阅读说明：本技术 一种适用于“t”型刚性接触网的除冰弓头 (Deicing bow suitable for T-shaped rigid contact net ) 是由 肖嵩 赖新安 孟举 叶智宗 童梦园 李玉航 魏文赋 吴广宁 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：一种适用于“T”型刚性接触受网除冰弓头,特征,该除冰弓头结构为；托板顶面设置有三块除冰金属刷,托板前、后固定有除冰刀,托板上铰接有一对以上滚筒,托板底面固定有两排,每排三个托板支架,每个支架下部活动插入弓头底座上的槽口中,并经支架上的孔活动套装在螺钉上,该螺钉旋接在托板支架上,每个支架两侧与弓头底座之间分别固定有一个弹簧。本发明能有效铲除接触网覆冰,具有受流稳定的优点。(A deicing bow suitable for a T-shaped rigid contact net is characterized in that the deicing bow has the structure as follows; the top surface of the supporting plate is provided with three deicing metal brushes, deicing cutters are fixed in front of and behind the supporting plate, more than one pair of rollers are hinged on the supporting plate, two rows of three supporting plate supports are fixed on the bottom surface of the supporting plate, the lower part of each supporting plate is movably inserted into a notch on the bow head base and movably sleeved on a screw through a hole on the supporting plate, the screw is screwed on the supporting plate supports, and a spring is respectively fixed between the two sides of each supporting plate and the bow head base. The ice-coating scraper can effectively remove ice-coating on the contact net and has the advantage of stable current collection.)

一种适用于“T”型刚性接触网的除冰弓头

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种适用于高寒地区及隧道的“T”型刚性接触网的除冰装置。

背景技术

接触网是电气化铁路所特有的，沿路轨架设的为电气列车提供电能的特殊供电线路，作为户外输电系统，它要经受一切自然条件的影响，既要经得起风吹、日晒、雨淋及覆冰等考验，也要经得起受电弓对接触网的冲击以及由此引起的振动及疲劳的考验。

架空式接触网分为刚性接触网和柔性接触网两类，刚性接触网相对于柔性接触网具有一定的优势，具有占空小，不需要设置下锚装置，具有零部件少，安全可靠等优点。在高寒、高海拔的山区修建铁路，受特殊地形环境的限制需要修建许多长隧道，采用刚性接触网的隧道能节省空间、洞径较小，可以大量节省挖凿隧道的成本。

现有的刚性接触网大多采用“工”字型汇流排夹持接触线，隧道内湿度较大且偶尔也会出现渗水现象，渗水易堆积在汇流排顶部，且该结构使渗水流向两侧及底部线夹处；如若隧道长期处于低温环境中，渗水结冰会包裹住整个汇流排和接触线，将严重影响受电弓取流，且覆冰较厚将难以除去。

目前，接触网除冰可分为人工除冰、大电流热力融冰、自然被动防冰等几种方式，但这几种除冰措施的效率极低；在法国运行速度小于200km/h的线路上，在受电弓前端安装过类似受电弓的除冰装置，但现有的除冰装置存在一些问题：(1)刚性接触网的覆冰情况更为严重，较厚的冰层难以去除，致使除冰不彻底而影响受流。(2)列车在高速行驶过程中，除冰装置与覆冰的刚性冲击容易损坏刚性接触网，同时使除冰装置产生严重形变，甚至与冰层脱离达不到除冰效果。(3)现有的除冰装置主要应用于柔性接触网，用于刚性接触网时容易造成除冰装置磨损过快，定期更换磨耗殆尽的除冰装置耗费大量人工成本。(4)除冰过程中剧烈的晃动易使除冰效果减半，缺少固定及导向装置。

因此，基于部分线路处于高寒地区、经过隧道之多的背景下，需要设计一种新型刚性接触网和配套使用的除冰装置来解决现有技术中刚性接触网易覆冰、无有效除冰措施等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种与刚性接触网的“T”型汇流排在纵向和横向均形成柔性接触，机械除冰效率高的适用于“T”型刚性接触网的除冰弓头。

本发明的目的是这样实现的：一种适用于“T”型刚性接触网的除冰弓头，“T”型刚性接触网由多个悬吊机构和汇流排以及接触线组成，其中，汇流排的横截面形状为由水平段和竖直段组成的“T”字形，该竖直段下部的剖口组成一对夹头，接触线经紧定螺栓、紧定螺母、夹固在汇流排的夹头上；悬吊机构为：槽钢两端分别固定有T型螺栓，两个T型螺栓顶部用作固定在隧道内壁上，绝缘子固定在槽钢底面，汇流排线夹经螺栓固定在绝缘子底部，汇流排的水平段两端分别经紧固螺栓夹固在汇流排线夹上；

