自移式铁路KM70型运煤车厢底部冻煤清理装置和方法与流程

自移式铁路km70型运煤车厢底部冻煤清理装置和方法
技术领域
1.本发明涉及一种自移式铁路km70型运煤车厢底部冻煤清理装置和方法，是一种自动化机械运输辅助设备和方法，是一种针对倾斜车底的铁路运煤车厢底部冻煤清理设备和清理工艺方法。


背景技术：

2.km70型运煤车厢的车厢底部不是平坦的，而是设计为底部纵向中间突起形成倒锥的倾斜板，车厢两侧也为倒锥的倾斜板，两侧的倾斜板与中间的纵向倾斜板构成底部的四个出煤口。在正常情况下，车厢中的煤炭在出煤口开启时能够沿四棱柱漏斗的四面倾斜板顺利的流走。然而在冬季，当煤炭中含水较多时，容易发生冻结，特别是与车厢板接触的煤炭特别容易冻结，致使卸车后有为数不少的煤炭板结在倾斜的车厢板上，不能顺畅的流出，需要人工进行清理。而人工清理劳动强度大，是天寒地冻的露天作业，费时费力。如何改变这种状况，是一个需要解决的问题。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种自移式铁路km70型运煤车厢底部冻煤清理装置和方法。所述的装置是一种专用的冻煤清理机械装置配合相应的冻煤清理工艺，能够实现冻煤清理的完全自动化，提高了工作效率，降低了劳动强度。
4.本发明的目的是这样实现的：一种自移式铁路km70型运煤车厢底部冻煤清理装置，包括：外形能够容纳km70型运煤车厢框架，所述的框架顶端设有一根沿车厢长度的直梁，直梁上设有三个能够沿直梁运动的小车，各个所述的小车上设有伸缩柱，所述的伸缩柱下端设置至少两个能够摆动的滚刷，所述滚刷的设置为：前、后小车伸缩柱上的滚刷为左右分岔的倒v字形分布，并能够向前或向后摆动、向左或向右摆动，摆动的最大角度为与伸缩柱成90度的水平状态，中间小车伸缩柱的滚刷为前后分岔的倒v字形分布，并能够向左或向右摆动与伸缩柱成90度的水平状态。
5.进一步的，所述的小车的设有提供小车运动的齿轮齿条或摩擦轮。
6.进一步的，所述的伸缩柱设有提供伸缩动力的液压缸或电缸。
7.进一步的，所述的滚刷为：中心圆柱形滚筒，滚筒外圆周设置螺旋形叶片，所述的螺旋形叶片上沿螺线外缘均匀设有切割刀。
8.进一步的，所述的框架上有车厢位置检测传感器，各个所述的小车和伸缩柱上设有位移传感器，各个所述的滚刷上设有防撞传感器，所述的各个传感器与中央控制器连接。
9.进一步的，所述的伸缩柱上还设有热风器。
10.进一步的，所述的热风器是电加热器或热风管。
11.一种使用上述冻煤清理装置自移式铁路km70型运煤车厢底部冻煤清理方法，所述方法的步骤如下：步骤1，进入工位：被清理车厢进入到清理装置的框架中，在被清理车厢进入框架
之前，所述的清理装置处于原始状态，所述的原始状态是：各个伸缩柱处于最短的缩入状态，各个滚刷处理水平状态；车厢位置检测传感器探测到车厢的准确位置，将前、后伸缩柱对准车厢的前后缘，中间伸缩柱对准车厢中的凸起；步骤2，伸出滚刷：各个伸缩柱伸出，在防撞传感器的监测下，前、后伸缩柱伸长至滚刷接近至车厢的前、后车厢前、后倾斜板的位置；中间伸缩柱伸长至滚刷接近至车厢中部倒锥倾斜板的位置；之后旋转各个滚刷的回转中心轴线，使滚刷的回转中心轴线与对应的倾斜面平行；步骤3，清除前、后和中间横脊倾斜板残余煤炭：开启热风器，将热风垂向结冰的煤炭，同时启动各个滚刷，使各个滚刷绕各自的回转中心轴线旋转；同时前、后小车分别向后、向前缓慢运行，同时伸缩柱向下伸长，使前后滚刷能够沿对应的倾斜面向下移动，同时使滚刷的回转中心轴线在与对应的倾斜板平面中摆动，使前、后滚刷产生扫过前、后倾斜板的动作；同时中间滚刷的回转中心线也产生沿倾斜面的摆动，使中间滚刷产生扫过中间倒锥倾斜板的动作；步骤4，清除长脊倾斜板残余煤炭：车厢前后倾斜板和中脊倒锥的倾斜板上的残煤清除后，中间伸缩柱收回，回到原始状态；前后小车继续向后、向前移动，前、后滚刷中心轴线的摆动改为沿长脊倾斜面的摆动，直到前、后小车在中间小车处汇合；步骤5，结束清除作业：前后伸缩柱收起，同时前、后小车分别向前、向后运动，回到原始状态。
