率，提高工作效率并且安全可靠，设备组件可以重复使用，解决了低温环境下进行伤损钢轨永久处理作业难题。附图说明7.图1为本实用新型一种低温环境下的伤损钢轨永久处理用的钢轨控温装置的温控箱关键结构示意图；8.图2为本实用新型的轨温传感器结构示意图；9.图3为实用新型一种低温环境下的伤损钢轨永久处理用的钢轨控温装置的截面示意图；10.图4为本实用新型的左固定卡具立体图；11.图5为本实用新型的右固定卡具立体图；12.图6为本实用新型的保温装置立体图；13.图7为本实用新型一种低温环境下的伤损钢轨永久处理用的钢轨控温装置的使用状态下结构示意图；14.图8为本实用新型的u型固定卡结构立体图；15.其中：1—温控箱、2—电热带、3—轨温传感器、4—专用插头、5—强磁结构、6—左固定卡具、7—右固定卡具、8—安装插槽、9—锁孔、10—锁槽、11—保温毯、12—u型固定卡、13—蝶形螺栓锁扣。具体实施方式16.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。17.实施例1：一种低温环境下的伤损钢轨永久处理用的钢轨控温装置，包括有：18.温控箱1，通过电源线通电，并连接若干根电热带2，能控制电热带2发热并保持到预定温度；19.电热带2，若干根电热带2通过固定装置贴敷在伤损钢轨的轨面上对钢轨传输热量，提升并控温至预定温度；20.轨温传感器3，安装在伤损钢轨的轨面上对钢轨温度进行监测，并连接至温控箱1；21.保温装置，覆盖在伤损钢轨的上方，能对升温后的钢轨进行保温；22.固定装置，能对所述电热带2提供支撑安装和固定的功能，使电热带2贴敷伤损钢轨的轨面。实际使用时，将温控箱1接入电源，并将电热带2安装在固定装置上，再装在钢轨上，操控温控箱1启动加热电热带2，保温装置覆盖在钢轨上，能提高钢轨的升温速率，整个过程可装可拆，重复使用，并且可以根据钢轨的长度、数量进行多套组合使用；23.优选地，所述温控箱1的电源线具有能直接插在轨道机车的插座上的专用插头4，并按380v75kw配线。温控箱1的电影插头为机车上的插座专用插头4，可以方便在现场完成施工作业，无需单独拉电源线路，提高实用性。24.优选地，所述电热带2呈长条状，沿伤损钢轨的长度方向平行，分别布置在伤损钢轨的轨面两侧和轨面正上方，对伤损钢轨形成包裹状的分布方式进行安装。电热带2从三个方向，同时加热钢轨，能快速、均匀的实现对钢轨的整体升温，并且受热均匀，为后续的永久处理打下基础。电热带2为八根，伤损钢轨的侧面各设置有三根、轨面顶部设置有两根，另一端均连接至温控箱1，温控箱1的电源输入：380v75kw，输出负载：每路220v5kw，能设定控制温度和上下回差，具有过载保护和漏电保护功能。25.优选地，轨温传感器3的表面内附有强磁结构5，能吸附安装在钢轨表面上，使得轨温传感器3的表面与钢轨表面接触，并通过传感器引线连接至温控箱1，当钢轨加热到预定温度或保险温度后，温控箱1能够及时对电热带2断电保护，防止过热和电能浪费。26.优选地，所述传感器引线为氟屏蔽高温3芯线，外层四氟涂层，内屏蔽，多股镀银铜丝包裹四氟涂层。27.优选地，所述固定装置包括左固定卡具6和右固定卡具7，左固定卡具6和右固定卡具7从伤损钢轨的两侧组合后能够围绕伤损钢轨轨面形成包裹状，且左固定卡具6和右固定卡具7的截面形状，与伤损钢轨的截面形状相对应适配，为上宽下窄结构；左固定卡具6和右固定卡具7朝向伤损钢轨所在的一侧的侧面上，设置有和每一侧所要设置的电热带2条数和分布位置相对应的安装插槽8，电热带2能插入安装在所述安装插槽8内。左固定卡具6和右固定卡具7的顶部设置有用于容纳位于钢轨轨面顶部的电热带2的安装卡槽。所述左固定卡具6和右固定卡具7均为钢板制成，且在顶部均具有相互上下重叠并通过螺母连接锁紧的锁孔9和锁槽10。