用作安装在副弓托臂上的除冰弓头结构为：长方形的托板顶面凸起部等间隔固定有三块除冰金属刷，托板前、后宽边位置处分别固定有形状对称的除冰刀，除冰刀由一水平面与一个弧形面交接形成刃口，除冰刀的水平面与托板的顶面共面，托板上位于除冰金属刷两侧沿竖向设置有一对以上的导向滚筒，该设置方式为，滚筒主轴下部固联的方形绝缘块放置在托板上的方孔内，绝缘紧固螺钉的前部设置有螺纹，中后部为光滑杆部；紧固螺钉从托板长边侧面的开孔中插进并穿过绝缘块上的孔后，紧固螺钉前部旋接在托板的螺孔上，且套装在紧固螺钉上的压缩弹簧被压接在紧固螺钉的头部与绝缘块之间，与此同时，绝缘块经其上的孔活动套装在紧固螺钉的光滑杆部上，用作安装固定在副弓托臂上的弓头底座的形状为“H”字形，托板底面两侧沿其长边方向分别固定有两排、每排三个托板支架，每个托板支架下部按以下方式铰接在弓头底座上:托板支架下部活动地***弓头底座上的槽口内，螺钉伸入弓头底座槽口并活动地穿过托板支架上的孔后旋接在弓头底座侧面，托板支架左右两侧分别设置有弹性稳定装置：托板支架中部的一对耳板之间固定有一杆件，弓头底座上的另一对耳板之间固定有另一个杆件，弹簧固定在该两个杆件之间。

所述除冰金属刷为块方形的除冰金属刷；所述托板上相邻两个除冰金属刷之间的位置处开设有导冰孔；所述弓头底座上位于导冰孔正下方位置处对应设置有导冰板，导冰板倾斜固定在弓头底座上。

所述导向滚筒经两个轴承安装在滚筒主轴上，且滚筒主轴顶部有用作限位的环状凸缘，滚筒主轴上位于导向滚筒下方套装固定有限位环。

所述汇流排的水平段的顶面为外凸弧形面。

所述两个除冰刀分别经三根圆柱与托板连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是:

1、现有的技术中针对刚性接触网除冰的有效方法较少，且阻性丝加热除冰技术、人工除冰技术等存在许多问题，使得除冰效率不高。采用新式“T”型汇流排夹持接触线，汇流排顶部安装圆弧形的防冰罩，可使隧道壁的渗水从防冰罩的表面两侧滑落，避免汇流排积水结冰，且两侧不易覆冰，相较于传统的汇流排覆冰情况减缓许多，能避免悬吊装置超过承重负荷造成塌网事故；该除冰装置针对刚性接触网的结构设计，置于副弓上但不受流，在受电弓与刚性接触网接触前，除冰弓头完成除冰工作，使得受电弓能够稳定受流，显著降低了离线率，并减小了因触冰离线而产生的电弧对接触线和受电弓的烧蚀。

2、两侧的导向滚筒与新式“T”型汇流排两侧贴合，即在横向上使除冰刀通过导向滚筒与T型汇流排形成柔性(弹性)接触，显著降低了除冰装置在除冰过程中的剧烈晃动；弓头底部通过加装弹簧固定于托板，即在纵向上使除冰刀鱼T型汇流排形成柔性(弹性)接触，若汇流排两侧出现覆冰，弹簧装置可使导向滚筒更好的跟随汇流排两侧波动，避免与覆冰出现硬碰撞。

3、除冰板上设置三排并列的金属刷，且前后两端通过连接机构装有除冰刀，该复合式除冰结构能有效清除刚性接触网上较厚的冰层，解决了现有技术中除冰不彻底的问题。

4、托板通过支架固定在弓头底座上，每个支架都安装了两个自由度的弹簧减震装置，使得除冰刷和除冰刀能更好的与接触线上的覆冰接触，可以减少除冰时对刚性接触网的损害，也能避免除冰刷和除冰刀出现硬碰撞而损坏，达到柔性除冰的目的。

