适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置及方法与流程

本发明涉及一种沙尘防治装置，特别涉及一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置及方法，属于机械技术领域。

背景技术：

为了防治铁路风沙危害，相关部门在铁路路基两侧不同位置设置了众多阻沙措施，挡墙是其中最为常用的措施，一般设置高速铁路路基两侧，高度可达4.0m，用来阻截风沙对铁路的直接危害。风沙流在途径挡墙时，随着风速减弱和携沙气流能量的衰减，部分沙粒会堆积在挡墙前后，形成二次沙源，对高速铁路造成潜在威胁。另外，由于挡墙对气流的抬升和阻滞作用，挡墙背风侧易形成涡旋回流区，在弱风环境下，粒径较小的沙尘将聚集在挡墙背风侧，一旦风向发生偏转，堆积在挡墙两侧的沙尘将被直接输移到道轨上，严重影响高铁的安全运营。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置及方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，其包括可调式阻尼筛、沉沙池、漏沙板、强力吹沙系统和t型挂件，其中，

所述可调式阻尼筛包括固定框架以及两个相对设置的阻尼筛体，所述阻尼筛体设置在所述固定框架上，并在两个所述阻尼筛体之间围合形成一收容空间，沙尘能够穿过所述阻尼筛体进入所述收容空间；

所述沉沙池设置在所述收容空间内，并至少用于收集经所述阻尼筛体进入收容空间内的沙尘；

所述漏沙板设置在所述收容空间内并位于所述沉沙池的下方，所述漏沙板具有多个过沙孔，所述过沙孔至少用于阻滞砾石；

所述强力吹沙系统至少用于对道轨内侧的沙尘进行吹扫；

所述t型挂件设置在导轨两侧的挡墙缝隙中，并至少用于阻挡挡墙前形成的积沙在风力作用下跃过挡墙形成二次沙源，或者，所述t型挂件设置在所述可调式阻尼筛的顶部，并至少用于使沙尘跃过挡墙和道轨。

本发明实施例还提供了一种高速铁路挡墙路段风沙尘防治方法，其包括：

提供所述的适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置；

将所述适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置设置于道轨两侧的挡墙之间，并使所述适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置沿导轨行进，通过所述可调式阻尼筛与挡墙之间的“狭管效益”，从而形成一股加速抬升气流，促使挡墙上方的携沙气流加速越过道轨，以及

以沉沙池收集无法跃过高铁的沙尘，并以强力吹沙系统对道轨内侧的沙尘进行吹扫。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

1)本发明实施例提供的一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，可以配合挡墙实现防风阻沙的功能，打碎挡墙两侧的大涡气流，减弱挡墙对携沙气流直接的弹性碰撞作用，使部分携沙气流能顺利穿越列车运行区(可以理解为道轨)，并将其输送至路基下风侧；

2)本发明实施例提供的一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，采用装配式结构和组件，在强风沙环境路段和大风季节，可以实地进行组装配套，能够快速、高效产生风沙防治效果，满足高速铁路快速、高等级和高标准的风沙防治需求；

3)本发明实施例提供的一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，充分利用可调式阻尼筛与挡墙之间的“狭管效益”，形成一股加速抬升气流，促使挡墙上方的携沙气流加速越过铁路道轨，避免沙粒在道轨两侧的减速沉降，因势利导地减弱上风向风沙对铁路的侵害。

附图说明

图1是本发明一典型实施案例中一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置的结构示意图；

图2是本发明一典型实施案例中一种蜂窝状阻尼筛的结构示意图；

图3是本发明一典型实施案例中一种漏沙板的结构示意图；

图4是本发明一典型实施案例中一种沉沙池的结构示意图；

图5是本发明一典型实施案例中一种弹性连接杆伸长状态下的结构示意图；

图6是本发明一典型实施案例中一种弹性连接杆的结构示意图；

图7是本发明一典型实施案例中一种车轮的整体结构示意图；

图8是本发明一典型实施案例中一种车轮的正视结构示意图；

图9是本发明一典型实施案例中一种车轮的侧视结构示意图；

图10是本发明一典型实施案例中一种车轮的内侧结构示意图；

图11是本发明一典型实施案例中一种车轮的外侧结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本发明实施例提供了一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，其包括可调式阻尼筛、沉沙池、漏沙板、强力吹沙系统和t型挂件，其中，

