一种除尘装置及具有其的钢轨打磨列车的制作方法

本发明涉及钢轨打磨列车结构设计技术领域，具体而言，涉及一种除尘装置及具有其的钢轨打磨列车。

背景技术：

随着科学技术飞速发展，人们出行、货物运输越来越方便，其中，铁路运输以其覆盖面广、受天气变化影响小、能源消耗低的优势越来越受到人们的青睐。为进一步提高各地人民的出行效率，国家在不断斥巨资修筑铁路，使铁路运输能够涉及越来越多的地方。与此同时，钢轨的维护保养工作问题日益凸现出来，最常见的是对使用过程中变形的轨面进行打磨。近年来，随着铁路建设的日益增加，钢轨打磨作业量非常大，钢轨打磨已从人工维护转变为钢轨打磨列车维护，但是钢轨打磨列车在对钢轨进行打磨的过程中会产生大量的烟尘和磨屑，对铁路周边的空气造成污染，影响铁路周边居民的身体健康。

现在亟需解决的技术问题是如何设计一种能够消除钢轨打磨列车在打磨钢轨过程中产生的带有高温磨削烟尘的装置，避免污染铁路周边的空气环境。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种结构简单合理，安装在钢轨打磨列车上用于消除钢轨打磨作业过程中对铁路周边空气的污染的除尘装置。

本发明的第一目的通过如下技术方案：一种除尘装置，用于清除钢轨打磨过程中的烟尘，包括：

尘气分离部，包括相互连通的初分离气道与精分离气腔，其中，初分离气道为降温惯性分离气道并设置有进气口，精分离气腔设置有多个滤筒；

滤筒清理部，包括气包、脉冲阀、脉冲控制器，其中，气包中填充高压气体并通过脉冲阀控制高压气体喷出，脉冲控制器控制脉冲阀的开/闭对滤筒进行清灰；

集尘部，设置于精分离气腔下方，用于收集固态灰尘。

洁净室，与精分离气腔通过滤筒连通，内置滤筒清理部；

动力部，包括风机，设置于洁净室外侧，风机进风口与洁净室连通。

进一步地，初分离气道与进气口连通，在初分离气道的气道壁上固定设置有两相互对应的挡板，挡板一端设置有翻折成型的整流段，气流经挡板后到达初分离气道的底部。

进一步地，在初分离气道顶端一侧设置有开口连通精分离气腔，滤筒平行分层设置在精分离气腔内，滤筒两端固定在精分离气腔的两相对的气道壁上。

进一步地，在精分离气腔的内侧顶部、滤筒的上方设置有导流罩。

进一步地，滤筒为椭圆环形，并滤筒前端设有密封圈。

进一步地，滤筒安装在滤筒支架上，滤筒支架靠近洁净室的一端设置有螺纹并穿过精分离气腔的气道壁，另一端固定连接有滤筒端盖，滤筒端盖通过固定手轮固定在远离洁净室的精分离气腔的另一气道壁上。

进一步地，同一滤筒支架上设置有2个滤筒，滤筒带有密封圈的一端箱内装入滤筒支架上，密封圈靠近相邻两个滤筒对接处设置有密封圈。

进一步地，在滤筒支架上靠近洁净室的一端连接有文氏管，文氏管贯通精分离气腔的靠近洁净室的气道壁并连通洁净室与过滤筒内部。

进一步地，气包包括气罐，气罐通过导管连接脉冲阀，其中，导管与脉冲阀一一对应，脉冲阀与滤筒一一对应，脉冲阀与脉冲阀控制器导电连接。

进一步地，集尘部可拆卸设置有集尘抽屉。

进一步地，精分离气腔的气道壁的外侧设置有卡座，集尘抽屉设置有卡扣，集尘抽屉通过卡扣与卡座配合固定在滤筒下方。

进一步地，初分离气道包括：流道壁；进气口，设置于所述流道壁下端面；出气口，设置于所述流道壁侧面的上端；拐折流道，设置于所述流道壁内部，连通所述进气口与所述出气口，用于降低流经所述拐折流道的混合气体温度；集尘部，设置于所述拐折流道的靠近所述进气口的拐折处，用于收集流经所述拐折流道的混合气体中分离出的固体。