12.本发明的优点和有益效果是：本发明利用能够摆动和前后移动的滚刷对冻结的煤炭进行切割，由于km70型运煤车厢的底部特殊性，本发明设计了特殊的滚刷结构，在简化结构的前提下，尽量减少滚刷位移结构，通过摆动和前后移动，即实现了对车厢各个角落的清理。本发明结构简单，可以实现完全的自动化清理，提高了工作效率，降低了劳动强度。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
14.图1是本发明实施例一所述装置处于原始状态的结构示意图；图2是本发明实施例一所述装置处于工作状态的结构示意图；图3是本发明实施例一所述装置处于工作状态的结构示意图，是图2中a向视图；图4是本发明实施例四所述滚刷的结构示意图。
具体实施方式
15.实施例一：本实施例是一种自移式铁路km70型运煤车厢底部冻煤清理装置，如图1、2、3所示。本实施例包括：外形能够容纳km70型运煤车厢框架1，所述的框架顶端设有一根沿车厢长度的直梁2，直梁上设有三个能够沿直梁运动的小车3、4、5，各个所述的小车上设有伸缩柱301、401、501，所述的伸缩柱下端设置至少两个能够摆动的滚刷302、402、502，所述滚刷的设置为：前后小车伸缩柱上的滚刷为左右分岔的倒v字形分布，见图3，并能够向前或向后摆动、向左或向右摆动，摆动的最大角度为与伸缩柱成90度的水平状态，中间小车伸缩柱的滚刷为前后分岔的倒v字形分布，见图2，并能够向左或向右摆动与伸缩柱成90度的水平状态。
16.本实施例所述的冻煤清理装置所针对的是铁路km70型运煤车厢6（图1-3中双点划线表示）。这种车厢的底部有四个闸门601，分别设置在车厢两侧底部。为了卸车方便，车厢的底板不是平坦的，而是设置了一道沿车厢前进方向倒v字形的长脊602，长脊两侧是倾斜的车厢底板，在车厢的前板603和后板604也是倾斜的，车厢的中部还设有一个倒v字形的横脊605，如图1-3所示。
17.由于这种车厢底板的特殊性，用人工或普通的机械设备除冻煤比较困难，为此本实施例设计了专门的除冻煤装置。本实施例针对车厢的特殊性，使用三套设施，分别针对车厢前、后段和车厢中段。使用具有切割能力的滚刷破碎和清除冰冻坚硬的残煤，使用小车和伸缩柱，使滚刷能够准确的达到需要清理的位置。
18.所述的滚刷外形为圆筒形，圆筒的外圆面设置螺旋形叶片，叶片的外缘按一定的间距设置切割刀，利用叶片和切割刀的螺旋旋转破碎冻煤。前、后滚刷以及中间滚刷都应当能够摆动，即以滚刷的回转中心轴线与伸缩柱铰接点为轴心实现摆动，使滚刷具有扫动的能力，扩大滚刷的清除范围。
19.所述的框架中央，沿车厢行走方向设置一条工字型的钢轨作为小车运动的轨道，所述的小车可以使用摩擦轮或齿轮齿条，通过电动机带动小车前后行走。
20.所述的伸缩柱通过液压缸或电缸等驱动设备产生伸缩的动作，带动滚刷上下运动。
21.在滚刷、伸缩柱和小车上可以设置位移传感器和防撞传感器，并利用数字化控制器对小车、伸缩柱和滚刷的动作进行控制，使整个清除冻煤的过程实现自动化。
22.为更快清除冻煤，或应对寒冷的气候，可以在滚刷上设置热风器，利用热风吹化冻煤，使其更加容易破碎。热风器可以是电加热的吹风机，也可以是热风管。
23.实施例二：本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于小车的细化，本实施例所述的小车的设有提供小车运动的齿轮齿条或摩擦轮。
24.小车在轨道中运行需要一定的动力，可以使用齿轮齿条带动小车运动，即在轨道边设置齿条，在小车上设置电机带动齿轮在齿条上滚动，产生动力。齿轮齿条传动的优势在于传动刚性优越，动力输出稳定可靠，只是成本略高。也可以使用摩擦轮带动小车运动，即简单的用滚轮在轨道上滚动，这种结构成本较低，容易打滑，传动性能较差。
25.实施例三：本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于伸缩柱的细化，本实施例所述的伸缩柱设有提供伸缩动力的液压缸或电缸。
26.伸缩柱的动力可以采用液压缸或电缸。液压缸需要有液压站支持，但液压输出稳定可靠，而电缸动力源可以直接使用市电，因此方便耐用。
27.实施例四：本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于滚刷的细化，本实施例所述的滚刷为：中心圆柱形滚筒021，滚筒外圆周设置螺旋形叶片022，所述的螺旋形叶片上沿螺线外缘均匀设有切割刀023，如图4所示。
