一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器

本发明属于列车排障器，尤其涉及一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器。

背景技术：

1、列车为了将侵入轨道的异物排出，保证列车的安全运行，在列车头尾两车底部的设置安装了排障器。当前列车排障器的功能设计主要侧重于碰撞吸能和结构轻量化两个方面，通过专用的吸能部件实现与障碍物碰撞过程中的有效吸能达到将障碍物顺利排出轨道的目的，或者通过改用密度更小强度更高的材料提高排障器的轻量化。以上两类排障器均不具备列车脱轨后的被动安全防护作用。

2、受制于传统轮轨关系的限制，同时列车安全性能也会随着服役时长而劣化。

3、列车脱轨后存在两种可能，一种是列车脱轨后依旧保持在线路内，不与线路周边的建筑物或山体等发生碰撞，此类事故列车“脱轨不脱线”，对司乘人员的生命安全影响相对有限。另外一种是列车脱轨后直接冲出线路，掉落桥梁或与线路周边的山体发生碰撞，此类事故“列车脱轨后脱线”，往往造成巨大的人员生命与财产损失。列车脱轨后头车的运行姿态是影响整列车运行的重要因素，列车脱轨后的运行控制方式有限位、导向和吸能三种，从限位与导向对于头车运行控制机制角度，研究一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器意义重大。

技术实现思路

1、针对当前列车排障器仅具有排障功能的不足，本发明提供一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器。

2、本发明的一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器，包括倒十字限位模块、弧形可伸缩导向模块、排障导流主板、排障导流侧板、缓冲吸能部件。缓冲吸能部件与排障导流主板、排障导流侧板之间由加强筋焊接固定。

3、倒十字限位模块结构为：扇形安装底座固定连接在缓冲吸能部件的底部，三角连杆通过两个圆钢吊耳安装在扇形安装底座上，直柄连杆和三角连杆之间通过滚动圆轴连接。二级伸缩杠固定在扇形安装底座上，用于调节二级伸缩杆的行程，直柄连杆端部通过环形吊耳安装在二级伸缩杆上；二级伸缩杆端部安装相适配的一级伸缩杆和一级伸缩杠，一级伸缩杆和线性钢弹簧内外嵌套，倒十字限位器和二级伸缩杆之间通过六角螺栓连接固定。

4、弧形可伸缩导向模块结构为：导向板箱通过连接板与缓冲吸能部件端部使用六角螺栓固定连接，导向板箱与一级弧形导向板通过内部滑槽连接，二级弧形导向板和一级弧形导向板内外嵌套连接；导向板箱通过安装连杆与车体相连接，两个导向板箱之间通过圆柱连接杆相连接。

5、进一步的，一级伸缩杆和二级伸缩杆均为空心圆管，材料为高强度结构钢。

6、进一步的，倒十字限位器可拆卸更换。

7、进一步的，线性钢弹簧随二级伸缩杆行程变化压缩拉伸，协同实现倒十字限位器与轨面之间的距离调节。

8、进一步的，一级弧形导向板和二级弧形导向板为空心结构，材质均为高强度铝合金。

9、进一步的，一级弧形导向板的板宽为二级弧形导向板的1.5倍，且二级弧形导向板可在一级弧形导向板中收缩。

10、进一步的，一级弧形导向板和二级弧形导向板、导向板箱之间通过竖向滑槽连接，滑槽内行程可分级调节设定。

11、使用本发明的列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器的一种列车脱轨后限位与导向方法具体为：

12、当列车处于正常行驶状态时，倒十字限位模块中的一级伸缩杆、二级伸缩杆均处于收缩状态，三角连杆与弧形安装底座相接触，直柄连杆上端与二级伸缩杠相接触，此时倒十字限位器处于低行程位，其底部位于排障导流主板底部以上位置，不对列车的正常安全运行产生影响。同时弧形可伸缩导向模块中的一级弧形导向板和二级弧形导向板位于导向板箱内，二级弧形导向板底部位于排障导流侧板底部以上位置，确保列车安全通过道岔和交叉道口。

