阅读说明：本技术 一种自流式道床洒水系统 (Self-flowing type ballast bed sprinkling system ) 是由 刘兵 袁亮 杨鸣 郦高亮 刘灿 龙建国 李冬 彭燎 张显锋 吴鸿飞 杨诗卫 张 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自流式道床洒水系统,包括车体呈框架式结构且不设地板的铁路平车,以及装配在所述铁路平车上并配备有洒水装置的罐式集装箱。所述洒水装置包括喷洒装置和用于将所述喷洒装置连接至所述罐式集装箱的管道连接结构,所述管道连接结构贯穿于所述车体上的空隙并将所述喷洒装置吊挂于所述罐式集装箱下方。所述喷洒装置包括近程喷洒装置和远程喷洒装置,且此二者分别喷出的射流在受喷面上具有交叉的覆盖范围。本发明能够有效解决现有洒水作业过程中运水量小等问题,而且采用近程和远程两种喷头,使得洒水流量大且均匀,节约能源,可显著提升道床洒水效率。(The invention discloses a self-flowing type ballast bed sprinkling system which comprises a railway flat car and a tank container, wherein the railway flat car is in a frame structure, a floor is not arranged on the railway flat car, and the tank container is assembled on the railway flat car and is provided with a sprinkling device. The sprinkler includes sprinkler and a pipe connection structure for connecting the sprinkler to the tank container, the pipe connection structure runs through a gap on the vehicle body and hangs the sprinkler under the tank container. The spraying device comprises a short-distance spraying device and a long-distance spraying device, and the spraying streams sprayed by the short-distance spraying device and the long-distance spraying device respectively have crossed coverage areas on the sprayed surface. The invention can effectively solve the problems of small water delivery amount and the like in the existing watering operation process, and adopts two types of short-range and long-range spray heads, so that the watering flow is large and uniform, the energy is saved, and the watering efficiency of the ballast bed can be obviously improved.)

一种自流式道床洒水系统

技术领域

本发明涉及铁路工务技术领域，尤其涉及一种自流式道床洒水系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，而不必然地构成在先技术。

铁路是我国交通运输体系的大动脉。为保证铁路安全畅通，需要定期开展铁道线路养护工务作业。铁路养护，主要有铁路线路养护和铁路建筑物养护两个方面。铁路线路养护是对路基、轨道等进行的维修和保养作业；铁路建筑物养护是对铁路桥梁、隧道和房屋建筑物等进行的维护和保养作业。在隧道内清筛道床的道砟时会扬起严重粉尘，遮挡视线，恶化作业环境，需在清筛作业前向道床洒水，以减少、抑制清筛作业时的粉尘，改善作业环境，保障清筛作业正常进行。

此外，为了不影响线路正常运营，洒水作业时间应尽可能短。线路养护工务人员可以采用平车+水罐的简易洒水装置。然而，这种方式存在运水量小、需多次加水、作业时间长、不便于调节洒水量等缺点；而且，水罐外形圆滑，在车辆上装载加固难度大，加固不良时具备安全隐患。

发明内容

本发明针对上述存在的问题，提供一种自流式道床洒水系统，采用铁路平车作为载运平台和行走单元集装化地储运水，能够有效解决现有洒水作业过程中运水量小等问题。而且，通过模块化地设置洒水装置，还使得自流式道床洒水系统具有运用灵活、检修维护方便等特点。

本发明公开了一种自流式道床洒水系统，其特征在于：

包括车体呈框架式结构且不设地板的铁路平车，以及装配在所述铁路平车上并配备有洒水装置的罐式集装箱；

所述洒水装置包括喷洒装置和用于将所述喷洒装置连接至所述罐式集装箱的管道连接结构，所述管道连接结构贯穿于所述车体上的空隙并将所述喷洒装置吊挂于所述罐式集装箱下方；

所述喷洒装置包括具有扇形扁口喷头的近程喷洒装置和远程喷洒装置，分别喷出的射流在受喷面上具有交叉的覆盖范围。

进一步地，所述自流式道床洒水系统还包括用于控制洒水流量的控制器和所所述控制器电连接的电源装置，所述控制器与依次连接在所述管道连接结构上的流量计和电动阀电通信连接。

进一步地，所述罐式集装箱包括集装箱架及水平承托在所述集装箱架内的罐体，所述流量计和电动阀设于所述集装箱架与所述罐体间的空隙内。

进一步地，所述集装箱架的组件包括箱角件和型钢，通过铁路平车上的锁闭装置固定在所述铁路平车上。

进一步地，所述罐体的顶部引入有进水管，所述进水管上设有过滤器且在进水端连接有内扣式消防接口；所述罐体连接有液位计，且其顶部设有人孔装置和呼吸式安全阀，底部设有带截止阀的排水管，外侧设有爬梯。

