一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法与流程

1.本发明公开了一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，本发明涉及铁路技术领域。


背景技术：

2.铁路机车加速、减速、爬坡等环节中起着至关重要的作用,撒砂的目的是增加车轮与钢轨之间的粘着系数，列车起动困难或上坡车轮打滑时，需要通过机车撒砂装置向机车车轮与钢轨接触面上撒砂，从而增加电机车的粘着力以提高机车的牵引力或制动力，若机车在运行中若砂箱不下砂或撒砂量不足，将导致机车粘着系数降低，使机车发挥的牵引力不足，尤其在雨雪等恶劣天气或上坡启动时，更容易导致机车轮对空转或坡停导致机车停在线路上，严重影响正常线路行车。
3.正常来说，从撒砂口出来的气砂混合流应该是线性的，均匀的，并根据驾驶员操作的不同（点刹或线刹）而呈现规则的间歇性或持续性；实际操作来说，出砂口的砂体呈现的状态可能会是结块、不均匀、不规则的出砂中断等操作，这些出砂的情况，都需要工作人员在机车停止的状态下对机车撒砂系统进行检修，但在检修时需要先判定撒砂系统的故障，再针对相应的故障进行检修，进而增加了检修时间，进而增加机车晚点的概率。


技术实现要素：

4.为了实时监测铁路机车上撒砂系统的出砂状态，提高监测数据的精准度，本发明提供一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法。
5.本发明提供的一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，采用如下的技术方案：一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，包括砂箱、出砂管、监测机构以及控制面板，所述砂箱设置在机车上，所述出砂管设置在砂箱上，且出砂管与砂箱连通，所述监测机构设置在出砂管内，用于监测砂体状态，所述监测机构与控制面板电信号连接，用于将监测到出砂管的出砂信息传递至控制面板；触发撒砂信号后，根据监测机构的出砂信号判定出砂状态，若出砂信号在触发周期内一直显示为未出砂，则监测机构对出砂口进行监测；若出砂口有砂体凝结，则监测机构判定出砂口堵塞，需要对出砂口进行疏通；若出砂口没有砂体凝结，则监测系统判定管路堵塞或气压不足，需对出砂管疏通，调整气压。
6.通过采用上述技术方案，机车在起步或减速时需要对轨道上撒砂，增加轨道与机车的摩檫力，当机车需要撒砂时，监测机构对出砂状态时刻监测，监测机构将监测到出砂管的出砂信息传递至控制面板，若监测机构监测出砂管的出砂口有砂体凝结，则待机车停止后对出砂口的凝结进行疏通，若监测机构监测出砂管的出砂口没有砂体凝结，则对砂箱施加气压；由于监测机构对出砂状态实时监测，通过出砂状态判断出砂故障，在机车停止后根据监测机构检测的故障,对机车及时维修，进而减少了检修时间，进而减小机车晚点的概
率。
7.可选的，若出砂信号在触发周期内出现与触发信号周期不一致的己出砂，则监测机构对出砂口进行监测；若监测机构监测到砂体结块状态，则检测机构判定出砂管湿度大，需对出砂管进行干燥；若监测机构监测出入砂口漏气，则对入砂口进行修补。
8.通过采用上述技术方案，当监测机构监测出出砂管湿度较大时，则机车停车时对出砂管道进行烘干处理，若监测机构监测到入砂口漏气时，则机车停车时对入砂口进行修补，由于监测机构监测出出砂管湿度较大，以及入砂口漏气，使得机车在停车时可对出砂管道进行烘干，待机车停止时对入砂口进行修补，进而减小在下次启动机车时，下砂中断的概率。
9.可选的，出砂信号在触发周期内出现与触发信号周期一致的已出砂，则控制面板显示出砂正常。
10.通过采用上述技术方案，若监测机构监测到出砂管的出砂口出出砂正常，则控制面板显示为正常。
11.可选的，所述控制面板显示文字为：无砂、堵塞、正常、待机，且所述控制面板显示文字对应颜色为：红色、黄色、绿色、灰色。
