加熱板以及鐵路紅外線軸溫探測設備的除雪裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及融雪除雪【技術領域】，具體涉及一種加熱板以及鐵路紅外線軸溫探測設備的除雪裝置。所述加熱板包括隔熱母板和電熱線，所述隔熱母板包括第一側面和與該第一側面相反的第二側面，所述第一側面開設有凹槽，所述電熱線位于所述凹槽內。本實用新型通過設置于隔熱母板上的電熱線對降落的積雪進行融雪，而能夠大幅提高對室外設備的除雪效率，從根本上杜絕雪堵造成鐵路紅外線軸溫探測設備不能正常探測或者其他戶外設備不能正常工作的故障給鐵路行車安全帶來的風險。并且，隔熱母板能夠阻擋來自電熱線的熱輻射，防止電熱線的熱輻射對鐵路紅外線軸溫探測設備的測量精度造成影響，從而能夠在不停止鐵路紅外線軸溫探測設備工作的同時進行除雪。
【專利說明】加熱板以及鐵路紅外線軸溫探測設備的除雪裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及融雪除雪【技術領域】，具體地，涉及一種加熱板以及包括該加熱板的鐵路紅外線軸溫探測設備的除雪裝置。
【背景技術】
[0002]鐵路紅外線軸溫探測設備是鐵路列車安全運行的重要檢測設備，已在國內鐵路運輸生產中得到廣泛的應用，它對減少和杜絕列車特別是貨車熱軸故障造成的事故起到關鍵的作用。
[0003]在冬季降雪時，自然的雪花飄落及列車通過時風場作用而卷起的雪霧逐漸的堆積在軌邊探測設備的周圍，或埋沒了探測設備，堵塞了探頭窗口，遮擋了探頭的探測光路，使軸溫探測設備不能正常的工作，給鐵路行車安全帶來極大的威脅。
[0004]歷年冬季遇下雪天氣時紅外線探測設備維修人員都要提前下線駐守在探測站，利用過車的空檔時間對軌邊探測設備上和周邊的積雪進行清掃，以保證軸溫探測設備的正常工作。維修人員在清掃作業時還要隨時觀察本線和臨線的來車，既要把探測設備上的積雪清掃掉保證設備的正常運行，同時又要保證員工自身的安全，形成職工個人作業個人監護的危險作業局面，因而又給鐵路的行車安全帶來諸多的風險。
[0005]目前，國內的紅外線軸溫探測器都沒有裝配定型的融雪除雪裝置，而在現有的具有融雪或者除雪功能的紅外線軸溫探測器主要有以下幾種形式。
[0006]第一、探測設備內加熱方式(參見《紅外線軸溫探測器除雪裝置的研制》作者:韓增盛。)
[0007]裝置采用雙側風機，可根據需要改變風向，單機尺寸為80X80X25mm，Dcl2V/0.16A，輸入功率<2w。而熔雪熱絲功率的選擇主要考慮探測站供電負荷的承受能力和造成探頭箱箱溫升高對熱軸預報的影響，因此，單側熱絲功率選擇為120— 160W，整機功率< 400w。雪天正常接車時，當列車達到預定磁鋼時，紅外探測器保護門打開準備接車，同時使熱絲繼電器斷開失電，熱絲和風機停止工作，紅外線探測設備處于正常接車狀態。軸溫探測結束，列車通過后，探頭保護門關閉，延時后除雪器繼電器閉合，恢復自動除雪功能。
[0008]第二種、探測設備全密封且探測設備外局部加熱與高壓吹掃并用(參見《紅外線軸溫探測設備在青藏鐵路的應用》作者:董宏偉，趙愛華)
[0009]針對大雪粘在探頭箱探測口的情況，下探探頭箱加裝了吹雪裝置，選用高壓風機(電壓220V，電流2.9A,風壓16kPa，出風量65m3/h)，通過管路減徑方法，使吹在探測口上的風壓增大。高壓風機采用定時啟動，吹風頻率由程序控制。下側探探頭箱通過改進探頭箱本身結構、加防雪罩和箱體上表面局部加熱等方法對探頭箱進行現場改進。將改進后的箱體安裝在上行方向的右側，左側保留原箱體，在2005年7月下旬至2005年10月30日間進行了對比試驗。下中雪時，統計了約10列列車的波形數據；下大雪時，統計了 5列車。通過數據觀察發現，采集到的下探軸溫波形已經和正常采集的波形完全一樣。通過觀察發現，沒有出現粘雪使探測口變小或堵住的情況。
