道岔电加热自动融雪装置
1.本实用新型涉及一种道岔电加热自动融雪装置。
背景技术：
2.我国铁路线南北跨度大，在东北、新疆北部及青藏高原等地区冬季较为寒冷，铁路道岔常因夹雪结冰而出现转动问题故障，特别是暴风雪和寒潮天气，因清雪不及时或除雪不彻底造成道岔结霜，进而危及行车安全和人身安全。如何及时、安全、高效、节能地清除铁路积雪，特别是铁路道岔部位的积雪，防止道岔转辙装置失灵、尖轨与基本轨不密贴等现象的发生，一直是铁路交通运输系统十分重视而又难以解决的问题。
3.传统采用的除雪方法是人工扫雪或使用除雪车沿线路除雪，这种方法虽然清雪彻底，但存在费时费力、影响车辆正常运行，同时还容易造成人身安全事故的弊端，特别是夜间和偏远地区的道岔积雪，很难及时清除，这对于现在经过多次铁路提速的铁路运输来说，存在较大安全隐患。
4.目前，市面线路融雪设备大多采用传统电热装置融雪的技术方案，存在一些弊端：
5.1、加热装置融雪采用的金属电加热条或电磁加热元件1，耗能高，对现场信号有干扰，需提前预热，并且在下雪过程和雪停止后数个小时一直处于加热工作状态，造成电能的严重浪费。
6.2、所有道岔的电热装置基本上都是同时启动和工作的，占用了相当大的供电容量，需要场站扩大供电能力。因而现有的釆用电磁加热装置融雪的技术方案不能进行大规模的推广应用。
7.3、金属电加热条和其他加热元件1的形状可塑性较低，不能适应所有情况下的道岔，需针对每一种道岔需定制生产。
技术实现要素：
8.针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可以实现自动融化道岔部位积雪的道岔电加热自动融雪装置。
9.为实现上述目的，本实用新型采用一种新型道岔电加热自动融雪装置，包括若干个雨雪传感器、若干个轨温传感器、若干个继电器、设置在铁路道岔钢轨的轨腰处的若干个加热元件；一个雨雪传感器、一个轨温传感器、两个继电器与一个加热元件相互连接来形成一个加热单元，一个加热单元来对应于铁路道岔的一个局部范围；通过雨雪传感器对周围环境的检测，判断铁路道岔之间是否存在积雪，向第一继电器输出信号传递至轨温传感器，轨温传感器对钢轨温度的检测，判断是否继续进行加热，进而向第二继电器输出信号，由继电器启动加热元件，开始加热除雪工作。
10.进一步，所述雨雪传感器设置在平行的两条铁路线路之间，或安装在轨旁设备顶端。
11.进一步，所述铁路道岔上设置有若干个加热单元，其分别独立控制来对铁路道岔
的一个局部范围进行加热除雪。
12.进一步，所述加热元件为硅橡胶加热板，包括镍铬合金电热丝和硅橡胶高温绝缘层。
13.进一步，所述硅橡胶高温绝缘层是由硅橡胶与玻璃纤维布复合而成的薄片状绝缘层。
14.进一步，所述硅橡胶高温绝缘层的外表面设置有防水涂层。
15.进一步，所述加热单元还包括胶层，通过胶层将其固定在铁路道岔钢轨的轨腰处。
16.进一步，所述雨雪传感器包括防护壳、表面的栅形电极、感应盘。
17.进一步，所述铁路道岔分成若干个连续的所述局部范围，一个局部范围与一个所述加热单元相对应。
18.进一步，所述轨温传感器包括传感器单元、温度显示器、固定螺母、测温棒、保护外壳，测温棒通过固定螺母与传感器单元、温度显示器固定连接，轨温传感器通过金属固定器固定于铁路道岔钢轨的底部，金属固定器为具有弹性的u型结构，其底部从下至上依次设置有弹簧、垫板，轨温传感器整体放置在垫板上；金属固定器的开口部设置有卡扣，该卡扣扣装在铁路道岔钢轨的底座上，并通过弹簧的预设压紧力将轨温传感器与铁路道岔钢轨的底座相互压紧贴合。
19.本实用新型能够有效的进行铁路线路道岔除雪，具有检测道岔积雪、功耗低，并能自动快速融除道岔部位积雪，从而保证道岔尖轨转辙正常、确保行车安全、信号连锁的正常运作。
附图说明
20.图1为本实用新型结构示意图；
21.图2为加热元件安装结构示意图；
22.图3为加热元件结构示意图；
23.图4为雨雪传感器结构示意图；
24.图5为本实用新型工作原理流程图；
25.图6为图2中a部放大图；
26.图7为轨温传感器截面图；
27.图8为轨温传感器主视图。
具体实施方式
28.下面将结合附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第
一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
32.如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，本实用新型一种道岔电加热自动融雪装置，依靠轨温传感器5、雨雪传感器6和加热元件1的连锁功能，以达到自动除雪的目的，通过轨温传感器5与雨雪传感器6对积雪和钢轨温度的感应连锁从而启动装置的方式，有效提升了融雪效率，减少了能源的浪费，可实现点对点除雪工作。
