具体实施方式

实施例1

本公开的一个典型实施例中，如图1、图12所示，给出一种铁路道床吸附装置。

针对目前铁路道床上铁磁性污物难以有效清理的问题，提供一种铁路道床吸附装置，进行铁磁性污物的拾取和收集，设置回转运动的输送带结合磁吸力穿透输送带的磁吸结构，将处于道床上的铁磁性污物吸附并沿输送带输送，掉落至收集箱内完成收集，解决质量、体积较大的铁磁性污物难以有效收集的问题。

上述的铁路道床吸附装置，如图1所示，主要包括车体和安装于车体底部的吸附结构，车体能够沿铁轨移动，带动吸附结构移动位置，对道床上的铁磁性污物进行依次吸附拾取、清理；吸附结构采用电磁吸附原理，对无砟轨道区域内轨打磨掉落的大块铁屑板结物吸附收集，其中，为了方便吸附和收集，吸附机构采用电磁铁配合永磁铁的方式，对于电磁铁部分控制进行吸附工作的启停。

如图12所示，吸附结构包括磁吸机构、收集箱和回转轨迹为平行四边形的输送带，输送带角位置均配合有回转辊；回转辊中至少一个作为驱动元件，带动输送带做回转运动。

磁吸机构工作面覆盖输送带内圈底面，能够将铁磁性物质吸附于输送带外圈，输送带底边两端的回转辊为磁性滚筒；收集箱能够承接输送带顶面掉落的铁磁性物质。

如图12所示，采用回转轨迹为平行四边形的输送带，输送带的至少一个角位置呈锐角，输送带沿顺时针方向转动，位于下方的输送带能够移动至左侧的倾斜节段，从而使得底部吸附后能够带动污物从底部转移到侧方的斜面位置，使得污物沿斜面输送至顶部，实现污物的连续拾取，并有效减少污物的掉落。

对应平行四边形底边的两端的回转辊为磁性滚筒，磁性滚筒与输送带内壁贴合，并产生穿透输送带的磁性吸附力，位于底部的铁磁性物质移动至磁性滚筒位置后，由磁性滚筒的吸附力承接磁吸机构所吸附在底面上的铁磁性物质，从而能够将其从底部转移到侧方的倾斜输送带节段上，避免了铁磁性物质在转角位置的掉落。

侧面为输送带的倾斜段，使得铁磁性物质能够在倾斜输送带的摩擦力作用下逐渐上升至顶面位置；优选的，也可以在此斜面位置布置第二组磁吸机构，并将顶面两端的回转辊也设置为磁性滚筒，便于铁磁性物质能够从斜面转移到顶面。

所述的磁性滚筒采用永磁滚筒。

磁吸机构的工作面能够产生磁吸力，磁吸力能够穿透输送带；磁吸元件的作用面能够覆盖输送带内圈底面位置，使其吸附力穿透输送带作用于道床，完成铁磁性物质的吸附。

为了避免输送带上铁磁性物质的掉落，在靠近磁性滚筒的位置采用永磁铁，在电磁铁失电时，仍能够维持吸附力，使其对输送带底面上铁磁性污物的吸附力能够延续，从而稳定移动到输送带的侧面位置，其他磁吸元件采用电磁铁，便于开启和关闭。

沿输送带回转方向上，所述输送带外圈连接有间隔布置挡板，收集箱包括顶部开口的收集腔，收集腔开口位于输送带顶面一端的下方。输送带整体在回转辊驱动下转动，输送带表面布置有挡板，推动所吸附的铁磁性物质随输送带的回转而转动，在所吸附的铁磁性物质到达收集箱位置后，失去磁吸力作用并受到重力作用掉落至收集箱内。

具体的，参见图1和图12，吸附结构通过支撑框架安装在车体上，输送带四个角位置分别配合有回转辊，输送带内圈布置有磁吸元件，在本实施例中，磁吸元件包括一个电磁铁和一个永磁铁，电磁铁作为主磁吸元件，永磁铁作为副磁吸元件。

对于永磁铁，一方面能够方便磁吸元件在输送带内圈的布置，避免大体积电磁铁与输送带的碰撞，另一方面，永磁铁能够延伸磁吸范围，使电磁铁的吸附力作用范围与磁性滚筒的作用范围相接。