[0010]第三種、自動的除雪裝置(專利名稱:一種紅外線探測器除雪裝置；申請號:201120153973.0)
[0011]一種紅外線探測器除雪裝置包括室內探頭除雪控制箱、本地自動控制除雪電路、遠程自動控制除雪電路、除雪裝置和磁鋼傳感器，所述磁鋼傳感器的信號輸出端通過探測器連接室內探頭除雪控制箱的信號輸入端，本地自動控制除雪電路和遠程自動控制除雪電路的輸出端分別連接室內探頭除雪控制箱的輸入端，室內探頭除雪控制箱的輸出端連除雪裝置的輸入端。該裝置既可以本地控制除雪裝置進行除雪作業，又能遠程控制該探測站的除雪裝置工作，節約人力，保證了除雪工作及時有效地進行。
[0012]第四種、自動的融雪裝置(專利名稱:用于鐵路列車軸溫探測設備探測孔的自動融雪裝置；申請號:201020201753.6)
[0013]一種用于鐵路列車軸溫探測設備的探測孔的自動融雪裝置，包括防護圈、加熱膜、加熱膜引線和絕緣硅橡膠。加熱膜的兩面包有絕緣硅橡膠，加熱膜引線與加熱膜連接，防護圈安裝在加熱膜外部，防護圈上設置有安裝孔。該裝置可以使落到探測設備防護圈上的雪花立刻融化，探測孔的有效探測面積不會因積雪而變化，從而保證探測精度不受影響。
[0014]到目前鐵路紅外線軸溫探測設備在冬季降雪天氣時的機械除雪裝置都處在研宄的起步階段。其中，上述的第一種形式中可局部防止雪堵故障的發生，但受加熱位置的影響，開機動作必須避免裝置除雪工作對紅外軸溫探測的影響，因而控制較為復雜。第二種形式采用高壓風機與融雪熱絲實現探測器的融雪除雪，原理可行但裝置工作采用交流220V又不符合軌邊用電設備安全等級電壓的要求，融雪熱絲的融雪效率偏低，且高壓風機控制程序較繁瑣。而第三種形式為控制除雪裝置進行自動除雪，第四種形式為控制融雪裝置進行自動融雪，其均為單一的形式而無法達到高效融雪除雪的目的。
實用新型內容
[0015]本實用新型的目的是提供一種符合鐵路安全生產要求、不影響鐵路紅外線軸溫探測設備的測量精度且融雪除雪效率高的加熱板。另外，本實用新型還提供一種符合鐵路安全生產要求、不影響鐵路紅外線軸溫探測設備的測量精度的除雪裝置。
[0016]為了實現上述目的，本實用新型提供一種加熱板，其包括隔熱母板和電熱線，所述隔熱母板包括第一側面和與該第一側面相反的第二側面，所述第一側面開設有凹槽，所述電熱線位于所述凹槽內。
[0017]優選地，所述電熱線為碳纖維電熱線。
[0018]優選地，所述第二側面上鋪設有隔熱反射膜。
[0019]優選地，所述第一側面上鋪設有導熱板。
[0020]本實用新型還提供一種鐵路紅外線軸溫探測設備的除雪裝置，所述鐵路紅外線軸溫探測設備的軌邊探測箱包括殼體和設于所述殼體內的紅外線軸溫探測儀探頭，所述殼體上開設有用于使紅外線通過的光口，其中，所述除雪裝置包括上述的加熱板，所述加熱板以所述第一側面朝向所述軌邊探測箱的外部的方式鋪設于所述殼體上。
[0021]優選地，所述除雪裝置還包括設置于所述殼體內的風力吹掃單元，所述風力吹掃單元對所述光口進行風力吹掃。
[0022]優選地，所述殼體包括相互拼接的頂壁和光口板、相互拼接的底壁和下擋雪板以及從所述頂壁和光口板的自由邊緣向所述底壁和下擋雪板自由邊緣延伸形成的筒狀的側壁，所述下擋雪板設置于所述光口板的下方，所述紅外線軸溫探測儀探頭設置于所述底壁上，所述光口板上開設有所述光口。
[0023]優選地，所述加熱板分別設置于所述頂壁、光口板的和下擋雪板上，所述風力吹掃單元設置于所述下擋雪板上。
[0024]采用上述技術方案，通過設置于隔熱母板上的電熱線對降落的積雪進行融雪，而能夠大幅提高對鐵路紅外線軸溫探測設備等室外設備的除雪效率，從根本上杜絕雪堵造成鐵路紅外線軸溫探測設備不能正常探測或者其他戶外設備不能正常工作的故障給鐵路行車安全帶來的風險。并且，隔熱母板能夠阻擋來自電熱線的熱輻射，從而防止電熱線的熱輻射對鐵路紅外線軸溫探測設備的測量精度造成影響，而能夠在不停止鐵路紅外線軸溫探測設備工作的同時進行除雪。
