电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统技术方案

本实用新型专利技术设计一种电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统，主要由绝缘子清洗罩(桑拿箱)，空气压缩机，高压空气分配管路，电加热管，气液混合管，液体注入器，电磁阀，控制器构成。当列车入库维护时，把清洗罩套在车顶绝缘子上，利用绝缘子清洗罩产生的正反方向高速旋转的高压热空气气流或高压热气雾气流，摩擦车顶绝缘子伞裙表面，干燥、浸泡、吹掉存留的污染物。由于本系统带有多个绝缘子清洗罩，可以对多个车顶绝缘子同时进行高压热清洗，因此能够提高清洗效率和质量，并减轻相关运行维护人员的劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统
本技术涉及普通电力机车和高速动车组在停车状态下车顶绝缘子的清洗和维护。
技术介绍
随着铁路运输系统电气化比例的不断增加，高速铁路里程的日益增长，环境污染和气候变化给铁路的安全运行带来了严峻的挑战。普通电力机车或高速动车组的车顶绝缘子污闪现象，是常见的电气化铁路弓网故障之一。这些事故不但直接导致各种相关设备的损坏，而且打乱了正常的铁路调度计划，造成了巨大的间接经济损失，严重影响乘客对铁路运输能力的信心。为了降低车顶绝缘子污闪故障的发生机率，铁路部门实施了严格的运行维护措施。但是，由于种种原因，目前实际广泛采用的主要措施，仍然仅限于当列车入库维护时，用水和清洁液进行人工清洗电力机车及高速动车组车顶绝缘子。不但相关运行维护人员的劳动强度比较大，而且清洗效率和质量难以提高。因此，进一步改进车顶绝缘子的清洁方法，是十分必要的。
技术实现思路
本技术设计一种新的电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统，主要由绝缘子清洗罩(桑拿箱)，空气压缩机，高压空气分配管路，电加热管，气液混合管，液体注入器，电磁阀，控制器，等等部件构成。一套电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统可以带多个绝缘子清洗罩，同时对多个车顶绝缘子进行清洗(见图6)。一台空气压缩机可以同时为多套电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统提供气源(见图4)。绝缘子清洗罩(桑拿箱)的基本结构是一个由可以开合的左右两部分组成的封闭圆柱体，上下两端留有出口(见图1A)。工作时，首先打开清洗罩，然后把清洗罩套在车顶绝缘子上，最后闭合清洗罩，车顶绝缘子被封闭在清洗罩内(见图2B)。车顶绝缘子清洗完毕，打开并取下清洗罩。注意，绝缘子清洗罩的顶部和底部都有中心孔，以便把车顶绝缘子的两头露在外边。绝缘子清洗罩的形状、大小、及高度，应该与每一个车顶绝缘子相匹配。绝缘子清洗罩(桑拿箱)的工作原理是，通过在清洗罩的内壁，设置多个(偶数个)对称分布的喷气条，每个喷气条喷出适当方向的气流。清洗过程中，只给一半间隔分布的喷气条同时输入高压热空气，另一半间隔分布的喷气条不工作(没有输入)，从而在车顶绝缘子伞裙表面产生正向(顺时针)高速旋转的高压热空气气流(见图3A)。然后，切换高压热空气输入，仅让另一半间隔分布的喷气条工作，以便在车顶绝缘子伞裙表面产生反向(逆时针)高速旋转的高压热空气气流(见图3B)。利用正反方向高速旋转的高压热空气气流，摩擦车顶绝缘子伞裙表面，吹掉存留的尘土、冰、雪、污秽等等，从而达到清洗车顶绝缘子的目的。由于本系统可以对多个车顶绝缘子同时进行高压热清洗，因此能够提高清洗效率和质量，并减轻相关运行维护人员的劳动强度。根据试验结果及实际需要，为了达到最佳的车顶绝缘子清洗效果，一个绝缘子清洗罩(桑拿箱)可以设计2x2，或3x2，或4x2，或5x2，或6x2个，或更多喷气条，并且，左右半部对称分布(见图2A)。喷气条可以与绝缘子清洗罩是一体化的浇铸结构；喷气条也可以是独立制造的部件，嵌入安装固定到绝缘子清洗罩的内壁上。