33.本实用新型一种道岔电加热自动融雪装置，包括若干个轨温传感器5、若干个雨雪传感器6、若干个继电器、设置在铁路道岔钢轨的轨腰处的若干个加热元件1，一个雨雪传感器6、一个继电器4与一个加热元件1通过电线7相互连接，来形成一个加热单元，一个加热单元来对应于铁路道岔的一个局部范围。通过雨雪传感器6中的温度与湿度感应探头对周围环境的检测，判断铁路道岔之间是否存在积雪，进而向第一继电器4输出信号，再通过轨温传感器5种的温度传感器检测钢轨温度，判断是否进行加热，进而向第二继电器20输出信号，通过第二继电器20启动加热元件1，开始加热除雪工作。
34.轨温传感器5设置在钢轨底部，主要检测钢轨温度是否达到加热条件，雨雪传感器6设置在平行的两个铁路道岔之间，主要用于检测两个铁路道岔之间是否存在积雪。铁路道岔分成若干个连续的所述局部范围，一个局部范围与一个所述加热单元相对应。本实用新型中，铁路道岔上设置有若干个加热单元，其分别独立控制来对铁路道岔的一个局部范围进行加热除雪，即实现点对点的除雪工作。
35.加热元件1为硅橡胶加热板，其具有很好的柔软性且发热快、温度均匀、热效率高、强度高、使用方便、安全寿命长、不易老化、可以只对需要加热的位置加热，不需加热部分可以避开加热，提升道岔融雪的精确性。使用使硅橡胶加热板可在水环境下工作，保证硅橡胶加热板的正常工作。
36.加热元件1硅橡胶加热板的表层是由硅橡胶与玻璃纤维布复合而成的薄片状绝缘层，硅橡胶加热板具有很好的柔软性；它发热快、温度均匀、热效率高、强度高、使用方便、安全寿命长达四年，不易老化等优势，工作时通过电力加热，当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量使电热丝温度提升，其工作温度可达100-120℃。两面高温绝缘层具有高绝缘性能，击穿电压可达20～50kv/mm。同时为防止雪水对加热元件1内部电热丝的影响，在其表面喷涂一层疏水耐高温涂料绝缘层3。防水涂层3主要成分是全氟聚醚化合物、电子级环保无腐蚀氢氟醚溶剂，具有防水防油性能的全氟聚醚化合物溶液，通过喷涂的方式在加热元件1表面形成一层轻薄、透明的防水膜，肉眼无法识别，因此不会对外观和性能造成影响。
37.加热元件1与防水膜两部分用于解决铁路道岔中的加热融雪问题，应用时，通过硅橡胶加热板背后的胶层2将其固定在铁路道岔钢轨的轨腰处，并且硅橡胶加热板外形为长
方形，可有效贴合轨腰的接触面。
38.雨雪传感器6包括ip68防护壳9、机械内部结构、电路模块、表面的栅形电极及感应盘8，当雪片落在栅形电极10上时，雨雪传感器6通过感应盘8检测到下雪，再经过内置的智能微处理器将信号处理成开关量信号输出。信号传递到第一继电器4后，开启钢轨温度检测工作。
39.若环境的空气温度低于4℃(由轨温传感器检测钢轨表面温度而非周围环境温度。雨雪传感器用来感应下雪天气的，在雪花飘落时会触发，不能用来检测温度)，雨雪传感器6则智能启动加热将雪融化成水，再进行监测和信号输出。本实用新型中以第二继电器20作为开关，以达到自动启动装置开始工作的目的。雨雪传感器6设置在铁路线路两侧，装设时为保证雨雪传感器6监测的准确度，要把雨雪传感器6的安装角度调整为15
°
，以解决积雪检测与装置自动启动与关闭问题。
40.雨雪传感器6可以采用现有技术中的常规产品，其借助电加热融化雪为水再通过温度与湿度的感应探头，检测外界环境是否在降雪，检测到降雪后向第二继电器20发出信号，第二继电器20充当电路中的电源开关，在接收到雨雪传感器6发出的信号后开启电路，装置开始融雪工作。在降雪停止或积雪融化后传感器停止向第二继电器20发出信号，电路关闭装置停止工作。
41.轨温传感器5包括传感器单元12、温度显示器17、固定螺母18、测温棒19、保护外壳14，测温棒19通过固定螺母18与传感器单元12、温度显示器17固定连接，轨温传感器5通过信号接口16与外部连接。轨温传感器5通过金属固定器11固定于铁路道岔钢轨的底部，金属固定器11为具有弹性的u型结构，其底部从下至上依次设置有弹簧13、垫板15，垫板15上设置有轨温传感器5的保护外壳14，即轨温传感器5整体放置在垫板15上。金属固定器11的开口部设置有卡扣，该卡扣扣装在铁路道岔钢轨的底座上，并通过弹簧13的预设压紧力将轨温传感器5与铁路道岔钢轨的底座相互压紧贴合。轨温传感器5可采用现有技术中的常规产品。
42.继电器是一种电控制器件，其可采用现有技术中的常规产品，当输入量的变化达到规定要求时，进而接通整体电路的电器。通常应用于自动化的控制电路中，实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。在装置电路中起着自动开启、关闭电路的作用。