当电磁吸附开始作业时，电磁铁通电后，具有磁性，将道床上的大型铁屑板结物吸附到输送带上，磁性滚筒驱动输送带回转，将大型铁屑板结物等铁磁性污物输送到收集箱上方，铁磁性污物失去磁性吸附后，依靠重力掉落到收集箱中，完成大型铁屑板结物等铁磁性污物的收集。

其中副磁吸元件具有永磁性，保证在输送带下方均具有磁性。输送带表面设有挡板，推动大型铁屑板结物等铁磁性污物随输送带回转而移动。

实施例2

本公开的另一个实施例中，如图1-图12所示，给出一种铁路道床清理系统，利用如实施例1中所述的铁路道床吸附装置。

铁路道床清理系统还包括水射流结构、吸污结构，均安装在车体上，其中，车体前端和后端分别设有水射流结构输出端，吸污结构入口位于车体底部且朝向道床，铁路道床吸附装置的吸附结构的输送带底面也位于车体底部，并朝向道床；所述吸污结构输入端、吸附结构底面位于两组水射流输出端之间；便于对道床表面进行冲洗、吸附、收集等过程。

如图1所示，铁路道床清理系统由动力车和作业车编组组成。

其中动力车为铁路道床清洗吸污车提供整车走行动力、作业动力源及辅助电源；动力车包括动力车车体1、动力转向架2、动力车司机室3、动力单元及电气控制模块6，其中车体是动力车的承载单元，上述部件均以焊接或螺栓连接的形式固定在车体上。动力转向架为整车走行执行单元，司机室内配有操作台，能够对整车进行走行及作业等操作控制。动力单元为两台柴油发电机组及电气附属装置，其中一台为主柴油发电机组4，一台为备用柴油发电机组5。主柴油发电机组作为走行动力源，备用柴油发电机组常用为作业动力源，紧急时也可作为走行动力源。电气附属装置对柴油发电机组电源进行“交-直-交”转换。

作业车为铁路道床清洗吸污车提供作业功能。作业车包括作业车车体7、作业车司机室、作业车转向架8、高压水射流系统11、真空吸污系统9及电磁吸附系统10。

其中车体为作业车的承载单元，上述部件均以焊接或螺栓连接的形式固定在车体上。司机室与动力车司机室一致，均配有操作台，两操作台均能控制整车行车及作业，互为互锁。

高压水射流系统包括水射流结构，所述水射流结构包括通过管路依次连接的水箱、水泵和水射流喷嘴，水射流喷嘴为水射流结构输出端并分为两组，一组沿垂直于铁轨方向依次布置，用于冲洗道床和铁轨，另一组朝向铁轨布置，用于冲击铁轨剥离污物。

具体的，利用高压水泵将水增压，通过管路输送，将高压水输送到固定水射流装置端部末端的喷嘴处，形成高压水射流打击道床表面，对道床表面污染物进行剥离及冲洗。

高压水射流功能主要由水罐12、高压水泵单元14、低压水泵单元13、高压水管路15及固定水射流装置16组成。水罐采用不锈钢材质，水罐为高压水射流系统提供水源,容积满足一个天窗点作业要求。水罐采用螺栓连接形式固定在车体上，水罐两侧均设有消防注水口17。水罐出水口与高压水泵单元、低压水泵单元的进水口采用法兰形式连接。高压水泵单元、低压水泵单元通过柱塞泵(或更优结构)将水罐中的水增压至高压，其中高压水泵单元产生高压力、小流量的高压水，低压水泵单元产生较高压力、较大流量高压水。高压水泵单元、低压水泵单元产生的高压水通过高压水管路输送至固定水射流装置，高压水管路采用不锈钢钢管组成。

固定水射流装置由固定支架、高压水射流冲洗装置和高压水射流剥离装置，固定支架承载高压水射流冲洗装置和高压水射流剥离装置，固定支架上部18与车体焊接连接，固定支架上部与固定支架下部19采用螺栓连接，方便检修。高压水射流冲洗装置由不锈钢管及管接头及高压喷嘴组成，高压水射流冲洗装置将高压喷嘴沿铁路道床宽度方向均匀排布。高压喷嘴与不锈钢管之间连接采用可调活接头，能够对高压喷嘴的喷射角度进行60°范围内调节。高压水射流剥离装置将高压喷嘴沿铁路道床宽度方向排布，主要集中在钢轨两侧。高压喷嘴与不锈钢管之间连接采用可调活接头，能够对高压喷嘴的喷射角度进行60°范围内调节。