12.通过采用上述技术方案，若下砂时，监测机构检测到出砂口无砂，则控制面板显示红色无砂字样；若下砂时，监测机构检测到出砂口堵塞，则控制面板显示黄色堵塞字样；若下砂时，监测机构检测到出砂口正常，则控制面板显示绿色正常字样；若待机时，则控制面板显示灰色待机字样。
13.可选的，所述监测机构包括可见光监测探头以及疏通组件，所述可见光监测探头设置在出砂管内，所述疏通组件包括支架、转轴、转杆以及驱动件，所述支架设置在出砂管内，所述转轴转动设置在支架上，所述转杆设置在转轴上，所述驱动件设置在砂箱上，所述驱动件与转轴传动连接，所述可见光监测探头与驱动件电信号连接。
14.通过采用上述技术方案，当可见光监测探头检测到出砂管内有砂体凝结时，可见光监测探头将信号传递至驱动件，驱动件驱动转轴转动，转轴带动转杆转动，转杆在转动时将凝结的砂体或堵塞在出砂管内的砂体搅拌粉碎，进而将出砂管进行疏通，进而使砂体从出砂管流到轨道上，进而使得机车在加速或减速时，增加机车与轨道的摩擦力，进而降低机车运行时的安全隐患。
15.可选的，所述监测机构还包括气压传感器以及气泵，所述气压传感器设置在砂箱内，所述气泵设置在砂箱上，所述气压传感器与气泵电信号连接。
16.通过采用上述技术方案，当气压传感器检测到砂箱内部气压不足时，气压传感器将信号传递至气泵，气泵对砂箱内部加压，使得砂箱内部压力达到能使砂体流出的压力，进而使得砂体从出砂管更流畅的流到轨道上，进而降低机车在运行时的安全隐患；当气泵对砂箱内部加压后，气压传感器持续检测到砂箱内部压力不足时，待机车到站后需对砂箱的密封性进行检查，并及时修补，进而降低机车在运行时的安全隐患。
17.可选的，所述监测机构还包括湿度传感器以及加热管，所述湿度传感器设置在出砂管内部，所述加热管嵌设在出砂管的内壁上，所述湿度传感器与加热管电信号连接。
18.通过采用上述技术方案，当湿度传感器检测到出砂管内部湿度较大时，湿度传感器将信号传递至加热管，加热管对出砂管进行加热，使加热管内的水分蒸发，进而降低出砂
管的湿度，进而降低砂体在出砂管内凝结的概率，进而使砂体更流畅的从出砂管流在轨道上。
19.可选的，还包括控制系统，所述控制系统包括；主控模块；比对模块，输入端与气压传感器电信号连接，输出端与主控模块电信号连接，输入端还与湿度传感器电信号连接，输出端与主控模块电信号连接，用于将出砂管的湿度及压力与预设值进行比较；主控模块，输入端与比对模块的输出端连接，输入端还与可见光监测探头电信号连接，输出端与气泵、加热管以及驱动件电信号连接，用于对出砂管加压、加热、疏通。
20.通过采用上述技术方案，湿度传感器以及气压传感器将检查到的信息传递至比对模块，比对模块将检测信息与预设值进行比对，并将比对结果传递至主控模块，可见光监测探头将探测到的砂体状态信息传递至主控模块，主控模块控制气泵对砂箱进行加压，主控模块控制加热管对出砂管加热，主控模块控制驱动件对出砂管疏通。
21.综上所述，本技术的有益效果为：1. 由于监测机构对出砂状态实时监测，通过出砂状态判断出砂故障，在机车停止后根据监测机构检测的故障,对机车及时维修，进而减少了检修时间，进而减小机车晚点的概率。
22.2. 当气压传感器检测到砂箱内部气压不足时，气压传感器将信号传递至气泵，气泵对砂箱内部加压，使得砂箱内部压力达到能使砂体流出的压力，进而使得砂体从出砂管更流畅的流到轨道上，进而降低机车在运行时的安全隐患；当气泵对砂箱内部加压后，气压传感器持续检测到砂箱内部压力不足时，待机车到站后需对砂箱的密封性进行检查，并及时修补，进而降低机车在运行时的安全隐患。
23.3. 可见光监测探头检测到出砂管内有砂体凝结时，可见光监测探头将信号传递至驱动件，驱动件驱动转轴转动，转轴带动转杆转动，转杆在转动时将凝结的砂体或堵塞在出砂管内的砂体搅拌粉碎，进而将出砂管进行疏通，进而使砂体从出砂管流到轨道上，进而使得机车在加速或减速时，增加机车与轨道的摩擦力，进而降低机车运行时的安全隐患。
附图说明
24.图1为本技术监测方法逻辑图；图2为本技术整体结构示意图；图3为图2沿a-a方向剖视图；图4为图3中a部放大图；图5为控制系统逻辑图。
25.附图标记说明：100、砂箱；200、出砂管；300、监测机构；310、可见光监测探头；320、疏通组件；321、支架；322、转轴；323、转杆；324、驱动件；330、湿度传感器；340、加热管；350、气压传感器；360、气泵。