进一步地，所述近程喷洒装置至少设有一套，所述远程喷洒装置至少设有两套；

当所述近程喷洒装置设有一套，并设有两套所述远程喷洒装置时，两套所述远程喷洒装置喷出的射流位于所述近程喷洒装置喷出的射流的两侧；

当所述近程喷洒装置设有两套，并分别对应地设有两套所述远程喷洒装置时，两套所述远程喷洒装置喷出的射流位于相对应的所述近程喷洒装置喷出的射流的外侧，且两套近程喷洒装置喷出的射流在受喷面上具有交叉的覆盖范围。

进一步地，所述近程喷洒装置和远程喷洒装置均分别包括两端各连接有所述扇形扁口喷头的三通管，所述三通管的另一端作为进水端与所述管道连接结构相连。

进一步地，所述近程喷洒装置喷出的射流的喷射角为70°～90°，所述近程喷洒装置喷出的射流的喷射角为30°～70°。

进一步地，所述近程喷洒装置的扇形扁口喷头的扇面与所述铁路平车的纵向中轴线平行或接***行，所述远程喷洒装置的扇形扁口喷头的扇面与所述铁路平车的纵向中轴线垂直或接近垂直。

进一步地，所述近程喷洒装置和远程喷洒装置喷出的射流均具有在受喷面上连续的覆盖范围。

进一步地，所述三通管的进水端的通径面积不小于其另两端的通径面积之和。

进一步地，所述近程喷洒装置和远程喷洒装置喷出的射流均具有在受喷面上连续的覆盖范围。

进一步地，所述近程喷洒装置喷出的射流在道床横向断面上较近位置具有覆盖范围，所述远程喷洒装置喷出的射流在道床横向断面上较远位置具有覆盖范围。上述“近”与“远”是相对而言的，且是相对于道床纵向中轴线穿过道床横向断面的位置而言。

进一步地，所述扇形扁口喷头的射流在扇面内的扩散角为70°～120°，垂直于扇面的扩散角为10°～30°。

通过综合采用上述技术方案，本发明能够取得如下有益效果：

1、采用铁路平车作为载运平台和行走单元，车辆技术成熟、运行速度较快、承载能力大。

2、采用集装化储运水技术，载水量大；例如，洒水系统搭载1个20ft罐式集装箱时可提供约22m³水，搭载3个20ft罐式集装箱时可提供约66m³水。

3、采用电力驱动的流量控制装置调节洒水流量，自动化程度高，流量控制准确、方便。

4、每个罐体配备四套自流式洒水装置，采用近程和远程两种喷头，洒水流量大且均匀，节约能源，可显著提升道床洒水效率。

5、洒水装置布置在铁路平车车体空隙处，不影响铁路平车的连挂性能，可编挂在列车中任何位置，使用方便。

6、洒水系统采用成熟的铁路平车与罐式集装箱组合而成，标准化、模块化程度高，运用灵活，检修、维护方便。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是一些实施例中自流式道床洒水系统的整体结构示意图；

图2是图1中A-A处的剖面示意图；

图3是图1中B-B处的剖面示意图；

图4是一些实施例中自流式道床洒水系统的管路原理图；

图5是一些实施例中自流式道床洒水系统的流量控制原理图；

图6是一些实施例中单辆铁路平车搭载一个罐式集装箱的自流式道床洒水系统的整体结构示意图；

图7是一些实施例中单辆铁路平车搭载三个罐式集装箱的自流式道床洒水系统的整体结构示意图。

附图标记说明：

1-铁路平车，2-罐式集装箱，21-罐体，211-消防接口，212-进水管，213-过滤器，214-人孔装置，215-安全阀，216-爬梯，217-截止阀，218-排水管,219-液位计，22-集装箱架，221-锁闭装置，31-蓄电池，32-控制器，33-供水管I，34-流量计传感器，35-供水管II，36-电动球阀，37-供水管III，371-正三通管，372-供水管IV 372，38-扇形扁口喷头。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

在本发明的附图中，需要理解的是，不具有相互替代性的不同技术特征显示在同一附图，仅是为了便于简化附图说明及减少附图数量，而不是指示或暗示参照所述附图进行描述的实施例包含所述附图中的所有技术特征，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

