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新型轨道吸污装置吸污能力研究

第3 3卷,第2期         中国铁道科学Vol.33No.2 

2 0 1 2年3月         CHINA RAILWAY 

SCIENCE March,2012 

文章编号:1001-4632(2012)02-0076-

06新型轨道吸污装置吸污能力研究

郭关柱

(昆明中铁大型养路机械集团有限公司第四研究所,云南昆明 650215

)  摘 要:采用扁形喷嘴倾斜吹风和较宽吸嘴吸风构造新型轨道吸污装置,在忽略空气的黏性力和密度变化、射流角度与气流离开轨道表面角度的差异以及吸风对吹风影响的前提下,进行新型轨道吸污装置吸污能力研究。

结果表明:在临界移动速度均为10km·h-1时,吸污风量为8×104 m3·h-1

的新型轨道吸污装置与吸风风量达28×104 m3

·h-1的法国VAKTRAK09系列轨道吸污装置的吸污能力相当;轨道吸污装置的临界吸污能力与临

界吹风速度、临界吸风速度和临界移动速度有关,在装置的吹风、吸风速度确定后,临界吸污能力取决于装置的临界移动速度。试验证明,射流角度为60°时吸污效果更好。  关键词:轨道吸污车;临界吸污能力;空气射流;射流角  中图分类号:U

216.1  文献标识码:A doi:10.3969/j

新型轨道吸污装置吸污能力研究

.issn.1001-4632.2012.02.14 收稿日期:2011-10-10;修订日期:2012-02-16 基金项目:中国铁建科研计划项目(10-

65C) 作者简介:郭关柱(

1973—),男,云南昆明人,高级工程师,博士。  轨道表面施工后残留大量的粉尘、石子及钢轨

打磨铁屑等污物,列车运行时气流会将污物卷起,损伤外围设备,影响行车安全。最早的轨道吸污车可追溯到1902年HOPE发明的气动灰尘收集清洁

装置[1]

;此后,HART等人先后发明了多种气动轨道清洁的装置和方法[2-

11];1990年,THEUR-ER等人发明了清洁轨道上部的铁路机械[12]

;1994

年,RENAUDIN等人发明了清洁轨道、尤其是地铁轨道的清洁车[

13]

。轨道吸污装置是轨道吸污车的关键组成部分,其吸污能力大小直接决定吸污车的工作效果和效率。本文针对法国VAKTRAK09

系列轨道吸污车吸污装置的不足,研究利用剪切力吹起污物颗粒的新型轨道吸污装置的吸污能力。

1 轨道吸污装置的吸污工作原理

  法国VAKT

RAK09系列轨道吸污车吸污装置的工作原理如图1所示。该车的最高移动速度为10km·h-1

,吸污风量为28×104 

m3

·h-1

,能够吸收的最大碎石粒径为3mm,但不能吸收钢轨打

磨产生的铁屑。

  从图1可以看出,由较粗大的圆形风管吹出的

风离开风管口后,从垂直方向呈扩散状吹向轨道表面。一部分气流碰到轨道表面后回流,与上方吹风

气流互相干涉;另一部分气流离开风管口后,直接

被吸风带走;还有一部分气流向四周散射。该装置的优点是采用高速气流吹和吸相结合的吸污原理,机械设备不直接接触轨道表面,安全、快速;其缺点是部分吹风气流产生相互干涉,吸污时消耗较大的风量,降低了工作效率;部分吹起的污物随吹风四散,无法进入吸风风道,吸污效果差且污染环境。

图1 法国VAKTRAK09系列轨道吸污装置工作原理图

  为提高吸污装置的工作效果和效率,采用扁形

喷嘴和较宽吸嘴结构构造一种新型轨道吸污装置,其工作原理如图2所示。图中:L0为有效剪切区的宽度,有效剪切区是指吹风在轨道表面发生方向变化的有效作用区;v0,v1和vmax分别为轨道吸污装