进一步地，所述拐折流道包括对立设置在所述流道壁内的上挡板、下挡板，所述上挡板、所述下挡板之间设置有预设距离并分别与所述流道壁固定连接构成所述拐折流道。

进一步地，所述上挡板固定在所述流道壁内的顶部所述出气口的一侧，朝向所述进气口方向延展，并在延展端朝向所述进气口弯折闭合。

进一步地，所述下挡板固定在所述进气口一侧并朝向所述进气口与所述流道壁顶部的方向延展，并在延展端部朝向所述出气口弯折闭合。

进一步地，所述集尘部设置有集尘开口，用于分离出的所述固体进入所述集尘部，在所述集尘部上沿所述集尘开口周向设置有第一固定件。

进一步地，在所述流道壁底部设置有流道开口，所述流道开口周向设置有第二固定件，所述第一固定件与所述第二固定件配合将所述集尘部固定在所述流道开口。

进一步地，在所述集尘部开口设置有过滤装置，用于进一步干预所述混合气体，将所述混合气体中的固体进一步分离。

本发明提供的除尘装置的有益效果在于，通过把除尘装置的气道设置为初分离气道和精分离气腔，烟尘气体首先通过处分离气道进行降温以及惯性分离，再经过精分离气腔将经降温及初步净化的气体进一步过滤，最终得到不含烟尘的气体并排放到大气中。经过初分离和精分离的含有烟尘杂质的混合气体，钢轨打磨过程中产生的磨屑被降温分离收集，避免了对空气污染。

本发明的第二目的在于提供一种具有上述任一优选技术方案中所涉及的除尘装置的钢轨打磨列车，除尘装置的进气口靠近需进行打磨作业的钢轨。

本发明提供的钢轨打磨列车的有益效果在于，通过在钢轨打磨列车上安装除尘装置，使钢轨打磨列车在进行打磨钢轨作业过程中产生的含有高温磨削烟尘的混合气体被降温、净化后排放到大气中，降低了对铁路附近空气的污染以及因吸入含有铁削的空气造成的生理疾病发病率。

附图说明

图1为本发明的除尘装置的优选实施例的结构示意图；

图2为本发明的除尘装置的图1所示实施例的另一结构示意图；

图3为本发明的除尘装置的图1所示实施例的另一结构示意图；

图4为本发明的除尘装置的图1所示实施例的滤筒的结构示意图，其中，箭头所指方向为滤筒反吹过程中气流方向；

图5为本发明除尘装置图4所示滤筒的剖视结构示意图；

图6为本发明除尘装置图4所示滤筒的滤材层与密封圈的组合结构示意图；

图7为本发明除尘装置图1所示实施例的滤筒清理部的结构示意简图。

附图标记：

1-尘气分离部；2-滤筒清理部；3-集尘部；4-洁净室；5动力部；11-初分离气道；12-精分离气腔；21-气包；22-脉冲阀；23-脉冲控制器；31-集尘抽屉；111-进气口；112-挡板；113-开口；114-灰斗；121-滤筒；211-气罐；212-储气包；1211-滤筒支架；1212-滤材层；1213-滤筒端盖；1214-固定手轮；1215-文氏管；1216-导流罩；1217-密封圈。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。

参照图1-图3，为解决现有技术中钢轨打磨过程中存在的技术问题，本实施例提供一种除尘装置，用于清除钢轨打磨过程中的烟尘，包括：尘气分离部1，包括相互连通的初分离气道11与精分离气腔12，其中，初分离气道11为降温惯性分离气道并设置有进气口111，精分离气腔12设置有多个滤筒121；滤筒清理部2，包括气包21、脉冲阀22、脉冲控制器23，其中，气包21中填充高压气体并通过脉冲阀22控制高压气体喷出，脉冲控制器23控制脉冲阀22的开/闭对滤筒121进行清灰；集尘部3，设置于精分离气腔12下方，用于收集固态灰尘。洁净室4，与精分离气腔12通过滤筒121连通，内置滤筒清理部2；动力部5，包括风机，设置于洁净室4外侧，风机的进风口与洁净室4连通。