所述可调式阻尼筛包括固定框架以及两个相对设置的阻尼筛体，所述阻尼筛体设置在所述固定框架上，并在两个所述阻尼筛体之间围合形成一顶部开放的收容空间，沙尘能够穿过所述阻尼筛体进入所述收容空间；

所述沉沙池设置在所述收容空间内或者所述沉沙池与所述收容空间连通，并至少用于收集经所述阻尼筛体进入收容空间内的沙尘；

所述漏沙板设置在所述收容空间内并位于所述沉沙池的下方，所述漏沙板具有多个过沙孔，所述过沙孔至少用于阻滞砾石；

所述强力吹沙系统至少用于对道轨内侧的沙尘进行吹扫；

所述t型挂件设置在导轨两侧的挡墙缝隙中，并至少用于阻挡挡墙前形成的积沙在风力作用下跃过挡墙形成二次沙源，或者，所述t型挂件设置在所述可调式阻尼筛的顶部，并至少用于使沙尘跃过挡墙和道轨。

进一步的，所述t型挂件通过螺纹连接件固定在可调阻尼筛的顶部。

进一步的，所述t型挂件包括伸长杆和檐式弯头，所述伸长杆的长度可以调节，所述伸长杆和檐式弯头之间的夹角角度可以调节。

进一步的，所述伸长杆和檐式弯头通过螺纹连接件连接，其中，所述伸长杆和檐式弯头均倾斜设置，且所述伸长杆和檐式弯头的倾斜方向相反。

进一步的，两个阻尼筛体之间还设置有至少一连接杆，所述连接杆的两端分别与所述两个阻尼筛体固定连接，其中，所述连接杆的长度可以调节，至少可以通过调节所述连接杆的长度而改变所述两个阻尼筛体之间的间距，例如，所述连接杆可以为液压收缩式连接杆。

进一步的，所述阻尼筛体通过锁扣与固定框架连接，所述阻尼筛体包括两个以上叠设的阻尼筛网，且至少一个阻尼筛网的位置可以调节，至少可以通过调节至少一个所述阻尼筛网的位置而改变所述阻尼筛体的孔隙率。

进一步的，所述阻尼筛网为蜂窝状结构。

进一步的，所述阻尼筛体的孔隙率为10-60％。

进一步的，所述沉沙池通过抽拉方式或翻斗方式与所述可调式阻尼筛连接配合，例如，所述可调节式阻尼筛的固定框架上设置有卡槽，所述沉沙池活动设置在所述卡槽内，并能够通过抽拉的方式与所述固定框架连接配合。

进一步的，所述适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置包括：依次叠设的多个漏沙板，所述漏沙板上具有多个沿其厚度方向设置的通孔，所述多个漏沙板上的多个通孔相互连通而形成所述的过沙孔，其中，至少一个漏沙板能够沿通孔的径向方向被移动。

进一步的，所述通孔的孔径为2cm，所述过沙孔长度为3cm。

进一步的，所述强力吹沙系统悬挂在所述漏沙板的底部，并对应设置在所述过沙孔的底部。

进一步的，所述强力吹沙系统能够自由旋转。

进一步的，所述可调式阻尼筛的底部还设置有车轮。

进一步的，所述可调式阻尼筛上还设置有用于与牵引车连接的牵引栓。

本发明实施例还提供了一种高速铁路挡墙路段风沙尘防治方法，其包括：

提供所述的适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置；

将所述适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置设置于道轨两侧的挡墙之间，并使所述适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置沿导轨行进，通过所述可调式阻尼筛与挡墙之间的“狭管效益”，从而形成一股加速抬升气流，促使挡墙上方的携沙气流加速越过道轨，以及以沉沙池收集无法跃过高铁的沙尘，并以强力吹沙系统对道轨内侧的沙尘进行吹扫。

如下将结合附图以及具体实施例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

实施例1

请参阅图1，一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，设置在道轨两侧的挡墙之间，其包括可调式阻尼筛、沉沙池、漏沙板、强力吹沙系统和t型挂件，其中，