具体实施方式
26.以下结合图1-图5对本技术作进一步详细说明。
27.本技术实施例公开一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，参照图1、图2、图3，包括砂箱100、出砂管200、监测机构300、控制面板以及控制系统，所述砂箱100通过螺栓连接在机车上，所述出砂管200通过螺栓连接在砂箱100上，且出砂管200与砂箱100连通，所述监测机构300设置在出砂管200内，用于监测砂体状态，所述监测机构300与控制面板电信号连接，用于将监测到出砂管200的出砂信息传递至控制面板，所述控制系统用于控制监测机构300。
28.参照图1，触发撒砂信号后，根据监测机构300的出砂信号判定出砂状态，若出砂信号在触发周期内一直显示为未出砂,代表砂体流出不足或无砂流出，则监测机构300对出砂口进行监测；若出砂口有砂体凝结，需要对出砂口进行疏通；若出砂口没有砂体凝结，则需对砂箱100进行调整气压；若出砂信号在触发周期内出现与触发信号周期不一致的己出砂，则监测机构300对出砂口进行监测；若监测机构300监测出出砂管200湿度较大，则对出砂管200进行干燥；若监测机构300监测出入砂口漏气，则对入砂口进行修补；若出砂信号在触发周期内出现与触发信号周期一致的已出砂，则控制面板显示出砂正常。
29.机车在起步或减速时需要对轨道上撒砂，增加轨道与机车的摩檫力，当机车需要撒砂时，监测机构300对出砂状态时刻监测，监测机构300将监测到出砂管200的出砂信息传递至控制面板，若监测机构300监测出砂管200的出砂口有砂体凝结，则待机车停止后对出砂口的凝结进行疏通，若监测机构300监测出砂管200的出砂口没有砂体凝结，则对砂箱100施加气压；由于监测机构300对出砂状态实时监测，通过出砂状态判断出砂故障，并解决相应的故障，进而使得机车在加速或减速时机车与轨道能得到较大的摩檫力，进而提高机车的安全性。当监测机构300监测出出砂管200湿度较大时，则机车停车时对出砂管200道进行烘干处理，若监测机构300监测到入砂口漏气时，则机车停车时对入砂口进行修补，由于监测机构300监测出出砂管200湿度较大，以及入砂口漏气，使得机车在停车时可对出砂管200道进行烘干，待机车停止时对入砂口进行修补，进而减小在下次启动机车时，下砂中断的概率。若监测机构300监测到出砂管200的出砂口出出砂正常，则控制面板显示为正常。
30.所述控制面板显示文字为：无砂、堵塞、正常、待机，且所述控制面板显示文字对应颜色为：红色、黄色、绿色、灰色。
31.若下砂时，监测机构300检测到出砂口无砂，则控制面板显示红色无砂字样；若下砂时，监测机构300检测到出砂口堵塞，则控制面板显示黄色堵塞字样；若下砂时，监测机构300检测到出砂口正常，则控制面板显示绿色正常字样；若待机时，则控制面板显示灰色待机字样。
32.参照图2-图4，所述监测机构300包括可见光监测探头310、疏通组件320、湿度传感器330、加热管340、气压传感器350以及气泵360，所述可见光监测探头310通过螺栓连接在出砂管200内，所述疏通组件320包括支架321、转轴322、转杆323以及驱动件324，所述驱动件324为驱动电机，所述支架321通过螺栓连接在出砂管200内臂上，所述转轴322转动连接在支架321上，所述转杆323通过螺栓连接在转轴322上，所述驱动件324通过螺栓连接在砂箱100上，所述驱动件324与转轴322传动连接，所述可见光监测探头310与驱动件324电信号连接；所述气压传感器350通过螺栓连接在砂箱100内，所述气泵360通过螺栓连接在砂箱
100上，所述气压传感器350与气泵360电信号连接；所述湿度传感器330通过螺栓连接在出砂管200内部，所述加热管340嵌设在出砂管200的内壁上，所述湿度传感器330与加热管340电信号连接。