喷气条的结构形状可以是圆柱形，或三棱形，或其它合适的形状。喷气条长度应该与绝缘子高度相匹配；喷气条上的喷气口可为多个圆孔，或多个方形孔，或多段长条孔，或单段长条孔(气刀)；喷气方向为正旋或反旋，喷气角度固定。空气压缩机可选普通的大型或中型工业空气压缩机，其输出的高压空气的压力和流量应该能够满足用户需求。一台空气压缩机可以同时为一列或多列电力机车或动车组的车顶绝缘子桑拿清洗系统提供气源。通过高压空气分配管路，室温(冷)高压空气被输送到各个列车的车顶绝缘子清洗现场(见图4)。对于车顶绝缘子容易清洗的情况，可以考虑采用简化的电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统，即电加热管方案(见图5)。电加热管可以提高流过的高压空气的温度。但是，没有加水和清洗剂装置。高压热空气进入绝缘子清洗罩，形成高速旋转的高压热空气气流，摩擦车顶绝缘子表面，同时对粘在表面上的污染物进行干燥处理，促使其脱落，以便达到适当的清洗效果。电加热管的输入功率可以进行分级调节，以便在各种环境温度下，产生所需温度的高压热空气。高压热空气分配头把高压热空气输出，分成几个均等的分支气流(见图5标记5)；通过高压柔性输气管把各个分支气流分别送到不同的绝缘子清洗罩(见图7标记4)。为了获得更好的清洗效果，电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统应该采用气液混合方案(见图6)。通过气液混合管可以注入冷水(洁净水，或自来水)，或清洗剂，或表面保护剂(憎水处理涂料，或耐磨处理涂料)，与流过的高压热空气混合，产生高压热气雾。高压热气雾进入绝缘子清洗罩，形成高速旋转的高压热气雾气流，摩擦车顶绝缘子表面，同时对粘在表面上的污染物进行浸泡处理，促使其脱落。气液混合方案的电加热管的输入功率也可以进行分级调节。电加热管应该位于气液混合管的前头(上游)，对高压空气先加热，再注入水或清洗剂，防止冬天高压空气管路内结冰。液体(水，或清洗剂，或保护剂)注入器的结构及工作过程，可以借鉴活塞发动机喷油嘴的工作原理。但是，液体注入器可能需要在比较大的压力下工作。液体注入器可以采用电驱动方案(见图9)，电动推杆器通过活塞推杆，推动液体活塞，给液体注入器箱体内的液体加压。液体注入器也可以采用高压空气驱动方案(见图10)，打开推送电磁阀，高压空气输入进入到气动推杆器箱体的高压空气腔室，推动气动活塞；通过活塞推杆，进而推动液体活塞，给液体注入器箱体内的液体加压。在注入液体的过程中，高压热空气同时流过气液混合管。为了防止气液混合管内的高压空气，通过冷水输入管(或清洗剂输入管)倒灌入冷水注入器(或清洗剂注入器)；注入过程应该首先给注入器的活塞加上压力(见图9标记7或图10标记7)；然后，打开冷水开关(或清洗剂开关)(见图6标记9或标记11)；等到注入器内的液体全部进入气液混合管(通过注入器的活塞推杆上的行程开关，可以判断活塞已经到头)；再关闭冷水开关(或清洗剂开关)；最后，释放注入器活塞上的压力，在恢复弹簧的作用下，活塞克服真空吸力，回到原位；液体在重力作用下，又一次充满注入器。绝缘子清洗罩工作状态(正旋，反旋，关闭)的控制方式，根据实际需要可以采用多点切换方式(分散控制方式)或单点切换方式(集中控制方式)。在多点切换方式下，每个绝缘子清洗罩的工作状态，通过独立的电磁阀实现单独控制(见图7)。在单点切换方式下，采用一个电磁阀，统一控制多个绝缘子清洗罩的工作状态(见图8)。附图说明图1A绝缘子清洗罩(桑拿箱)的外部结构示意图。图1A中：1-清洗罩的右半部壳体；2-清洗罩的左半部壳体；3-清洗罩的左右半部连接铰链；4-清洗罩的左右半部开合卡扣；5-清洗罩的右半部正旋(顺时针)进气管；6-清洗罩的右半部反旋(逆时针)进气管；7-清洗罩的左半部正旋(顺时针)进气管；8-清洗罩的左半部反旋(逆时针)进气管；9-清洗罩的上排气管(接污物收集器)；10-清洗罩的下排气管(接污物收集器)；11-清洗罩的顶部中心孔。