[0025]本實用新型的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0027]圖1是本實用新型的加熱板的結構示意圖；
[0028]圖2是鐵路紅外線軸溫探測設備的軌邊探測箱(不包括風力吹掃單元)的主視圖；
[0029]圖3是圖2的俯視圖；
[0030]圖4是鐵路紅外線軸溫探測設備的軌邊探測箱(不包括加熱板)的主視圖；
[0031]圖5是圖4的俯視圖。
[0032]附圖標記說明
[0033]I隔熱母板Ia凹槽
[0034]2電熱線3導熱板
[0035]4隔熱反射膜5殼體
[0036]51頂壁52光口板
[0037]53下擋雪板55光口
[0038]6紅外線軸溫探測儀探頭
[0039]7風泵8軌邊探測箱
[0040]9風管10風嘴
[0041]A紅外線路徑B風力吹掃路徑
【具體實施方式】
[0042]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0043]如圖1所示，本實用新型提供一種加熱板，其包括隔熱母板I和電熱線2，隔熱母板I包括第一側面和與該第一側面相反的第二側面，第一側面開設有凹槽la，電熱線2位于凹槽Ia內。通過設置于隔熱母板I上的電熱線2對降落的積雪進行融雪，而能夠大幅提高對鐵路紅外線軸溫探測設備等室外設備的除雪效率，從根本上杜絕雪堵造成鐵路紅外線軸溫探測設備不能正常探測或者其他戶外設備不能正常工作的故障給鐵路行車安全帶來的風險。并且，隔熱母板I能夠阻擋來自電熱線2的熱輻射，從而防止電熱線2的熱輻射對鐵路紅外線軸溫探測設備的測量精度造成影響，而能夠在不停止鐵路紅外線軸溫探測設備工作的同時進行除雪。
[0044]其中，隔熱母板I優選為環氧樹脂絕緣板，電熱線2優選為碳纖維電熱線。在隔熱母板I上按照設計排列電熱線2的位置銑出凹槽la，將碳纖維電熱線用耐高溫膠粘接于凹槽Ia內，制成模塊式的加熱板。每塊加熱板內置一根電熱線，每塊加熱板功率為20W，加熱板制成后的總體厚度約為5mm。加熱板所需為24V直流電壓，電熱線表面溫度不低于50°C，加熱板表面溫度不低于30°C，在高寒地區加熱板表面溫度不低于40°C。
[0045]第二側面上鋪設有隔熱反射膜4。熱具有輻射性，被加熱體受熱同樣向外輻射熱。加熱板在鐵路紅外線軸溫探測設備的表面進行加熱，其熱源也會不斷地傳導到探測設備內部，長時間的加熱對探測設備內的溫升會產生很大的影響，因此優選鋁箔反射膜作為隔熱反射膜，用來進一步隔離紅外熱輻射。
[0046]第一側面上鋪設有導熱板3。其中，導熱板3優選為不銹鋼板，在導熱的基礎上對碳纖維電熱線進行防雨雪防塵保護。不銹鋼板表面光潔，有較高的塑性、韌性和機械強度，耐酸、堿性氣體、溶液和其他介質的腐蝕，且還具有受熱快、散熱快、熱分布均勻的特點，不僅有很強的保溫換熱能力，同時也具有極強的反光能力，使其不僅具有防撞保護功能，同時還具有夏季防強光照曬、反射隔熱的功能，以降低探測設備內的工作溫度。
[0047]碳纖維電熱線是一種節能型電熱線，采用進口高級碳纖維作為發熱體，具有很高的機械強度和極長的使用壽命，電熱線重量輕、柔軟，可彎成各種形狀，易制成多種電熱元件組合模塊，能方便地適用各種加熱場合的需求。碳纖維是一種很好的電熱轉換材料，經過特殊處理后的碳纖維材料，具有穩定的電氣性能，擁有其他諸多電阻材料無法比擬的優點，如:在特定的環境中使用抗氧化性能強，使用壽命長；加熱功率穩定，在功率為500W(含500W)以下使用電熱轉換效率達100%，在500W以上使用則電熱轉換效率為98%。它比目前廣泛采用的金屬絲、PTC、碳化硅電熱體的熱效率提高達30—40%，電熱功率幾乎不衰減。電加熱材料選擇碳纖維電熱線，并與隔熱模板I結合形成加熱板，從而達到升溫速度快，換熱效率高且受熱均勻的目的。通過加熱板的隔熱、儲熱、反射、換熱的設計，消除加熱工作對軸溫探測工作的影響，保證除雪裝置的加熱融雪工作的正常進行。