参见图1～7，本发明涉及一种自流式道床洒水系统，包括铁路平车1、罐式集装箱2和洒水装置。铁路平车1的车体呈框架式结构，而且不设地板。将铁路平车1的长度方向定义为纵向方向，将铁路平车的宽度方向定义为横向方向。罐式集装箱2装配在铁路平车1上，并配备有洒水装置。采用罐式集装箱2储运水，可根据洒水量大小，灵活地选择在铁路平车1上搭载若干罐式集装箱2，具有扩展性好的优点。例如，在一辆铁路平车1上同时搭载一个或两个或三个罐式集装箱2。该洒水系统以铁路平车1为载运平台和行走单元，在一些实施例中，采用的是铁路集装箱平车，其结构件少、没有地板、自重轻，在同等轴重下，车辆的承载能力大，能储运更多的水。

在一些实施例中，罐式集装箱2包括集装箱架22和罐体21，罐体21水平承托在集装箱架22内，且呈圆柱形。在至少一个实施例中，集装箱架22的组件包括箱角件和型钢，通过铁路平车1上的锁闭装置221固定在铁路集装箱平车上。铁路集装箱平车有坚固的集装箱锁具，能安全可靠地载运罐式集装箱2。

在一些实施例中，罐式集装箱2的罐体21的顶部引入有进水管212，底部设有排水管218。罐体21装卸采用上装下卸的方式，进水管212和排水管218采用不同的管道。进水管212的进水端连接有内扣式消防接口211，方便连接消防水带，从铁路附近的消火栓向罐体21内注水。进水管212上设有过滤器213，滤除水中杂质，避免堵塞喷洒装置。排水管218用于排放罐内污水，并带有截止阀217。在至少一个实施例中，罐体21侧面靠近后端，设有爬梯216，方便人员攀登至罐体21顶部进行操作。在至少一个实施例中，罐体21连接有液位计219，用于观察罐内水位。在至少一个实施例中，罐体21顶部设有人孔装置214，直径不低于500mm，供人员出入罐体21。在至少一个实施例中，罐体21顶部还设有呼吸式安全阀215，用于在罐内水位变化时，补充或排出空气，平衡罐内压力，防止罐体21损伤。

在一些实施例中，洒水装置包括管道连接结构和喷洒装置。管道连接结构用于将喷洒装置连接至罐式集装箱2，其贯穿于车体上的空隙并将喷洒装置吊挂于罐式集装箱2下方。喷洒装置的位置较低，可利用罐式集装箱2内液面与喷洒装置之间的高度落差产生的势能，在喷洒装置处形成较大的出水压力，在不使用外来动力的情况下，实现自流式喷射洒水。在至少一个实施例中，管道连接结构上依次连接有流量计和电动阀，流量计和电动阀设于集装箱架22与罐体21间的空隙内。在集装箱架22的空隙及车体框架的空隙处布置洒水装置，可使洒水系统结构更紧凑。

在一些实施例中，喷洒装置包括近程喷洒装置和远程喷洒装置。远程喷洒装置喷出的射流的喷射角小于近程喷洒装置喷出的射流的喷射角。近程喷洒装置喷出的射流的喷射角为70°～90°，负责向道床中部洒水。近程喷洒装置喷出的射流的喷射角为30°～70°，负责向道床边缘洒水。定义喷射角是指射流轴线与受喷面间的夹角。

在一些实施例中，近程喷洒装置和远程喷洒装置的末端均设有两个扇形扁口喷头，分别喷出的射流在受喷面上具有交叉的覆盖范围。在至少一个实施例中，近程喷洒装置的扇形扁口喷头的扇面与铁路平车的纵向中轴线平行或接***行，远程喷洒装置的扇形扁口喷头的扇面与铁路平车的纵向中轴线垂直或接近垂直。

在一些实施例中，扇形扁口喷头的射流在扇面内的扩散角为70°～120°，垂直于扇面的扩散角为10°～30°。定义扩散角是指垂直于射流轴线的剖面上射流两边界线的夹角。由于喷头为扇形扁口结构，射流并非严格意义上的圆锥形，故而存在扇面内的扩散角和垂直于扇面的扩散角。

近程喷洒装置至少设有一套，远程喷洒装置至少设有两套。在一些实施例中，近程喷洒装置设有一套，并设有两套远程喷洒装置，两套远程喷洒装置喷出的射流位于近程喷洒装置喷出的射流的两侧。在另一些实施例中，近程喷洒装置设有两套，并分别对应地设有两套远程喷洒装置，两套远程喷洒装置喷出的射流位于相对应的近程喷洒装置喷出的射流的外侧，且两套近程喷洒装置喷出的射流在受喷面上也具有交叉的覆盖范围，从而使近程喷洒装置和远程喷洒装置具有在受喷面上连续的覆盖范围。