所述可调式阻尼筛包括固定框架以及两个相对设置的阻尼筛体，所述阻尼筛体通过锁扣与所述固定框架连接，并在两个所述阻尼筛体之间围合形成一收容空间，无法越过道轨的沙尘能够穿过所述阻尼筛体进入所述收容空间；

所述沉沙池设置在所述收容空间内或者所述沉沙池与所述收容空间连通，并至少用于收集经所述阻尼筛体进入收容空间内的沙尘；

所述漏沙板设置在所述收容空间内并位于所述沉沙池的下方，所述漏沙板具有多个过沙孔，所述过沙孔至少用于阻滞砾石；

所述强力吹沙系统至少用于对道轨内侧的沙尘进行吹扫；

所述t型挂件设置在导轨两侧的挡墙缝隙中，并至少用于阻挡挡墙前形成的积沙在风力作用下跃过挡墙形成二次沙源，或者，所述t型挂件通过螺丝等螺纹连接件固定设置在所述可调式阻尼筛的顶部，并至少用于使沙尘跃过挡墙和道轨。

具体的，请再次参阅图1，所述t型挂件包括伸长杆和檐式弯头，所述伸长杆的长度可调，收缩时的最短长度为10cm，伸长后的最大长度为50cm，檐式弯头的长度为5cm；其中，檐式弯头与伸长杆之间通过螺丝固定，檐式弯头与伸长杆之间的连接角度连续可调；该t型挂件的作用包括：当其横挂在挡墙组合板的缝隙中时，可阻挡道轨挡墙前形成的积沙在风力作用下跃过挡墙形成二次沙源；当其固定在可调式阻尼筛顶部时可使沙尘顺利跃过挡墙和道轨，避免在道轨上积沙。

具体的，请参阅图1和图2，两个阻尼筛体之间还设置有至少一连接杆，所述连接杆的两端分别与所述两个阻尼筛体固定连接，其中，所述连接杆为长度可以调节的液压收缩式连接杆，至少可以通过调节所述连接杆的长度而改变所述两个阻尼筛体之间的间距。

具体的，请参阅图1、图5和图6，所述连接杆的两端通过大型螺栓与可调式阻尼筛相连，使用时可依据道轨宽度调节其长度，不使用时，可以将其收缩至最短以减小体积，同时可以通过拆卸便于运输，例如，所述连接杆的最大长度为3m，收缩后的最短长度为1m。

具体的，所述阻尼筛体包括两个以上叠设的阻尼筛网，多个阻尼筛网安装在固定框架上，所述阻尼筛网为蜂窝状结构，且至少一个阻尼筛网的位置可以调节，可通过使多个阻尼筛网叠置的方式对可调式阻尼筛的高度进行调整，单个阻尼筛网的规格为1m×2m，阻尼筛体的孔隙度可依据风况环境和积沙情况自行选择进行调节，例如，至少可以通过调节至少一个所述阻尼筛网的位置而使所述阻尼筛体的孔隙率于10-60％内调节。

具体的，请参阅图3，所述适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置包括依次叠设的多个漏沙板，所述漏沙板上具有多个沿其厚度方向设置的通孔，所述多个漏沙板上的多个通孔相互连通而形成所述的过沙孔，所述过沙孔至少用于阻截砾石的通过，防止砾石堆积在道轨对铁路造成危害；其中，至少一个漏沙板能够沿通孔的径向方向被移动，例如，可以通过抽拉其中至少一个漏沙板而使多个漏沙板上的多个通孔同轴设置或者相互交错，从而改变过沙孔的宽度；例如，所述漏沙板上的通孔的孔径为2cm，过沙孔的长度为3cm。

具体的，所述强力吹沙系统挂置过沙孔的底部，并可实现360°自由旋转，强力吹沙系统通过风力作用将堆积在道轨内侧的沙粒吹到道轨外围，以避免积沙对道轨的轧埋，影响行车安全；当然，可以依据周边积沙情况调整风力方向及强度，其中，所述强力吹沙系统通过电力驱动。

具体的，请参阅图4，沉沙池主要用于无法跃过道轨的沙尘的沉降，避免其落在道轨上对行车造成威胁，在使用时，沉沙池可放置在可调式阻尼筛的中间位置，所述可调节式阻尼筛的固定框架上设置有卡槽，所述沉沙池活动设置在所述卡槽内，并能够通过抽拉的方式与所述固定框架连接配合；倾倒积沙时可将其抽拉出来，沉沙池规格可以与道轨同宽。