图1B绝缘子清洗罩(桑拿箱)的工作气流示意图。图1B中：12-清洗罩的右半部正旋(顺时针)进气；13-清洗罩的右半部反旋(逆时针)进气；14-清洗罩的左半部正旋(顺时针)进气；15-清洗罩的左半部反旋(逆时针)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统，包括绝缘子清洗罩，空气压缩机，高压空气分配管路，电加热管，气液混合管，液体注入器，电磁阀，控制器，其特征在于：绝缘子清洗罩是一个由左右两部分用铰链连接组合而成的开合式封闭圆柱体，上下两端留有废气物排出口；绝缘子清洗罩的具体结构形状及高度，与对应的车顶绝缘子类型相匹配；绝缘子清洗罩的顶部和底部都有中心孔，把车顶绝缘子的两头露在外边；绝缘子清洗罩的内壁有偶数个对称分布的喷气条，每个喷气条喷出固定方向的气流，一半间隔分布的喷气条为正旋喷气条，另一半间隔分布的喷气条为反旋喷气条；清洗罩的左右两部分都有正旋和反旋两个配气管和相应的输入接口，正旋配气管连接正旋喷气条，反旋配气管连接反旋喷气条；所述清洗系统采用气液混合方案，电加热管与气液混合管连接，注入的冷水、或清洗剂、或表面保护剂，与流过的高压热空气混合而产生高压热气雾；高压热空气分配头连接到气液混合管的输出端，把高压热气雾分成多路均等的高压热气雾分支气流；多条高压柔性输气管连接到高压热空气分配头的输出口，把各个高压热气雾分支气流分别送到不同的绝缘子清洗罩；所述清洗系统工作时，车顶绝缘子的主体被封闭在清洗罩内；控制器按照设定的操作流程，给清洗罩的左右半部正旋配气管同时输入高压热空气，所有的正旋喷气条同时喷出正旋气流；控制器按照设定的操作流程，驱动电磁阀切换供气通道，给清洗罩的左右半部反旋配气管同时输入高压热空气，所有的反旋喷气条同时喷出反旋气流；通过清洗罩交替产生的正反方向高速旋转的高压热空气气流或高压热气雾气流，对车顶绝缘子伞裙表面进行干燥、或浸泡、或摩擦处理，达到吹掉其上残留污染物的目的。...

【技术特征摘要】
1.一种电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统，包括绝缘子清洗罩，空气压缩机，高压空气分配管路，电加热管，气液混合管，液体注入器，电磁阀，控制器，其特征在于：绝缘子清洗罩是一个由左右两部分用铰链连接组合而成的开合式封闭圆柱体，上下两端留有废气物排出口；绝缘子清洗罩的具体结构形状及高度，与对应的车顶绝缘子类型相匹配；绝缘子清洗罩的顶部和底部都有中心孔，把车顶绝缘子的两头露在外边；绝缘子清洗罩的内壁有偶数个对称分布的喷气条，每个喷气条喷出固定方向的气流，一半间隔分布的喷气条为正旋喷气条，另一半间隔分布的喷气条为反旋喷气条；清洗罩的左右两部分都有正旋和反旋两个配气管和相应的输入接口，正旋配气管连接正旋喷气条，反旋配气管连接反旋喷气条；所述清洗系统采用气液混合方案，电加热管与气液混合管连接，注入的冷水、或清洗剂、或表面保护剂，与流过的高压热空气混合而产生高压热气雾；高压热空气分配头连接到气液混合管的输出端，把高压热气雾分成多路均等的高压热气雾分支气流；多条高压柔性输气管连接到高压热空气分配头的输出口，把各个高压热气雾分支气流分别送到不同的绝缘子清洗罩；所述清洗系统工作时，车顶绝缘子的主体被封闭在清洗罩内；控制器按照设定的操作流程，给清洗罩的左右半部正旋配气管同时输入高压热空气，所有的正旋喷气条同时喷出正旋气流；控制器按照设定的操作流程，驱动电磁阀切换供气通道，给清洗罩的左右半部反旋配气管同时输入高压热空气，所有的反旋喷气条同时喷出反旋气流；通过清洗罩交替产生的正反方向高速旋转的高压热空气气流或高压热气雾气流，对车顶绝缘子伞裙表面进行干燥、或浸泡、或摩擦处理，达到吹掉其上残留污染物的目的。2.根据权利要求1所述的一种电力机车及动车组车顶绝缘子桑拿清洗系统，其特征在于：喷气条与绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：马东升，
申请(专利权)人：马东升，
类型：新型
国别省市：北京,11