轨道交通开通运营之后，钢轨就长期处于恶劣的环境中，由于列车的动力作用、自然环境和钢轨本身质量等原因，钢轨经常会发生伤损情况，如裂纹、磨耗等现象，造成了钢轨寿命减少、养护工作量增加、养护成本增加，甚至严重影响行车安全。因此，就必须及时对钢轨伤损进行消除或修复，以避免影响轨道交通运行的安全。这些修复措施如钢轨涂油、钢轨打磨等，其中钢轨打磨由于其高效性受到世界各国铁路的广泛应用。1)矫正性打磨(缺陷打磨)，该打磨策略的主要目的是消除或减少在线钢轨的缺陷，一般采用积极打磨的工序，预先设计好打磨量(0.5mm到4-6mm之间)，并且，作业间隔相对较长，通常由缺陷的严重程度来决定。2)过渡性打磨，该打磨策略是钢轨长期使用策略(3～6年)，目的是将矫正性打磨制度转变成预防性或者周期性的打磨制度。3)预防性打磨或周期性打磨，由于主要的钢轨表面缺陷已经被矫正性打磨或过渡性打磨所消除，接下来，就可以执行预防性打磨。

无论采用何种方式的钢轨打磨方式，钢轨打磨过程中会产生空气与磨屑混合的气体，该混合气体散布到空气中会对环境造成污染，更直接的是对生活在钢轨附近的居民康产生危害。本实施例提供的除尘装置可消除这一隐患。上述除尘装置安装在钢轨打磨列车或者钢轨打磨机上，在钢轨打磨过程中，本实施例提供的除尘装置即可过滤混有钢轨磨屑的混合气体，将混合气体中的磨屑收集后将过滤后的气体排入大气中。

本实施例提供的除尘装置中除尘步骤分为两部分，一部分是简易尘气分离，另一部分是尘气精分离。与只对应的本实施例提供的除尘装置中将尘气分离部1分为两部分，初分离气道11与精分离气腔12。初分离气道11通过把钢轨打磨产生的尘气混合气体进行降温和惯性碰撞分离，将尘气混合气体中的大直径磨屑分离出尘气混合气体并留在初分离通道11内。经过简易分离的尘气混合气体进入精分离气腔12。在精分离气腔12内设置有多个滤筒121，经过简易分离的尘气混合气体再经滤筒121，使其中的小直径的钢轨打磨磨屑从简易分离后的混合气体中分离。精分离通道12中分离的小直径钢轨打磨磨屑落入精分离气腔中的下方的集尘部3。经过初分离气道11与精分离气腔12后的尘气混合气体中几乎将其中的钢轨打磨磨屑过滤干净。

在上述尘气混合气体完成过滤过程后，不含有钢轨打磨磨屑的气体进入洁净室4，经洁净室4后通过动力部5排入大气中。整个过程中，混合气体的动力来源是动力部5，动力部5设置有风机，安装在洁净室4的外侧。

在洁净室4内还设置有滤筒清理部2。经长时间工作后的除尘装置中的滤筒121上残留较多的钢轨打磨磨屑，影响之后的尘气混合气体的过滤，所以要根据滤筒121的使用情况对滤筒121进行清理。本实施例中用于清理滤筒121的装置是滤筒清理部2，其设置有脉冲阀22，脉冲阀22可喷出高压气体至滤筒121的内部对滤筒121进行清灰的处理，灰尘落入集尘部3内，通过观察集尘部3内的灰尘量对集尘部3进行清理，保障尘气混合气体的过滤质量。