在一些实施例中，近程喷洒装置和远程喷洒装置均分别包括两端各连接有一个扇形扁口喷头38的三通管，三通管的另一端作为进水端与管道连接结构相连。在至少一个实施例中，近程喷洒装置和远程喷洒装置喷出的射流均具有在受喷面上连续的覆盖范围。在至少一个实施例中，三通管的进水端的通径面积不小于其另两端的通径面积之和，如此可使水流自三通管的进水端进入，分流到三通管的另外两端后水压不会衰减。

在一些实施例中，自流式道床洒水系统还包括控制器32和电源装置。控制器32用于控制洒水流量，控制器32与电源装置电连接，电源装置是蓄电池31等可移动式电源。控制器32与流量计和电动阀电通信连接，以控制洒水流量。

现结合附图提供至少一个示例性实施例，附图中提供的示例性实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，仅仅表示本发明中提供的示例性实施例而已。

示例性实施例1

参见图1～7，本示例性实施例具体涉及一种自流式道床洒水系统，包括铁路集装箱平车、罐式集装箱2、洒水装置和控制器32。以一辆车体为框架式结构的铁路集装箱平车为载运平台和行走单元，在该铁路集装箱平车上搭载两个罐式集装箱2。洒水装置包括管道连接结构和喷洒装置。管道连接结构包括直管或弯管，管与管之间通过法兰、螺栓、螺母等紧固件连接。管道连接结构穿过铁路集装箱平车车体上的空隙，将喷洒装置吊挂在罐式集装箱2的下方。

罐式集装箱2放置在铁路集装箱平车上，包括集装箱架22和罐体21。罐体21呈圆柱形，水平承托在由标准的集装箱角件、型钢焊接成的长方形集装箱架22内。罐体21配备有人孔装置214、呼吸式安全阀215、液位计219和爬梯216。在两个罐体21上相对的一端(即一个罐体21的前端和另一个罐体21的后端)上各设置一根进水管212，进水管212还配备有过滤器213。在两个罐体21的底部分别设置排水管218，且配备有截止阀217。每个罐体21沿铁轨两侧对称地设置洒水装置，两侧各配备有两套洒水装置。

洒水装置的管道连接结构包括依次通过法兰、螺栓、螺母等紧固件连接的供水管I33、供水管II 35和供水管III 37。供水管I 33自罐体21底部引出，供水管I 33和供水管II35之间连接有法兰式流量计传感器34，供水管II 35和供水管III 37之间连接有法兰式电动阀36。洒水装置的喷洒装置包括正三通管371，正三通管371的进水端与供水管III 37连接形成倒T形，另外两端各连接一段供水管IV 372，两个供水管IV 372的另一端各自连接有喷头。水平分布的供水管I 33、流量计传感器34、供水管II 35和电动球阀36设在罐体21的侧面、罐体21与集装箱架22的空隙处，供水管III 37呈L形，其下端竖直，即向下贯穿车体的空隙，以用于与正三通管371的进水端连接。供水管III 37的通径面积是供水管IV 372通径面积的两倍以上，使得供水管III 37内的水分流到两根供水管IV 372后压力不会衰减。而且，利用正三通管371和供水管IV 372将两个喷头沿道床横截面方向分开布置，能够将水流分散开，实现均匀洒水。

单侧的两套喷洒装置中，一套的喷洒装置为近程喷洒装置，另一套的喷洒装置为远程喷洒装置，能够使水流从多个角度覆盖整个道床横断面。而且，通过增加洒水装置的数量，还可成倍提高洒水系统洒水总流量，用较小通径的管道实现大流量洒水，显著缩短洒水作业时间的同时，避免因喷头出水量过大而冲坏道床。

在道床的横向断面内，近程喷洒装置的扇形扁口喷头38负责向道床中部洒水，远程喷洒装置的扇形扁口喷头38具有更小的喷射角，负责向道床边缘洒水。扇形扁口喷头38的位置显著低于罐体21，罐体21液面与喷头间有较大的高度落差，利用水的势能使喷头处具有较大的出水压力，相对于供水管更窄的喷水口也可将水流束窄形成具有足够射程的喷射水流，实现自流式洒水，节省能源。

该洒水系统采用电力驱动，由控制器32控制调节洒水流量，具体的控制调节过程为：采用控制器32预先设定洒水流量，用流量计传感器34把检测的实际水流量转换成电信号，通过信号线321传递给控制器32，由控制器32比较实际流量与预设流量的差值，然后发出对应的控制信号驱动电动球阀36，调节水流量至设定值，使洒水流量准确且可调。蓄电池31设在罐体21的侧面、罐体21与集装箱架22的空隙处，通过电源线311给流量计传感器34、电动球阀36和控制器32提供电力，在车辆运行过程中能持续控制洒水流量。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。