液气自循环式钢轨降温装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液气自循环式钢轨降温装置，其特征在于所述降温装置包括集热器和冷凝器，所述集热器内储存有沸点低于钢轨温度峰值的导热液体，所述冷凝器包括储热层以及回流容器，所述集热器和所述冷凝器之间通过联接导管连接以构成液气循环回路。本发明专利技术的优点是：利用液气转化过程中吸热的特性，通过装置将钢轨的部分热量吸收并存储起来，并在低温时段将存储的热量向外界释放，从而减少高温时段的钢轨内部温度应力的积累；而且装置结构设计科学合理，可实现吸热‑放热‑吸热的液气自循环。

【技术实现步骤摘要】
液气自循环式钢轨降温装置
本专利技术涉及铁路养护装置
，具体涉及一种液气自循环式钢轨降温装置。
技术介绍
目前，包括铁路钢轨在内的许多铁路设施都是钢材料，当外界温度升高时钢材料容易产生温度应力的过量累积，特别是夏季高温时期，铁路设施进入胀轨跑道高发期，无缝铁路升温较大时，钢轨内部积存巨大的温度应力，很有可能导致轨道位移变形，特别是当有列车经过时，车轮与轨道的摩擦使得温度上升更为明显，这严重影响了行车安全。但现在并未有较好的办法解决这一技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种液气自循环式钢轨降温装置，该降温装置包括集热器和冷凝器，通过集热器采集钢轨上的热量使其中的液体蒸发为气体，然后经过冷凝器冷却后再次至集热器，从而实现对钢轨的降温。本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种液气自循环式钢轨降温装置，其特征在于所述降温装置包括集热器和冷凝器，所述集热器内储存有沸点低于钢轨温度峰值的导热液体，所述冷凝器包括储热材料填充层、螺旋冷凝管以及回流容器，所述集热器和所述冷凝器之间通过联接导管连接以构成液气自循环回路。所述储热材料填充层内填充有储热材料，所述螺旋冷凝管与所述回流容器相连设置在所述储热材料填充层内，所述回流容器旁设置有电控通风叶片。所述储热材料为相变冰晶沙材料。所述联接导管包括导气管和导液管，所述导气管的一端与所述集热器的导气管接口连接、另一端与所述螺旋冷凝管的集气口连接，所述螺旋冷凝管的输出端与所述回流容器的输入端连接，所述导液管的一端与所述集热器的导液管接口连接、另一端与所述回流容器的分液口连接。所述导气管内设置有气流单向阀，所述气流单向阀两侧设置有抽气橡胶塞口，所述导气管外表面涂覆有隔热涂层。所述导液管内设置有橡胶止回阀，所述导液管外表面涂覆有隔热涂层。所述集热器通过粘接材料或磁吸材料贴合于钢轨的轨腰处。所述集热器与所述轨腰的贴合面上设置有导热层。所述集热器与所述轨腰的非贴合面上涂覆有隔热涂层。所述回流容器内存储有与所述集热器内液面高度相同的所述导热液体，所述导热液体为95%的乙醇溶液。本专利技术的优点是：（1）通过利用液气转化过程中吸热的特性，通过集热器将钢轨的部分热量吸收并存储起来，并在低温时段将存储的热量向外界释放，从而减少高温时段的钢轨内部温度应力的积累；（2）装置结构设计科学合理，可实现吸热-放热-吸热的液气自循环。附图说明图1为本专利技术中液气自循环式钢轨降温装置的结构示意图。图2为本专利技术中集热器的剖面结构示意图。图3为本专利技术中集热器与轨腰贴合面的结构示意图。图4为本专利技术中集热器非贴合面的结构示意图。图5为本专利技术中冷凝器的结构示意图。图6为本专利技术中导气管的结构示意图。图7为本专利技术中导液管的结构示意图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本专利技术的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1，图中标记1-20分别为：导气管1、集热器2、导热液体3、导液管4、冷凝器5、电控通风叶片6、导气管接口7、导热石墨片8、铝合金板9、PVC硬化板10、导液管接口11、钕磁铁12、抽气橡胶塞口13、气流单向阀14、橡胶瓣止回阀15、储热材料填充层16、分液口17、集气口18、螺旋冷凝管19、回流容器20。实施例：如图1-7所示，本实施例具体涉及一种液气自循环式钢轨降温装置，该降温装置包括集热器2和冷凝器5，集热器2贴合在钢轨的腰部，并通过导气管1及导液管4与冷凝器5相连，导热液体3储存于装置内。装置通过集热器2采集钢轨上的热量使其中的导热液体3汽化为气体，然后经过冷凝器5进行冷却后再次回流采集器，从而实现对钢轨的降温。