本实施例提供的除尘装置通过动力部5的风机提供整个装置中尘气混合气体流动的动力，使钢轨打磨过程中的尘气混合气体全部顺利进入初分离气道1内进行降温以及惯性分离，再经精分离气腔对尘气混合气体进行进一步的分离，确保排入大气的气体中不含钢轨打磨磨屑。在洁净室4内设置滤筒清理部2对滤筒121进行反吹清理，使滤筒121能够保持良好的过滤性能，提高除尘装置的除尘效率。在精分离气腔中的下方设置集尘部3，可使尘气混合气体精分离过程以及滤筒清理过程中分离出的钢轨打磨磨屑集中处理，避免进入钢轨附近的环境中，避免了环境污染，还可回收再利用，减少资源的浪费。

本实施例提供的除尘装置对钢轨打磨过程中产生的尘气混合气体进行过滤，并对过滤的钢轨打磨磨屑进行收集，避免了对钢轨附近环境的污染；在洁净室4内设置滤筒清理部2对滤筒121进行反吹清理，使滤筒121能够保持高效率的过滤性能，进一步提高了除尘装置的除尘效率。

进一步地，初分离气道11与进气口111连通，在初分离气道11的气道壁上固定设置有两相互对应的挡板112，挡板112一端设置有翻折成型的整流段，气流经挡板后到达初分离气道11的底部。本实施例中集尘装置的进气口111设置在初分离气道11中，在初分离气道11中设置有z字形的流道，该流道是通过初分离气道11的气道壁与两相互对立设置的挡板112形成的。在z字形流道的每一流道拐折处均设置有圆滑过渡的整流段，进入进气口111的尘气混合气体经过两次拐折之后到达初分离气道11的底部，在初分离气道11的底部设置有灰斗，用于收集经z字形流道分离的大直径钢轨打磨磨屑。灰斗114设置在初分离气道内的底部，便于分离后的大直径钢轨打磨磨屑通过气流带动以及自身重力因素进入灰斗114。灰斗114可拆卸用于及时清理内部的钢轨打磨磨屑，避免堵塞初分离气道11。在初分离气道11内设置两相互对立的挡板112的目的是改变初分离气道11内的气体流动方向，在碰撞挡板112时，尘气混合气体中的钢轨打磨磨屑会从中分离落入灰斗114中进行集中收集处理。同时，设置两相互对立的挡板112就加长了尘气混合气体的流动的路程，不仅起到惯性分离尘气混合气体的作用，还可以对尘气混合气体进行降温，避免温度过高影响精分离祈祷中滤筒121的使用寿命。

进一步地，在初分离气道11顶端一侧设置有开口113连通精分离气腔12，滤筒121平行分层设置在精分离气腔12内，滤筒121两端固定在精分离气腔12的两相对的气道壁上。通过上述表述可知，初分离气道11的灰斗114设置在初分离气道11的底部，为使灰斗114收集的钢轨打磨磨屑不被气流带入精分离气腔12中，将初分离气道11与精分离气腔12连通的开口113设置在初分离气道11气道壁的上方的一侧。

在精分离气腔12内设置有多层的滤筒121，其原因在于通过多层的滤筒121的过滤，尘气混合气体中的小直径钢轨打磨磨屑可与滤筒121进行碰撞拦截脱离尘气混合气体而落在集尘部3内或者固定在滤筒121上。

精分离气腔12内的滤筒121可拆卸固定在精分离气腔12的两相互对立的气道壁上，并且各个滤筒121的中心轴线相互平行，这样就可以充分利用精分离气腔12内的空间，最大程度地对尘气混合气体进行尘、气分离。

参照图4-图6，本实施例提供的除尘装置的精分离气腔中设置滤筒121、滤筒支架1211、和滤筒端盖1213，滤筒121套装在滤筒支架1211上，滤筒支架1211靠近洁净室4的一端设置有螺纹并穿过精分离气腔12的气道壁，另一端通过滤筒端盖1213，用固定手轮1214固定在远离洁净室4的精分离气腔12的另一气道壁上。两个滤筒121顺次安装在一个滤筒支架1211上，将滤筒端盖1213压在外侧的滤筒121上，用固定手轮1214拧紧；滤筒121的出口端与一个文氏管1215连接，文氏管1215的出口正对着一个脉冲阀22，具有提高喷吹效果的左右作用；每个过滤筒121的面积约15m²左右。同一滤筒支架1211上设置有多个滤筒121，相邻两个过滤筒121对接处通过滤筒上的密封圈1217密封。滤筒支架1211上设置有至少一个滤筒121。滤筒121的结构是椭圆形的，滤筒121在安装时椭圆的短边位于水平方向，长边位于竖直方向，这样能充分利用垂直方向的空间，并有利于减小水平方向紧凑空间的流体阻力。