28.螺旋叶片具有切割和推动的作用，切割刀是硬质金属，能够维持较长时间的锋利。
29.实施例五：
本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于框架的细化，本实施例所述的框架上有车厢位置检测传感器，各个所述的小车和伸缩柱上设有位移传感器，各个所述的滚刷上设有防撞传感器，所述的各个传感器与中央控制器。
30.实施例六：本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于伸缩柱的细化，本实施例所述的伸缩柱上还设有热风器。
31.热风器可以设置在滚刷上，也可以设置在伸缩柱上，以能够吹到冻结的煤炭为要。
32.实施例七：本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于热风器的细化，本实施例所述的热风器是电加热器或热风管。
33.电加热器可以通过电热丝配合吹风机，热风管7（见图3）则需要连接到专门加热炉中。
34.实施例八：本实施例是一种使用上述实施例所述冻煤清理装置自移式铁路km70型运煤车厢底部冻煤清理方法。
35.本实施例的基本思路是利用带有旋转利刃的滚刷对冻煤进行切割和破碎，滚刷沿车厢的倾向面运动，并摆动，以扫过倾斜面，并利用滚刷外圆面的螺旋叶片和叶片外缘上设置的利刃对冻煤进行切割和破碎，实现残余冻煤的清理。
36.所述方法的步骤如下：步骤1，进入工位：被清理车厢进入到清理装置的框架中，在被清理车厢进入框架之前，所述的清理装置处于原始状态，所述的原始状态是：各个伸缩柱处于最短的缩入状态，各个滚刷处理水平状态；车厢位置检测传感器探测到车厢的准确位置，将前、后伸缩柱对准车厢的前后缘，中间伸缩柱对准车厢中的凸起。
37.当清理开始时，首先车厢来到装车的框架下，大致对齐三个小车的位置。清理装置处于原始状态时，滚刷停止旋转和摆动，前端小车对准车厢的前缘倾斜板的顶部，后端小车对准车厢的后缘倾斜板的顶部，中间小车对准车厢中间的横脊。当设置了传感器和中央控制器后，所述的原始状态也是自动化设备的初始化起点。
38.步骤2，伸出滚刷：各个伸缩柱伸出，在防撞传感器的监测下，前、后伸缩柱伸长至滚刷接近至车厢的前、后车厢前、后倾斜板的位置；中间伸缩柱伸长至滚刷接近至车厢中部倒锥倾斜板的位置；之后旋转各个滚刷的回转中心轴线，使滚刷的回转中心轴线与对应的倾斜面平行。
39.伸缩柱带动滚刷向车厢内壁运动，为防止滚刷撞到车厢板，需要使用激光雷达或其他能够监测距离的传感器测量滚刷与车厢板面之间的距离。所述接近距离大约在5-10厘米之间。
40.步骤3，清除前、后和中间横脊倾斜板残余煤炭：开启热风器，将热风垂向结冰的煤炭，同时启动各个滚刷，使各个滚刷绕各自的回转中心轴线旋转；同时前、后小车分别向后、向前缓慢运行（两种小车向车厢中部相对而行），同时伸缩柱向下伸长，使前后滚刷能够沿对应的倾斜面向下移动（即滚刷的回转中心轴线在倾斜面中移动，并保持与车厢倾斜面的平行），同时使滚刷的回转中心轴线在与对应的倾斜板平面中摆动，使前、后滚刷产生扫过
前、后倾斜板的动作；同时中间滚刷的回转中心线也产生沿倾斜面的摆动，使中间滚刷产生扫过中间倒锥倾斜板的动作。
41.清理前、后倾斜的车厢板时，滚刷沿车厢板面摆动，清理中脊时滚刷沿到v字形的倾斜板面摆动，实现清扫。
42.步骤4，清除长脊倾斜板残余煤炭：车厢前后倾斜板和中脊倒锥的倾斜板上的残煤清除后，中间伸缩柱收回，回到原始状态；前、后小车继续向后、向前移动（前、后小车相对向车厢中间运动），前、后滚刷中心轴线的摆动改为沿长脊倾斜面的摆动，直到前、后小车在中间小车处汇合。
43.清理中脊时，中间小车静止不同，并收缩提起滚刷。
44.步骤5，结束清除作业：前后伸缩柱收起，同时前、后小车分别向前、向后运动，回到原始状态。
45.清理结束和，前、后小车和中间小车回到原始位置，以进行下一节车厢的清理。
46.最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如类似车厢的型号、各个动作的动力及动力传递方式、步骤的先后顺序等）进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。