如图2-4所示，本实施例中的集热器2包括导热石墨片8、铝合金板9、PVC硬化板10和钕磁铁12，集热器2与钢轨腰部的外形相适配，并通过粘接材料或磁吸材料连接贴合在钢轨的腰部，由于钢轨为铁质材料，故本实施例中采用钕磁铁12直接将集热器吸附在钢轨的腰部，使得集热器的装卸较为便捷，在集热器与钢轨腰部的贴合面上设置有导热性能优良的导热层，通过合理选择贴合面的面积，可有效增大集热器对钢轨热量的吸收效率，本实施例中导热层具体选用导热石墨片8和铝合金板9；集热器2的内部储存有一定液面高度的导热液体3，且留有一定的剩余空间，导热液体3用于吸收通过贴合面的导热层传导过来的钢轨上的多余热量，由于钢轨的温度具有一定的峰值，故导热液体3在装置内部环境的沸点应至少低于钢轨的温度峰值，确保导热液体3在吸收一定热量后可汽化，利用液体汽化时吸热的特性实现热量的转移，此外导热液体3的选取应当综合考虑液体的相关特性，如比热容、密度、化学性质以及成本等因素，据此本实施例中导热液体3具体选用95%的乙醇溶液，通过其吸热汽化，参与到液气自循环过程中。在集热器2未接触贴合与钢轨腰部的面上还涂覆有隔热涂层，隔热涂层具有良好的隔热效果，以排除外界环境的影响，避免集热器2中的导热液体3吸收集热器2周围不必要的热量，降低其对钢轨的降温效率，本实施例中具体选用隔热涂漆。如图1和图5所示，冷凝器5包括储热材料填充层16、螺旋冷凝管19、回流容器20，本实施例中将储热材料填充层16设置于冷凝器5内部，而螺旋冷凝管19及回流容器20则位于储热材料填充层16的里面，储热材料填充层16内填充有性能优良的储热材料，储热材料可将流过螺旋冷凝管19中的气体的热量进行存储，考虑到冷凝器的结构简便性以及体积等因素，储热材料一般是在温度不变的情况下改变物质状态并能提供潜热的一种材料；本实施例中的储热材料填充层16内的储热材料用于将从钢轨处吸收的热量转化为其内能，然后等到外部环境温度低的时候将存储的该部分内能释放出来，从而达到减少钢轨内部温度应力的积累的目的，本实施例中的储热材料具体选用吸热性能良好的相变材料：相变冰晶沙材料。当集热器2中导热液体3汽化生成的高温气体经螺旋冷凝管19后释放其中的热量从而重新变为液体，然后流到回流容器20中；为了在外部环境温度低的时候对吸热后变形的相变材料进行降温，在回流容器20旁还设置有电控通风叶片6，电控通风叶片6在通电后通过叶片的开启使外界冷空气流入从而带走相变材料中的热量，恢复其能够正常工作的形态。如图6和图7所示，集热器2和冷凝器5之间通过联接导管进行连接以构成液气自循环回路。具体的，联接导管包括导液管4和导气管1（其中部分被导液管4阻挡故在图中并未显示出来），导气管1的一端与集热器2的导气管接口7连通，其另一端则与冷凝器中的螺旋冷凝管19的集气口18连通，而螺旋冷凝管19的输出端则与回流容器20的输入端连通，导液管4的一端与集热器2的导液管接口11连通，另一端则与回流容器20的分液口17连通。在导气管1设置有抽气橡胶塞口13及气流单向阀14，导液管4内设置有橡胶瓣止回阀15。在抽气橡胶塞口13处可将装置内的空气抽出以降低装置内部的初始气压，以降低导热液体3的沸点；气流单向阀14不仅使气体沿着预定方向流通，并在气流单向阀两侧产生气压差，使得导液管内的橡胶瓣止回阀14能够正常工作。而导液管4中设置的橡胶瓣止回阀15，一方面橡胶瓣止回阀15可以将集热器2中的导热液体3与回流容器20中的导热液体3隔断，另一方面，在集热器中的导热液体3汽化损失后，橡胶瓣止回阀15两侧会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液气自循环式钢轨降温装置，其特征在于所述降温装置包括集热器和冷凝器，所述集热器内储存有沸点低于钢轨温度峰值的导热液体，所述冷凝器包括储热材料填充层、螺旋冷凝管以及回流容器，所述集热器和所述冷凝器之间通过联接导管连接以构成液气自循环回路。

【技术特征摘要】
1.一种液气自循环式钢轨降温装置，其特征在于所述降温装置包括集热器和冷凝器，所述集热器内储存有沸点低于钢轨温度峰值的导热液体，所述冷凝器包括储热材料填充层、螺旋冷凝管以及回流容器，所述集热器和所述冷凝器之间通过联接导管连接以构成液气自循环回路。2.根据权利要求1所述的一种液气自循环式钢轨降温装置，其特征在于所述储热材料填充层内填充有储热材料，所述螺旋冷凝管与所述回流容器相连设置在所述储热材料填充层内，所述回流容器旁设置有电控通风叶片。3.根据权利要求2所述的一种液气自循环式钢轨降温装置，其特征在于所述储热材料为相变冰晶沙材料。4.根据权利要求1所述的一种液气自循环式钢轨降温装置，其特征在于所述联接导管包括导气管和导液管，所述导气管的一端与所述集热器的导气管接口连接、另一端与所述螺旋冷凝管的集气口连接，所述螺旋冷凝管的输出端与所述回流容器的输入端连接，所述导液管的一端与所述集热器的导液管接口连接、另一端与所述回流容器的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗锟，邱传梦龙，涂思康，李欣旺，周建鹏，张鹏飞，冯青松，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西,36