33.当可见光监测探头310检测到出砂管200内有砂体凝结时，可见光监测探头310将信号传递至驱动件324，驱动件324驱动转轴322转动，转轴322带动转杆323转动，转杆323在转动时将凝结的砂体或堵塞在出砂管200内的砂体搅拌粉碎，进而将出砂管200进行疏通，进而使砂体从出砂管200流到轨道上，进而使得机车在加速或减速时，增加机车与轨道的摩擦力，进而降低机车运行时的安全隐患。
34.当气压传感器350检测到砂箱100内部气压不足时，气压传感器350将信号传递至气泵360，气泵360对砂箱100内部加压，使得砂箱100内部压力达到能使砂体流出的压力，进而使得砂体从出砂管200更流畅的流到轨道上，进而降低机车在运行时的安全隐患；当气泵360对砂箱100内部加压后，气压传感器350持续检测到砂箱100内部压力不足时，待机车到站后需对砂箱100的密封性进行检查，并及时修补，进而降低机车在运行时的安全隐患。
35.当湿度传感器330检测到出砂管200内部湿度较大时，湿度传感器330将信号传递至加热管340，加热管340对出砂管200进行加热，使加热管340内的水分蒸发，进而降低出砂管200的湿度，进而降低砂体在出砂管200内凝结的概率，进而使砂体更流畅的从出砂管200流在轨道上。
36.参照图5，所述控制系统包括；主控模块；比对模块，输入端与气压传感器350电信号连接，输出端与主控模块电信号连接，输入端还与湿度传感器330电信号连接，输出端与主控模块电信号连接，用于将出砂管200的湿度及压力与预设值进行比较；主控模块，输入端与比对模块的输出端连接，输入端还与可见光监测探头310电信号连接，输出端与气泵360、加热管340以及驱动件324电信号连接，用于对出砂管200加压、加热、疏通。
37.湿度传感器330以及气压传感器350将检查到的信息传递至比对模块，比对模块将检测信息与预设值进行比对，并将比对结果传递至主控模块，可见光监测探头310将探测到的砂体状态信息传递至主控模块，主控模块控制气泵360对砂箱100进行加压，主控模块控制加热管340对出砂管200加热，主控模块控制驱动件324对出砂管200疏通。
38.本技术发明一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法的实施原理为：机车在起步或减速时需要对轨道上撒砂，增加轨道与机车的摩檫力，当机车需要撒砂时，监测机构300对出砂状态时刻监测，监测机构300将监测到出砂管200的出砂信息传递至控制面板，若监测机构300监测出砂管200的出砂口有砂体凝结，则待机车停止后对出砂口的凝结进行疏通，若监测机构300监测出砂管200的出砂口没有砂体凝结，则对砂箱100施加气压；由于监测机构300对出砂状态实时监测，通过出砂状态判断出砂故障，并解决相应的故障，进而使得机车在加速或减速时机车与轨道能得到较大的摩檫力，进而提高机车的安全性。当监测机构300监测出出砂管200湿度较大时，则机车停车时对出砂管200道进行烘干处理，若监测机构300监测到入砂口漏气时，则机车停车时对入砂口进行修补，由于监测机构300监测出出砂管200湿度较大，以及入砂口漏气，使得机车在停车时可对出砂管200
道进行烘干，待机车停止时对入砂口进行修补，进而减小在下次启动机车时，下砂中断的概率。若监测机构300监测到出砂管200的出砂口出出砂正常，则控制面板显示为正常。
39.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，其特征在于：包括砂箱（100）、出砂管（200）、监测机构（300）以及控制面板，所述砂箱（100）设置在机车上，所述出砂管（200）设置在砂箱（100）上，且出砂管（200）与砂箱（100）连通，所述监测机构（300）设置在出砂管（200）内，用于监测砂体状态，所述监测机构（300）与控制面板电信号连接，用于将监测到出砂管（200）的出砂信息传递至控制面板；触发撒砂信号后，根据监测机构（300）的出砂信号判定出砂状态，若出砂信号在触发周期内一直显示为未出砂，则监测机构（300）对出砂口进行监测；若出砂口有砂体凝结，则监测机构（300）判定出砂口堵塞，需要对出砂口进行疏通；若出砂口没有砂体凝结，则监测系统判定管路堵塞或气压不足，需对出砂管（200）疏通，调整气压。