[0048]如圖2和圖3所示，本實用新型還提供一種鐵路紅外線軸溫探測設備的除雪裝置，鐵路紅外線軸溫探測設備的軌邊探測箱8包括殼體5和設于殼體5內的紅外線軸溫探測儀探頭6，殼體5上開設有用于使紅外線通過的光口 55。其中，除雪裝置包括上述的加熱板，該加熱板以第一側面朝向軌邊探測箱8的外部的方式鋪設于殼體5上，以不干擾鐵路紅外線軸溫探測設備的工作，而實現在不停止鐵路紅外線軸溫探測設備的工作的同時進行除雪。
[0049]進一步地，如圖4和圖5所示，除雪裝置還包括設置于所述殼體5內風力吹掃單元，風力吹掃單元包括依次連接的空氣濾清器、風泵7、風管9和風嘴10，光口 55為長圓孔，從風嘴10中噴出的吹掃氣體從殼體內朝向光口 55吹掃(即沿著圖4中的風力吹掃路徑B吹掃)，從而能夠有效地防止光口 55處積雪。其中，風泵7所需為直流24V電壓，工作電流為0.85A，最大風量為30升/分，最大風壓為100Kpa/cm2。
[0050]具體地，殼體5采用玻璃鋼材料制成，其包括相互拼接的頂壁51和光口板52、相互拼接的底壁和下擋雪板53以及從頂壁51和光口板52的自由邊緣向底壁和下擋雪板53自由邊緣延伸形成的筒狀的側壁，下擋雪板53設置于光口板52的下方，紅外線軸溫探測儀探頭6設置于底壁上，光口板52上開設有光口 55。其中，相互拼接是指兩塊板材基本平行地或者基本共面地并排放置，然后將兩塊板材的相鄰的側邊對接，而自由邊緣是指這兩塊板材上未相互拼接的側邊。更具體地，光口板52的位置可以高于或者低于頂壁51的位置，只需保證光口板52與頂壁51有相互對接的側邊即可。
[0051]頂壁51按照稍大于加熱板的尺寸隔斷，將加熱板鑲在其中，表面使用厚度為
0.8mm的不銹鋼的導熱板3來封面。導熱板3的封面可有效的防護外單位施工對鐵路紅外線軸溫探測設備表面的機械刮傷，同時還克服了原設備的緊固固定處的雨季滲漏不足，并在夏季時反射陽光來隔熱而降低鐵路紅外線軸溫探測設備內的工作溫度。
[0052]而在對鐵路紅外線軸溫探測設備雪堵的部位和原因做了精確的分析后，發現確保探測設備的表面和探測光路出口部位不積雪是消除探測設備被雪堵的根本，因此把加熱的部位明確設置在軌邊探測箱6的表面、光口 55、卡軌器周邊三個重點區域，在本實施方式中將加熱板分別設置于頂壁51、光口板52和下擋雪板53上。其中，在頂壁51和光口板52的上表面上的加熱板以從上至下依次為導熱板3、隔熱母板I (第一側面朝上并設有電熱線2)、隔熱反射膜4的順序設置。然而，在下擋雪板53的上表面上的加熱板以從上至下依次為隔熱反射膜4、隔熱母板I (第一側面朝下(即朝向軌邊探測箱8的外部)并設有電熱線2)、導熱板3的順序設置，從而不干擾鐵路紅外線軸溫探測設備的工作，而實現在不停止鐵路紅外線軸溫探測設備的工作的同時進行除雪。
[0053]安裝在殼體5上的加熱板按殼體5的外殼形狀制成，光口板53上的加熱板在光口55處挖通孔，該通孔的尺寸稍小于光口 55的尺寸，安裝時加熱板的通孔與光口 55的邊緣基本平齊設置，確保紅外線路徑A不受阻擋，降雪天氣時加熱裝置能正常加熱融雪，徹底根除軌邊探測箱8被積雪埋沒而造成的探測光路被堵的隱患。
