一种钢轨正火设备的制作方法

专利名称：一种钢轨正火设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铁路用机电一体化领域，涉及一种钢轨正火设备；更具体地，涉及一种频率可变的钢轨正火设备，特别是双中频钢轨正火设备。
背景技术：
钢轨正火热处理作业的目的是将钢轨焊接中形成的晶粒细化。钢轨断面为异型面，轨头、轨腰和轨底脚的厚度差别较大。现有的钢轨正火设备主要由中频电源、电容、变压器、正火线圈组成；中频电源、电容、变压器和正火线圈通过电缆串联连接。中频电源向电容、变压器提供高压中频动力电。电容和变压器形成高压中频槽路谐振，且由变压器将高压中频槽路谐振电流转换成为低压中频大电流，供给线圈。线圈产生中频交变磁场，加热钢轨焊缝。由于现有的钢轨正火设备中电容的电容量和变压器的匝比是固定的，因而产生的槽路谐振(即钢轨正火设备的工作频率)是固定的。采用较低工作频率时，加热效率较高，但对轨底脚的晶粒细化效果不好；采用较高工作频率时，对轨底脚的晶粒细化效果较好，但加热效率低，达不到要求温度。因此，单一频率的正火设备会造成轨头、轨底脚温度差较大，晶粒细化不充分。
发明内容本实用新型的目的是提供一种钢轨正火设备，以在钢轨正火过程中实现频率转换。本实用新型的钢轨正火设备包括中频电源、电容、变压器和正火线圈，中频电源、 电容、变压器和正火线圈依次串联；其中，所述正火设备的频率可变，所述变压器是可变匝比的变压器，或者所述电容的电容量可以变化。优选地，所述正火设备是双中频正火设备。优选地，所述电容是定量电容，所述变压器是可变匝比的变压器。优选地，所述变压器是匝比不变的变压器，所述电容是可变容量的电容；进一步优选地，所述电容是可变电容或者是两个或更多个定量电容以并联或串联方式连接的电容组，所述电容组通过转换开关改变电容量。优选地，所述变压器是可变匝比的变压器；所述电容是可变容量的电容；进一步优选地，所述电容是可变电容或者是两个或更多个定量电容以并联或串联方式连接的电容组，所述电容组通过转换开关改变电容量。优选地，所述正火设备的正火线圈配设有温度传感器，所述温度传感器位于正火线圈附件，用于测量正火过程中的钢轨温度。可选择地，所述正火设备设有时间控制器，所述时间控制器安装在中频电源的电源柜内。所述时间控制器内设有低频完成时间和高频完成时间，以控制正火工作的进程。优选地，所述正火设备与工业控制电脑连接。操作员可以在工业控制电脑上设置各种正火参数，如变频温度、完成温度、低频完成时间、高频完成时间等。[0012]与现有的正火设备相比，本实用新型的正火设备将单频改为频率可变，包括低频和高频，采用低频段注重加热轨头和内部，采用高频段注重提升轨底脚的温度。不仅能够保证轨底脚加热温度，完善轨底脚加热质量，有效地减少超声波探伤时的轨底脚杂波，使钢轨焊缝晶粒细化充分，同时还提高了加热效率，提高了正火质量和稳定性。

图1是本实用新型的第一种实施方式，其中电容是定量电容，变压器是可变匝比的变压器；图2是本实用新型的第二种实施方式，其中变压器是匝比不变的变压器，电容是可变电容；图3是本实用新型的第三种实施方式，其中变压器是匝比不变的变压器，两个电容通过并联的方式连接，利用转换开关改变电容组的电容量。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例和附图说明本实用新型，但本实用新型的内容不限于以下内容。本实用新型的目的是提供一种钢轨正火设备，包括依次串联的中频电源、电容、变压器和正火线圈。其中，所述正火设备的频率可变，所述变压器是可变匝比的变压器，或者所述电容的电容量可以变化。更具体地，本实用新型提供的正火设备是双中频正火设备。如图1所示，在一种实施方式中，所述电容是定量电容，所述变压器是可变匝比的变压器，具体地，1-1是定量电容，1-2是可变匝比的变压器，1-3是中频电源柜，1-4是线圈， 1-5是连接中频电源柜1-3、电容1-1、变压器1-2和线圈1-4的电缆。电容1_1容量不变， 变压器1-2的匝比可以变化。通过调整变压器1-2完成变压器匝比的切换，从而实现正火设备的频率转换。如图2所示，在第二种实施方式中，所述变压器是匝比不变的变压器，所述电容是可变容量电容。具体地，图2中，2-1是可变电容，2-2是变压器，2-3是中频电源柜，2-4是线圈，2-5是连接中频电源柜2-3、可变电容2-1、变压器2-2和线圈2_4的电缆。其中变压器2-2的匝比固定，可变电容2-1的电容量可变化；从而通过调节可变电容2-2的电容量实现该正火设备的频率变化。