实现相互固定，左固定卡具6和右固定卡具7安装后，形成一个外罩的结构形式，且形状贴合于钢轨轨面，能使电热带2尽可能的贴合于钢轨轨面进行接触传递热量；优选地，所述保温装置为若干条保温毯11依次拼接覆盖在安装好电热带2的伤损钢轨上，完整覆盖住伤损钢轨的两侧、顶部和轨座底部，并通过若干个u型固定卡12固定保温毯11，使其贴合整个钢轨的外形。所述u型固定卡12呈左右卡具相互组装构成，安装组合时于顶部通过蝶形螺栓锁扣13相互连接锁紧；所述保温毯11包括三层结构，上下层均为单面涂胶缝布，中间层为橡塑海绵，且每条保温毯11的前后端内外面均设置有魔术贴贴合部；方便多段保温毯11前后依次组合使用。28.实施例2：本装置在试验室测试的基础上，2022年9月7日课题组在昆明南工务段昆明南线路车间动车所工区基地内组织进行了两种工况的线上试验。完成电加热原理钢轨温控装置测试加热方式和功率、保温措施、温度控制方式和参数、设备安装和拆除方法等技术措施的效果。并与9月25日在中老昆万线现场钢轨更换作业过程中对温控装置进行试装，模拟温控装置加热，并验证温控模式换轨施工作业组织，为设计制作100m长的钢轨加温控温装置奠定基础。基于电加热方式研制的钢轨温控装置，具体参数和结构如下：29.本实施例配合伤损轨永久处理的新工艺工法使用，须安排一台轨道车配合使用，由轨道车提供380v75kw电源。本装置的所有部件均放置于轨道旁，在待加热的钢轨上铺设好电热带2、固定装置、保温毯11等部件后，连接电缆线,设置控制温度,开始对钢轨加温控温。30.适用钢轨型号：60kg轨31.加热钢轨长度：0～100m32.轨温控制范围：施工作业点的设计锁定轨温±5℃33.钢轨最大温升：30℃34.钢轨加温时间：≤60分钟35.使用环境温度：-20至50℃36.8路输出温控箱1、电源电缆(含专用插头4typ3381)、电热带(2)8根100m长、电热带2连接电缆8根、防水连接器20套、电热带2固定卡85套、钢轨保温毯1118件、保温毯11固定卡50个、轨温传感器3(磁吸式)1个、放线架2个。37.(1)温控箱138.1路电源输入：380v75kw39.8路输出负载：每路220v5kw40.可监控实时轨温，设定控制温度和上下回差，必须有过载保护和漏电保护功能。41.(2)电源电缆42.电源电缆10米(含专用插头4)：按380v75kw配线43.电缆型号参考：yjv4*2544.专用插头(4)：typ3381，见图145.(3)轨温传感器3(磁吸式)46.参考选型：磁吸式pt100温度传感器47.上海温度探头48.颜色分类：默认pt100(-50-130℃)49.精度：0.1℃50.(4)传感器引线：5m，四氟屏蔽高温3芯线pt100补偿导线：51.结构：外层四氟涂层，内屏蔽，多股镀银铜丝包裹四氟52.特点：耐温抗磨，防腐蚀，采用镀银屏蔽层更好抗信号干扰53.(5)电热带2连接电缆54.数量：8根。自限温105度电伴热带，功率45w/m，电热带2采取在钢轨顶面布设2条加热带、轨腰两侧各布设3条加热带进行加热，55.(6)电热带2固定卡85套56.(7)钢轨保温毯11设计保温毯11数量：18件20mm厚，见图6；保温毯11固定卡50个u型卡；技术要求:l、保温毯11是三层结构，正面和背面为奠面涂胶篷布.胶面向里，中问层为2omm厚糠塑海绵，缝制后或品尺寸:500x5100mm，允误差:±20mm.57.2、缝制要求，周适近行包边缝制，纵向中心线缝制2条缝线，正面一端缝制一条毛面魔术贴50mm宽，背面另一端缝制一条勾面魔术贴50mm宽，中间保温材料：58.阻燃橡塑海绵保温板：凯盛波纹管；颜色分类：20mm厚96厘米宽不带胶。59.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。









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