2.根据权利要求1所述的一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，其特征在于：若出砂信号在触发周期内出现与触发信号周期不一致的己出砂，则监测机构（300）对出砂口进行监测；若监测机构（300）监测到砂体结块状态，则检测机构判定出砂管（200）湿度大，需对出砂管（200）进行干燥；若监测机构（300）监测出入砂口漏气，则对入砂口进行修补。3.根据权利要求2所述的一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，其特征在于：出砂信号在触发周期内出现与触发信号周期一致的已出砂，则控制面板显示出砂正常。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，其特征在于：所述控制面板显示文字为：无砂、堵塞、正常、待机，且所述控制面板显示文字对应颜色为：红色、黄色、绿色、灰色。5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，其特征在于：所述监测机构（300）包括可见光监测探头（310）以及疏通组件（320），所述可见光监测探头（310）设置在出砂管（200）内，所述疏通组件（320）包括支架（321）、转轴（322）、转杆（323）以及驱动件（324），所述支架（321）设置在出砂管（200）内，所述转轴（322）转动设置在支架（321）上，所述转杆（323）设置在转轴（322）上，所述驱动件（324）设置在砂箱（100）上，所述驱动件（324）与转轴（322）传动连接，所述可见光监测探头（310）与驱动件（324）电信号连接。6.根据权利要求5所述的一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，其特征在于：所述监测机构（300）还包括气压传感器（350）以及气泵（360），所述气压传感器（350）设置在砂箱（100）内，所述气泵（360）设置在砂箱（100）上，所述气压传感器（350）与气泵（360）电信号连接。7.根据权利要求6所述的一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，其特征在于：所述监测机构（300）还包括湿度传感器（330）以及加热管（340），所述湿度传感器（330）设置在出砂管（200）内部，所述加热管（340）嵌设在出砂管（200）的内壁上，所述湿度传感器（330）与加热管（340）电信号连接。8.根据权利要求1所述的一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括；主控模块；比对模块，输入端与气压传感器（350）电信号连接，输出端与主控模块电信号连接，输入端还与湿度传感器（330）电信号连接，输出端与主控模块电信号连接，用于将出砂管
（200）的湿度及压力与预设值进行比较；主控模块，输入端与比对模块的输出端连接，输入端还与可见光监测探头（310）电信号连接，输出端与气泵（360）、加热管（340）以及驱动件（324）电信号连接，用于对出砂管（200）加压、加热、疏通。

技术总结
本发明公开一种通过监测出砂状态调整机车撒砂系统的方法，涉及铁路机车的技术领域，包括砂箱、出砂管、监测机构、控制面板以及控制系统，所述砂箱通过螺栓连接在机车上，所述出砂管通过螺栓连接在砂箱上，且出砂管与砂箱连通，所述监测机构设置在出砂管内，用于监测砂体状态，所述监测机构与控制面板电信号连接，用于将监测到出砂管的出砂信息传递至控制面板，所述控制系统用于控制监测机构；由于监测机构对出砂状态实时监测，通过出砂状态判断出砂故障，并解决相应的故障，进而使得机车在加速或减速时机车与轨道能得到较大的摩檫力，进而提高机车的安全性。而提高机车的安全性。而提高机车的安全性。


技术研发人员：孙德明 刘东海
受保护的技术使用者：山东创享智能科技有限公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/1/31