如图3所示，在第三种实施方式中，所述变压器是匝比不变的变压器，两个定量电容并联连接成电容组，电容组中以转换开关完成电路的电容量的改变，从而实现正火设备的频率变化。具体地，3-1是第一个电容，3-1’是另外一个电容，3-2是变压器，3-3是中频电源柜，3-4是线圈，3-5是连接中频电源柜3-3、电容3-1和3_1’、变压器3_2和线圈3_4 的电缆，3-6是切换电容3-1和电容3-1’的转换开关。当开关3-6闭合时，两个电容并联连接形成电容组，提供一个电容值；当开关3-6打开时，仅电容3-1连接在电路中，电路中的电容值即电容3-1的电容值。通过转换开关3-6的闭合和打开，实现正火设备中电容值改变， 从而导致正火设备的频率发生变化。在本实施方式中，该正火设备可以具有两个中频率，即该正火设备是双中频正火设备。本领域技术人员可知，两个或多个电容组成的电容组，可以以并联方式连接，也可以通过串联方式连接。因此，在第三组实施方式中，两个并联的电容也可以通过串联的方式连接，同样利用转换开关实现电路中的电容值改变，完成正火设备的频率变化。同样，根据上述的具体实施方式
，本领域技术人员还可以明确得知，在实际操作中，正火设备中的变压器可以是匝比可变的变压器，同时电容是可变容量的电容，该可变容量的电容可以是可变电容或者是两个或更多个定量电容以并联或串联方式连接的电容组， 该电容组通过转换开关改变电容量。同样地，在具体实施例中，上述正火设备的正火线圈附件都可以配设有温度传感器，用于测量正火过程中的钢轨温度。在达到设定的变频温度时，自动完成频率切换；在达到设定的完成温度时，自动切断电源，停止正火作业。可选择地，在其它一些具体实施方式
中，在中频电源的电源柜内设有时间控制器。 时间控制器内设有低频完成时间和高频完成时间；在达到设定的低频完成时间后，自动转为高频频率加热；在达到设定的高频完成时间后，自动切断电源，停止正火作业。在所有的实施方式中，上述正火设备均可以与工业控制电脑连接。操作员可以在工业控制电脑上设置各种正火参数，如变频温度、完成温度、低频完成时间、高频完成时间等。在正火过程中，工业控制电脑实时显示正火加热的升温曲线。所有人工设定的参数和正火过程中自动采集的数据均可在工业控制电脑上显示并自动保存，可以在正火进行时查看或完成后调阅。如果正火设备出现故障，工业控制电脑突出显示报警信息。
权利要求1.一种钢轨正火设备，包括中频电源、电容、变压器和正火线圈，其中中频电源、电容、 变压器和正火线圈依次串联；其特征在于，所述正火设备的频率可变，所述变压器是可变匝比的变压器，或者所述电容的电容量可以变化。
2.根据权利要求1所述的正火设备，其特征在于，所述正火设备是双中频正火设备。
3.根据权利要求2所述的正火设备，其特征在于，所述电容是定量电容，所述变压器是可变匝比的变压器。
4.根据权利要求2所述的正火设备，其特征在于，所述变压器是匝比不变的变压器，所述电容是可变容量的电容。
5.根据权利要求4所述的正火设备，其特征在于，所述电容是可变电容，或者是两个或更多个定量电容以并联或串联方式连接的电容组，所述电容组通过转换开关改变电容量。
6.根据权利要求2所述的正火设备，其特征在于，所述变压器是可变匝比的变压器；所述电容是可变容量的电容。
7.根据权利要求6所述的正火设备，其特征在于，所述电容是可变电容，或者是两个或更多个定量电容以并联或串联方式连接的电容组，所述电容组通过转换开关改变电容量。
8.根据权利要求1-7任一项所述的正火设备，其特征在于，所述正火设备的正火线圈配设有温度传感器，所述温度传感器位于正火线圈附件。
9.根据权利要求1-7任一项所述的正火设备，其特征在于，所述正火设备设有时间控制器，所述时间控制器安装在中频电源的电源柜内。
10.根据权利要求1-7任一项所述的正火设备，其特征在于，所述正火设备与工业控制电脑连接。
专利摘要本实用新型属于铁路用机电一体化领域，涉及一种钢轨正火设备，包括中频电源、电容、变压器和正火线圈，中频电源、电容、变压器和正火线圈依次串联；其中，所述正火设备的频率可变，所述变压器是可变匝比的变压器，或者所述电容的电容量可以变化。本实用新型的正火设备将单频改为双频，能够保证轨底脚加热温度，完善轨底脚加热质量，有效地减少超声波探伤时的轨底脚杂波，使钢轨焊缝晶粒细化充分，同时还提高了加热效率，提高了正火质量和稳定性。
文档编号E01B31/18GK202214666SQ20112036518
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者刘驰 申请人:北京燕雅鼎信工控技术有限公司