如图2-图6所示，作业车通过消防注水口将外界水源注入到水罐中存储。到达作业区域后，由低压水泵单元和高压水泵单元加压，将水罐中水加至高压，通过高压水管路将高压水输送到固定水射流装置处，通过固定水射流装置的高压水射流剥离装置和高压水射流冲洗装置将高压水射流作用在道床表面，达到剥离及冲洗的作用。高压水管路设置有电磁阀,能够控制水管路的通断。

其中，如图2所示，当作业车沿A方向清洗吸污作业时，固定水射流装置12的高压水射流剥离装置20开启，高压水射流冲洗装置21关闭，开启剥离功能。同时，第一固定水射流装置16-1的高压水射流剥离装置20关闭，高压水射流冲洗装置21开启，开启冲洗功能。

相应的，当作业车沿B方向清洗吸污作业时，第一固定水射流装置16-1的高压水射流剥离装置20开启，高压水射流冲洗装置21关闭，开启剥离功能。同时，固定水射流装置16的高压水射流剥离装置20关闭，高压水射流冲洗装置21开启，开启冲洗功能。

如图7-图11所示，真空吸污系统包括吸污结构，主要由真空风机、真空过滤装置、储料仓装置、真空吸污管及毛刷滚刷装置组成。真空风机通过螺栓连接固定在车体上，真空风机为真空吸污功能提供动风量及负压。真空过滤装置为全密闭结构，空气由储料仓口进入真空过滤装置，过滤器过滤，由真空风机叶轮带动，排出到外部环境。

真空过滤器装置采用钢结构和组合式高效过滤器组成，高效过滤器能够过滤粒径≥0.5um，过滤效率≥99％，更优的，在满足过滤器进气量的基础上可选用过滤精度更高的过滤器。储料仓装置存放收集来的污染物及水。

储料仓装置由储料小车、过滤网、隔离栅组成。由毛刷滚刷装置吸附上的污染物及水进入到储料仓装置后，受自身重力，大块污染物及水落入储料仓中。

毛刷滚刷装置由中心毛刷滚刷及侧毛刷滚刷组成。液压马达驱动毛刷滚刷的起升，起升液压缸驱动毛刷滚刷转动。

中心毛刷由毛刷支架、起升液压缸、起升导向筒、滚刷装置、吸风风道和防护罩组成。毛刷支架由框架式钢结构组成，起到承载毛刷滚刷部件及与车体连接作用。中心毛刷两侧各设一个起升液压缸，起升液压缸带动整个中心毛刷装置升降。中心毛刷设置有两个滚刷装置，滚刷装置互为相反方向带动毛刷转动，将污染物抛向中心的吸风风道方向。滚刷装置由液压马达、轴箱、毛刷、滚动轴组成。

吸风风道设置在两个滚刷装置之间，是真空吸污装置的执行机构末端，主要由三个(更优的三个及以上)直径200mm的钢管及异形钢板(更优的可选用PVC等比重轻的材质)组成的风道。

防护罩采用透明PVC材质组成，形成半封闭的箱型结构，能有效提高吸风风道的吸污作用。

侧毛刷由支架、起升液压缸、起升导向筒、滚刷装置、吸风风道和防护罩组成。支架由框架式钢结构组成，起到承载毛刷滚刷部件及与车体连接作用。起升液压缸能够带动整个侧毛刷装置升降。侧毛刷滚刷装置由液压马达带动毛刷旋转，吸风风道设在毛刷两侧，由直径200mm的钢管及异形钢板(更优的可选用PVC等比重轻的材质)组成的风道。防护罩采用透明PVC材质组成，形成半封闭的箱型结构，能有效提高吸风风道的吸污作用。