5、本专利设计出了防覆冰的“T”型截面的汇流排，顶部安装一个圆弧形的防冰罩，并且防冰罩的宽度大于底部线夹处，当隧道内出现渗水时，该设计有利于渗水落在汇流排顶部后能从防冰罩的表面两侧滑落，避免汇流排积水结冰；且该结构使得流经汇流排两侧及底部线夹处的水量显著减少，从而改善了刚性接触网易覆冰的情况。当机车驶过覆冰隧道时，副弓升起的除冰弓头设有复合式除冰结构，能有效解决除冰不彻底的问题；由于两侧的导向滚筒，显著降低了除冰装置在除冰过程中的剧烈晃动；支架安装了两个自由度的减震装置，使得除冰装置能有效贴合冰层，且避免硬碰撞而损坏刚性接触网，达到柔性除冰的效果。

本发明配套新式“T”型刚性接触网使用的除冰弓头具备良好的抗冲击能力、贴线除冰性能等，与现有的技术相比，具有显著的进步，对于地处高寒地区且所经隧道之多的高铁线路有很高的使用价值。

附图说明

图1为除冰弓头的立体图。

图2为除冰弓头的侧面图。

图3为带弹性装置的滚筒立体图。

图4为新式“T”型刚性接触网示意图。

图5为除冰弓头与新式“T”型刚性接触网接触立体图。

其中，附图标记对应的部件名称如下：

1—托板，2—除冰金属刷，3—(导向)滚筒主轴，4—导向滚筒，5—绝缘块(带孔)，6—环状凸缘，7—导冰孔，8—连接机构(即三根圆柱)，9—除冰刀，10—弹性稳定装置，11—螺钉，12—导冰板,13—弓头底座，14—紧固螺钉(绝缘材质)，15—螺钉(大)，16—托板支架，17—限位环，18—绝缘支柱(为紧固螺钉14的光滑杆部)，19—压缩弹簧，20—悬吊槽钢，21—支持绝缘子，22—汇流排线夹，23—T型螺栓，24—紧固螺钉，25—螺母，26—汇流排，27—(汇流排)固定螺栓，28—(汇流排)固定螺母，29—接触线。

具体实施方式

图5图1示出，一种适用高寒地区及隧道的“T”型刚性接触受流装置，由“T”型刚性接触网以及除冰弓头组成；“T”型刚性接触网由多个悬吊机构和汇流排26以及接触线29组成，其中，汇流排26的横截面形状为由水平段和竖直段组成的“T”字形，该竖直段下部的剖口组成一对夹头，接触线29经紧定螺栓27、紧定螺母28夹固在汇流排26的夹头上；悬吊机构为：槽钢20两端分别固定有T型螺栓23，两个T型螺栓23顶部用作固定在隧道内壁上，绝缘子21固定在槽钢20底面，汇流排线夹22经螺栓固定在绝缘子21底部，汇流排26的水平段两端分别经紧固螺栓24夹固在汇流排线夹20上；

除冰弓头结构为：长方形的托板1顶面凸起部等间隔固定有三块除冰金属刷2，托板1前、后宽边位置处分别固定有形状对称的除冰刀9，除冰刀9由一水平面与一个弧形面交接形成刃口，除冰刀的水平面与托板1的顶面共面，托板1上位于除冰金属刷2两侧沿竖向设置有一对以上的导向滚筒4，该设置方式为，滚筒主轴3下部固联的方形绝缘块5放置在托板1上的方孔内，绝缘紧固螺钉14的前部设置有螺纹，中后部为光滑杆部；紧固螺钉14从托板长边侧面的开孔中插进并穿过绝缘块5上的孔后，紧固螺钉14前部旋接在托板的螺孔上，且套装在紧固螺钉14上的压缩弹簧19被压接在紧固螺钉14的头部与绝缘块5之间，与此同时，绝缘块5经其上的孔活动套装在紧固螺钉14的光滑杆部上，用作安装固定在副弓托臂上的弓头底座13的形状为“H”字形，托板1底面两侧沿其长边方向分别固定有两排、每排三个托板支架16，每个托板支架16下部按以下方式铰接在弓头底座13上:托板支架16下部活动地***弓头底座13上的槽口内，螺钉15伸入弓头底座槽口并活动地穿过托板支架上的孔后旋接在弓头底座侧面，托板支架16左右两侧分别设置有弹性稳定装置：托板支架16中部的一对耳板之间固定有一杆件，弓头底座13上的另一对耳板之间固定有另一个杆件，弹簧固定在该两个杆件之间。汇流排线夹经四颗螺栓固定在绝缘子底部(参见图5)，汇流排的横截面由从左向右水平段、竖直向上段、从左向右水平段、竖直向下段以及从右向左水平段首尾衔接组成，托板支架为方柱状。