如图4所示的滤筒121的结构图，示出了滤筒121清理过程中的气体的流向，即从滤筒121的外部通过文氏管1215向滤筒121内部吹气，以清理在滤筒121上的钢轨打磨磨屑。滤筒121过滤尘气混合气体的气流方向与图4中示出的气流方向相反，尘气混合气体由滤筒121的外围通过滤材层1212后进入滤筒121内部，后经过文氏管1215进入洁净室4，再经动力部5排出除尘装置。

进一步地，参照图1-4、图7，在洁净室4内设置有滤筒清理部2，该滤筒清理部2中的气包21包括气罐211与储气包212，气罐211设置在洁净室4内，储气包212由于体积受限设置在洁净室外侧，气罐211与储气包212连通。气罐211通过导管连接脉冲阀22，其中，导管与脉冲阀22一一对应，脉冲阀22与滤筒121一一对应，脉冲阀22与脉冲阀控制器23导电连接。在对滤筒121进行清理的过程中，根据反吹清理需求，用脉冲控制器23设定定期(可根据使用需求)喷吹或者人工选择性喷吹，反向清理滤筒121。每次对滤筒121反吹的气量不低于35-45升，气罐211的容积不小于90升，气罐211内压力为0.4-0.7mpa。储气包212中储存气体对气罐211中的气体进行补充。储气包212可固定在除尘装置的外侧，也可以固定在钢轨打磨机上。储气包212通过管路与气罐211连接，脉冲阀控制器23控制脉冲阀22的开/闭，从而控制脉冲阀22向文氏管1215喷气的时间与速度，最大限度地清理滤筒121。

进一步地，集尘部3可拆卸设置有集尘抽屉31，在集尘抽屉31内部设置有隔板将集尘抽屉内部分割成等底面积的集尘槽，隔板上部设置有导尘槽。将集尘抽屉31分割为等底面积的集尘槽目的是避免精分离气腔12中气体将集尘抽屉中31的钢轨打磨磨屑吹向集尘抽屉的同一侧，造成集尘抽屉31在未装满的情况下一侧的钢轨打磨磨屑已经高出集尘抽屉31的边缘。将集尘抽屉分割成集尘槽避免了上述现象的产生，隔板上设置有导尘槽，使落入集尘抽屉31的钢轨打磨磨屑能够均匀分布在集尘抽屉31的底部，充分利用集尘抽屉31的空间，降低清理除尘抽屉31的频率，节约人工成本。

进一步地，在精分离气腔12的内侧顶部、滤筒121的上方设置有导流罩1216，其作用是防止进气的钢轨打磨磨屑直接落到滤筒121的顶部，能够避免反吹清理滤筒121的过程中吹下的钢轨打磨磨屑重复落到滤筒121的顶部以致缩短滤筒的使用寿命；同时能够将经初分离气道11后的尘气混合气体导向其下部的滤筒121，使得滤筒121腔内的流场分布趋向均匀，有利于提高集尘器的整体性能。

本实施例还涉及一种钢轨打磨列车，该钢轨打磨列车设置有如上述任一优选技术方案中所涉及的除尘装置，其中，初分离气道11的进气口111靠近钢轨，方便将钢轨打磨过程中的钢轨打磨磨屑收集到除尘装置中进行过滤净化。

采用本实施例提供的钢轨打磨列车进行钢轨打磨能够避免打磨磨屑进入大气中污染环境，有效提高了钢轨附近的空气质量，避免了钢轨附近居民因钢轨打磨引起的呼吸疾病，提高了钢轨附近居民的生活环境质量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。