如图4及图5所示,真空吸污功能主要由真空风机、真空过滤装置、储料仓装置、真空吸污管及毛刷滚刷装置组成。真空吸污功能开始作业时，中心毛刷滚刷25的中心液压马达37动作，通过轴箱38及带动中心毛刷39沿滚动轴40旋转。同时，中心起升液压缸33动作，将整个中心毛刷滚刷25沿中心起升导向筒32下降至作业状态即中心毛刷39与道床面接触，并存在一定压毛量。中心起升液压缸33液压杆具有长度可调功能，当作业一段时间后中心毛刷39与道床的压毛量低于作业范围值时，通过调节液压缸液压杆长度，从而调节压毛量，满足作业要求。其中，位于行驶方向前方的滚刷装置36逆时针旋转，位于行驶方向后方的滚刷装置36顺时针旋转，两者通过中心毛刷39对道床表面污染物进行滚刷，将道床污染物向34吸风风道处汇集。侧毛刷滚刷26的侧液压马达44动作，带动侧毛刷45旋转。同时，侧起升液压缸42动作，将整个侧毛刷滚刷26沿起升导向筒43下降至作业状态即侧毛刷45与道床面接触，并存在一定压毛量。侧起升液压缸42液压杆具有长度可调功能，当作业一段时间后侧毛刷45与道床的压毛量低于作业范围值时，通过调节液压缸液压杆长度，从而调节压毛量，满足作业要求。

道床污染物受到毛刷滚刷，以及负压稀相输送原理，通过真空吸污管27进入到储料仓装置24中，污染物受到隔离栅29的阻挡，以及自身重力影响，大粒径的污染物掉落至储料小车28内，再经过过滤网30的阻挡，小粒径的污染物掉落至储料仓装置24中。污染物进入真空过滤装置23中，通过高效真空过滤，将污染物阻挡在真空过滤装置内，符合环境标准的风通过真空风机22排放到大气中。

其中真空过滤装置23的过滤网采用回形结构布置，能够有限增大过滤面积。储料小车28在车辆两侧各一个，采用侧方卸料形式，储料小车28下方设有过滤孔，能够有效将吸收的水过滤到储料仓装置24中，大粒径污染物滞留在28.储料小车中。

其中中心毛刷滚25刷设置有3个直径200mm的吸风管，吸风管下方为整体式矩形吸风风道。中心毛刷滚刷外部设置防护罩35，防护罩起到防护滚刷装置36以及形成半封闭型环境，提升吸污效果。

其中侧毛刷滚26在车辆两侧各设置一个，侧毛刷滚设置有1个直径200mm的吸风管，吸风管分成两个吸风风道46，分别布置在毛刷45的两侧，满足作业车双向作业时均可吸污。

真空吸污系统利用负压稀相输送原理，通过风机产生风流及负压，并通过真空管道作用在毛刷滚刷装置末端，将高压水射流剥离及冲洗下的道床污染物进行吸附回收。同时，毛刷滚刷装置设置滚动毛刷，旋转滚动的毛刷将道床污染物扰动，产生动能，方便真空吸附。电磁吸附系统利用电磁吸附原理，对道床区域内钢轨打磨掉落的大块铁屑板结物吸附收集。电磁吸附型式采用自动卸铁式。

所述吸污结构包括毛刷机构和依次连通的吸污管、储料仓、过滤机构和风机，毛刷机构通过升降机构连接车体，毛刷机构外部罩有防护罩，吸污管连通防护罩，作为吸污结构输入端，用于吸取毛刷机构扫动的污物并输送至储料仓。

所述毛刷机构包括中心毛刷和侧毛刷，中心毛刷对应铁轨之间布置，侧毛刷对应铁轨外侧布置，中心毛刷和侧毛刷分别配合有防护罩。

电磁吸附系统包括吸附结构，采用如实施例1中的铁路道床吸附装置中的吸附结构即可。

整体清理系统采用水射流剥离、真空吸污和电磁吸附的作业过程，采用高压水及空气作为传输介质，能够有效清理道床污染物，另外高压水起到抑尘功能，避免了二次污染；一方面采用电磁吸附功能，对钢轨打磨后遗留的大块铁屑板结物进行吸附收集，另一方面采用真空抽吸道床污物，对其他非铁磁性的小体积污物进行清理。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。