13、当接收到列车发生脱轨的信号后，连接列车风管的二级伸缩杠内瞬间冲入高压气体，推动二级伸缩杆向下运动，同时线性钢弹簧弹出带动一级伸缩杆运动，在自身重力与一级伸缩杆与二级伸缩杆作用下，倒十字限位器处于高行程位，其两端延伸部位于轨面以下位置。同时弧形可伸缩导向模块中的一级弧形导向板和二级弧形导向板在自身重力与导向板箱内压缩弹簧作用下沿着滑槽向下运动，一级弧形导向板同样位于轨面以下位置。列车脱轨速度较小时，轮对脱轨后横向运动过程中弧形导向板与钢轨发生接触碰撞，接触部位沿弧形导向板的弧面移动，实现列车运行过程中的导向作用。当列车脱轨速度较大时，弧形导向板与轨道碰撞过程中发生破坏断裂，列车横向移动过程中倒十字限位器与钢轨的轨腰发生接触，其两伸出部与钢轨的轨头发生勾连限制列车的进一步横向位移，同时防止列车发生侧翻，实现列车脱轨后的限位作用。

14、本发明的有益技术效果为：

15、1、本发明的倒十字限位模块中的倒十字限位器可实现拆卸更换，后期可根据实际需要更换不同样式的限位器，模块化程度高。在检测到列车脱轨后，一级伸缩杆和二级伸缩杆协同作用驱动倒十字限位器快速运动至轨面以下，有效确保其限位功能的发挥。

16、2、本发明的弧形可伸缩导向板模块中的一级弧形导向板和二级弧形导向板内外嵌套连接，可调节作用行程较长，利用碰撞接触面中的相切几何关系实现列车横向运动的导向作用，导向实现原理方式简单，装置结构可靠。

技术特征：

1.一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器，其特征在于，包括倒十字限位模块、弧形可伸缩导向模块、排障导流主板(1)、排障导流侧板(12)、缓冲吸能部件(2)，缓冲吸能部件(2)与排障导流主板(1)、排障导流侧板(12)之间由加强筋焊接固定；

2.根据权利要求1所述的一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器，其特征在于，所述一级伸缩杆(17)和二级伸缩杆(6)均为空心圆管，材料为高强度结构钢。

3.根据权利要求1所述的一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器，其特征在于，所述倒十字限位器(7)可拆卸更换。

4.根据权利要求1所述的一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器，其特征在于，所述线性钢弹簧(16)随二级伸缩杆(6)行程变化压缩拉伸，协同实现倒十字限位器(7)与轨面之间的距离调节。

5.根据权利要求1所述的一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器，其特征在于，所述一级弧形导向板(9)和二级弧形导向板(8)为空心结构，材质均为高强度铝合金。

6.根据权利要求1所述的一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器，其特征在于，所述一级弧形导向板(9)的板宽为二级弧形导向板(8)的1.5倍，且二级弧形导向板(8)可在一级弧形导向板(9)中收缩。

7.根据权利要求1所述的一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器，其特征在于，所述一级弧形导向板(9)和二级弧形导向板(8)、导向板箱(10)之间通过竖向滑槽连接，滑槽内行程可分级调节设定。

8.一种列车脱轨后限位与导向方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器；

技术总结
本发明公开了一种列车脱轨后具有被动安全防护作用的排障器，包括倒十字限位模块、弧形可伸缩导向模块、排障导流主板、排障导流侧板、缓冲吸能部件；倒十字限位模块通过扇形安装底座与缓冲吸能部件的底部固定连接，由圆钢吊耳、三角连杆、直柄连杆、一级收缩缸、一级伸缩杆、连接筋板、线性钢弹簧、二级收缩缸和倒十字限位器组成；弧形可伸缩导向模块安装于缓冲吸能部件的端部，且由安装连杆与车体相连接，可分成左右对称两个部分，并通过横向圆形柱杆连接，每一部分由相同的连接板、一级弧形导向板、二级弧形导向板、导向板箱以及内部作动装置构成。本发明弥补了当前列车排障器仅具有排障功能的不足，具备限位、导向和吸能多重控制作用。

技术研发人员：唐兆,刘圣欣
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13