所述除冰金属刷2为3块方形的除冰金属刷；所述托板1上相邻两个除冰金属刷2之间的位置处开设有导冰孔7；所述弓头底座13上位于导冰孔7正下方位置处对应设置有导冰板12，导冰板12倾斜固定在弓头底座上。

所述导向滚筒4经两个轴承安装在滚筒主轴3上，且滚筒主轴3顶部有用作限位的环状凸缘6，滚筒主轴3上位于导向滚筒下方套装固定有限位环17。

所述汇流排26的水平段的顶面为外凸弧形面。

所述两个除冰刀9分别经三根圆柱与托板连接，以便从相邻圆柱之间的间隙处排出冰屑。

本适用于“T”型刚性接触网的新型除冰弓头，固定安装在副弓托臂上端，副弓底部装有绝缘子隔离电源，机车即将行驶至隧道时副弓升起，在受电弓与接触网接触前，除冰弓头完成除冰工作。包括新式“T”型汇流排26及接触悬挂装置，除冰金属刷2，固定除冰金属刷的托板1，除冰刀9通过连接机构8固定于托板前后两端，两侧呈对称分布的导向滚筒4，固定滚筒的紧固螺钉14，托板支架16，固定托板支架的弹性稳定装置10，固定弹性稳定装置的螺钉11，连接所有构件的弓头底座13。

本发明的工作方式是：将传统的“工”字型汇流排改成“T”型截面的防覆冰刚性接触网结构，并在顶部安装一个圆弧形的防冰罩，使隧道壁的漏水落在汇流排顶部后能从防冰罩的表面两侧滑落，避免汇流排积水结冰。新式“T”型汇流排26通过汇流排固定螺栓27、28施力夹持接触线29，经汇流排线夹22固定于支持绝缘子21，再通过悬吊槽钢20固定于隧道壁内。

机车经过覆冰汇流排时，通过连接机构8连接于托板1前后两端的除冰刀9进行除冰工作，将接触线29上覆盖的大冰块削除；托板1设有3排除冰金属刷2，将接触线29上残存的碎冰刷除，各除冰刷之间设有导冰孔7，用以将刮碎的冰排走，避免冰雪堆积加重副弓的承重。

托板1两侧的导向滚筒4通过一端设有环状凸缘6的滚筒主轴3限位，另一端通过滚筒主轴3上固定的限位环17限位；滚筒主轴3的另一端设有带孔的绝缘块5，带孔的绝缘块5固定于托板1上，其中绝缘块5通过其开孔活动地套装在一个绝缘支柱18上，且绝缘块5上方设有压缩弹簧19(导向滚筒能沿绝缘支柱18的轴向移动，以使导向滚筒与汇流排之间形成弹性接触)。除冰弓头通过隧道内的刚性接触网时，可用两侧的导向滚筒4夹持新式“T”型汇流排26，起到固定和导向的作用，避免除冰弓头削除厚冰时发生剧烈晃动；当滚筒与汇流排两侧滚动摩擦接触到部分覆冰时，底部的弹簧稳定装置可以通过自身的弹簧伸缩避免出现硬点，避免导向滚筒和汇流排碰撞，保证导向滚筒与汇流排两侧平顺的接触。

托板1与托板支架16相连，托板支架16用绝缘材料制成，有6个且呈对称分布，目的是固定托板1的位置和实现电气绝缘，弓头底座13左右两侧对称设有凹槽，用螺钉(大)15固定托板支架16的位置，且凹槽中留有一些裕量，托板支架16左右两侧对称装有弹性稳定装置10，用螺钉11连接于托板支架16和弓头底座13上；除冰过程中，为避免除冰刷和除冰刀9刮碎的落冰积累于弓头底座13，加重副弓的承重，本发明将弓头底座13设置成H型并设有倾斜的导冰板12，引导落冰往除冰弓头前后两侧滑落。当机车在高速运动的过程中，除冰弓头与接触线29产生离线的情况时有发生，会影响除冰弓头的除冰效果，进而影响受电弓的受流，弹性稳定装置10(弹簧螺旋)可以通过自身的伸缩使托板1摆动后具有回弹的能力，能保证除冰刷始终紧贴接触线29，同时可以减小除冰弓头与刚性接触网之间的硬碰撞，达到柔性除冰的效果。