43.本实用新型一种道岔自动除雪装置工作时，通过雨雪传感器6对积雪进行监测，当传感器监测到有积雪产生时，传感器则发出信号至第一继电器4，第一继电器4作为电路的开关之一，在接收到传感器发出的信号后，则输出信号至轨温传感器5，装置开始进入轨温检测阶段，通过对钢轨温度的检测判断是否开始加热，如达到加热温度(4℃)则向第二继电器20输出信号，装置进入加热阶段，电流通过加热元件1中的电热丝，使加热元件1的温度快速上升，达到固定工作温度后维持加热，温度不再上升。
44.在积雪清除完毕且不再产生积雪后或钢轨温度达到(40℃)时，不再输出信号至第二继电器20，装置随即停止工作，加热元件1停止加热。
45.本实用新型采用硅橡胶加热板作为加热元件1进行融雪工作，具有柔性好、厚度薄、绝缘强度高、形状可定制、更换方便、耐高温的优点，非常适用于使用空间和重量都有限制的情况。本实用新型应用于铁路道岔位置的除雪工作，可实现除雪自动化，同时也避免了对道岔位置转换的影响，具有安装简便、结构简单、不与铁路电气系统产生影响、加热速度
快、除雪效率高等优点。本实用新型解决了冬季道岔发生霜冻和积雪，导致道岔转辙困难，尖轨尖端与基本轨不密贴的问题，降低了铁路工作人员的除雪难度。
技术特征：
1.一种道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，包括若干个雨雪传感器、若干个轨温传感器、若干个继电器、设置在铁路道岔钢轨的轨腰处的若干个加热元件，一个雨雪传感器、一个轨温传感器、两个继电器与一个加热元件相互连接来形成一个加热单元，一个加热单元来对应于铁路道岔的一个局部范围；通过雨雪传感器对周围环境的检测，判断铁路道岔之间是否存在积雪，向第一继电器输出信号传递至轨温传感器，轨温传感器对钢轨温度的检测，判断是否继续进行加热，进而向第二继电器输出信号，由继电器启动加热元件，开始加热除雪工作。2.如权利要求1所述的道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，所述雨雪传感器设置在平行的两个铁路道岔之间，所述轨温传感器设置在钢轨底部。3.如权利要求1所述的道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，所述铁路道岔上设置有若干个加热单元，其分别独立控制来对铁路道岔的一个局部范围进行加热除雪。4.如权利要求1所述的道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，所述加热元件为硅橡胶加热板，包括镍铬合金电热丝和硅橡胶高温绝缘层。5.如权利要求4所述的道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，所述硅橡胶高温绝缘层是由硅橡胶与玻璃纤维布复合而成的薄片状绝缘层。6.如权利要求4所述的道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，所述硅橡胶高温绝缘层的外表面设置有防水涂层。7.如权利要求1所述的道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，所述加热单元还包括胶层，通过胶层将其固定在铁路道岔钢轨的轨腰处。8.如权利要求1所述的道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，所述雨雪传感器包括防护壳、表面的栅形电极、感应盘。9.如权利要求1所述的道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，所述铁路道岔分成若干个连续的所述局部范围，一个局部范围与一个所述加热单元相对应。10.如权利要求1所述的道岔电加热自动融雪装置，其特征在于，所述轨温传感器包括传感器单元、温度显示器、固定螺母、测温棒、保护外壳，测温棒通过固定螺母与传感器单元、温度显示器固定连接，轨温传感器通过金属固定器固定于铁路道岔钢轨的底部，金属固定器为具有弹性的u型结构，其底部从下至上依次设置有弹簧、垫板，轨温传感器整体放置在垫板上；金属固定器的开口部设置有卡扣，该卡扣扣装在铁路道岔钢轨的底座上，并通过弹簧的预设压紧力将轨温传感器与铁路道岔钢轨的底座相互压紧贴合。
技术总结
本实用新型公开了一种道岔电加热自动融雪装置，包括若干个雨雪传感器、若干个轨温传感器、若干个继电器、设置在铁路道岔钢轨的轨腰处的若干个加热元件。一个雨雪传感器、一个轨温传感器、两个继电器与一个加热元件相互连接来构成一个加热单元，一个加热单元对应铁路道岔的一个局部范围；通过雨雪传感器对周围环境的检测，判断铁路道岔之间是否存在积雪，通过雨雪传感器对周围环境的检测，判断铁路道岔之间是否存在积雪，向第一继电器输出信号传递至轨温传感器，轨温传感器对钢轨温度的检测，判断是否继续进行加热，进而向第二继电器输出信号，由继电器启动加热元件，开始加热除雪工作。本实用新型能够自动快速融除道岔部位积雪，确保行车安全。确保行车安全。确保行车安全。