具体的，请参阅图7-图11，所述可调式阻尼筛的底部还设置有车轮，所述车轮的尺寸可依据周边地形进行调整，如地面不平整时，可采用尺寸大车轮；寸轮包括充气式和道轨式车轮，充气式车轮可在道轨外侧的道轨平面行走，道轨式车轮可以在道轨上行走。

具体的，所述的车轮包括轨道路面切换式轮胎，所述轨道路面切换式轮胎可同时满足在轨道和普通路面上行走的需求，且无需进行更换轮胎，该轨道路面切换式轮胎的内侧为轨道式轮胎，外侧为充气式轮胎。

具体的，所述阻尼筛上还设置有用于与牵引车连接的牵引栓，从而可以通过车辆对其进行牵引和转运。

具体的，采用所述的适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置进行沙尘防治时：

第一，可依据适用对象周边风沙环境和积沙情况确定可调式阻尼筛网的孔隙率和采用不同功率的强力吹沙系统，风沙环境严重，孔隙率可适当调大，强力吹沙系统功率增大；

第二，依据路况选择合适的车轮，如区域较为不平整且道轨被埋没，则可选用充气式车轮，如道轨没有被埋没，则可选用道轨式车轮；

第三，依据道轨挡墙的高度，确定阻尼筛网的数量和可调式阻尼筛的高度，如挡墙高度较高，可通过增加阻尼筛网的数量进行调整，例如，首先将阻尼筛网固定在固定框上，之后依次叠置并加以固定，叠加之前首先在下面阻尼筛网的顶部放置一组“h”型固定卡扣，阻尼筛网嵌套在卡扣内，并通过螺丝和螺帽穿插固定即可完成叠置；

第四，依据道轨和周边地形确定连接杆的长度，或者，在运行过程中依据可调式阻尼筛内部收容空间的宽度对连接杆的长度进行适度调整；

第五，将漏沙板和沉沙池安置于阻尼筛的中间空白区域，并将强力吹沙系统固定在漏沙板底部，从而完成装置的组装；

第六，将组装好的装置通过牵引栓与机械车辆连接，使所述的适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置沿导轨进行积沙的清理；

第七，使所述适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置沿导轨行进，通过所述可调式阻尼筛与挡墙之间的“狭管效益”，从而形成一股加速抬升气流，促使挡墙上方的携沙气流加速越过道轨，以及，以沉沙池收集无法跃过高铁的沙尘，并以强力吹沙系统对道轨内侧的沙尘进行吹扫。

本发明实施例提供的一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，可以配合挡墙实现防风阻沙的功能，打碎挡墙两侧的大涡气流，减弱挡墙对携沙气流直接的弹性碰撞作用，使部分携沙气流能顺利穿越列车运行区(可以理解为道轨)，并将其输送至路基下风侧；

以及，本发明实施例提供的一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，利用错落分布的多孔结构，根据道轨两侧的沙源丰富程度和风况环境，通过相互交叠实现改变阻尼筛网的孔隙率和透风度，以调节过境的风沙输移通量。

本发明实施例提供的一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置的沉沙池能够抽拉取出，从而可以定期更换通过阻尼筛网阻滞聚集在沉沙池中的沙粒；

并且，本发明实施例提供的一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置还可以利用强力吹沙系统彻底清除一些危害道轨安全的粉砂，以消除粉砂对道轨设施的风蚀或磨蚀。

本发明实施例提供的一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，采用装配式结构和组件，在强风沙环境路段和大风季节，可以实地进行组装配套，能够快速、高效产生风沙防治效果，满足高速铁路快速、高等级和高标准的风沙防治需求。

本发明实施例提供的一种适用于高速铁路挡墙路段风沙尘防治装置，充分利用可调式阻尼筛与挡墙之间的“狭管效益”，形成一股加速抬升气流，促使挡墙上方的携沙气流加速越过铁路道轨，避免沙粒在道轨两侧的减速沉降，因势利导地减弱上风向风沙对铁路的侵害。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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