[0054]風力吹掃單元設置于下擋雪板53上，風泵7優選為微型風泵，該微型風泵設置在下擋雪板53上且位于兩個光口 55之間的位置上，在本實施方式中包括兩個風嘴10，風嘴10分別沿著風力吹掃路徑B吹掃光口 55，防止雪花侵入殼體5內造成的探測光路被堵的故障。而在高寒風大地區可設計兩只微型風泵各吹掃一個光口 55，杜絕雪花侵入殼體5內造成的探測光路被堵的故障。其中，微型風泵優選為GMPF25微型風泵，GMPF25微型風泵是一款隔膜泵，在使用中除配上空氣過濾器外，其他的保養維護工作很少，非常適合本實施方式的工況，是非常理想的氣動機械。
[0055]另外，以下通過對加熱板的試制過程進行描述，來對本實用新型進行進一步的說明。
[0056]試制的加熱板選擇型號為F46-12K的電熱線，工作時的電熱線表面的加熱溫度為50°C?60°C，電阻值為33 Ω /m,線徑為2mm，工作電壓為DC24V時，每米的功率為17.5W。根據融雪熱量需求初算，殼體5的頂壁51需要五根并聯的長度為0.9m的電熱線，而光口板52和下擋雪板53均需要兩根并聯的長度為0.9m的電熱線。
[0057]然后，將電熱線2按傳熱效率高、成品表面受熱均勻的技術要求而有序的排列，隔熱母板I采用厚度為4_的環氧樹脂絕緣板，按電熱線2的排列要求銑凹槽la，將電熱線2用耐高溫膠粘接在環氧樹脂絕緣板的凹槽la，外表面用0.8mm不銹鋼板進行封裝。
[0058]以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0059]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0060]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【權利要求】
1.加熱板，其特征在于，所述加熱板包括隔熱母板(I)和電熱線(2)，所述隔熱母板(I)包括第一側面和與該第一側面相反的第二側面，所述第一側面開設有凹槽(Ia)，所述電熱線⑵位于所述凹槽(Ia)內。
2.根據權利要求1所述的加熱板，其特征在于，所述電熱線(2)為碳纖維電熱線。
3.根據權利要求1所述的加熱板，其特征在于，所述第二側面上鋪設有隔熱反射膜
4.根據權利要求1所述的加熱板，其特征在于，所述第一側面上鋪設有導熱板(3)。
5.鐵路紅外線軸溫探測設備的除雪裝置，所述鐵路紅外線軸溫探測設備的軌邊探測箱(8)包括殼體(5)和設于所述殼體(5)內的紅外線軸溫探測儀探頭(6)，所述殼體(5)上開設有用于使紅外線通過的光口(55)，其特征在于，所述除雪裝置包括如權利要求1-4中任一項所述的加熱板，所述加熱板以所述第一側面朝向所述軌邊探測箱(8)的外部的方式鋪設于所述殼體(5)上。
6.根據權利要求5所述的除雪裝置，其特征在于，所述除雪裝置還包括設置于所述殼體(5)內的風力吹掃單元，所述風力吹掃單元對所述光口(55)進行風力吹掃。
7.根據權利要求6所述的除雪裝置，其特征在于，所述殼體(5)包括相互拼接的頂壁(51)和光口板(52)、相互拼接的底壁和下擋雪板(53)以及從所述頂壁(51)和光口板(52)的自由邊緣向所述底壁和下擋雪板(53)自由邊緣延伸形成的筒狀的側壁，所述下擋雪板(53)設置于所述光口板(52)的下方，所述紅外線軸溫探測儀探頭(6)設置于所述底壁上，所述光口板(52)上開設有所述光口(55)。
8.根據權利要求7所述的除雪裝置，其特征在于，所述加熱板分別設置于所述頂壁(51)、光口板(52)的和下擋雪板(53)上，所述風力吹掃單元設置于所述下擋雪板(53)上。
【文檔編號】H05B3/02GK204210488SQ201420634454
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】尚玉冰, 蘇明亮, 曾周, 劉耀斌, 于盛海, 李帥, 田曉棟, 姬政鵬, 謝亮, 聶燕, 吳繼承, 李志 , 陳飛, 成晨 申請人:中國神華能源股份有限公司, 朔黃鐵路發展有限責任公司, 石家莊至臻機電技術開發有限公司