一種軌道式鋁液運輸設備的制作方法
【專利摘要】本發明的一種軌道式鋁液運輸設備，包括軌道和運輸車，所述軌道為無砟軌道，鋼軌固定在混凝土基座上；所述運輸車由蓄電池電機車和至少一節抬包平車連掛組成，所述運輸車對作業環境具有電磁兼容性；其特征在于：所述混凝土基座下表面與地面之間以及混凝土基座側面設有絕緣板，兩節所述鋼軌之間通過絕緣接頭連接。一臺蓄電池電機車可連掛多個抬包平車，運輸量大、工作效率高、污染小、運行平穩，有效避免了鋁液濺出和抬包傾翻的事故。
【專利說明】一種軌道式紹液運輸設備
【技術領域】
[0001]本發明技術涉及運輸設備，更具體地涉及一種應用于電解鋁行業的軌道式鋁液運輸設備。
【背景技術】
[0002]在鋁電解生產中，從電解槽抽取鋁液后要運輸至鑄造車間進行進一步地加工。抬包車是鋁液運輸中最常用的運輸設備，但抬包車運輸鋁液過程中，存在運輸任務重、廠房交叉作業、效率低等問題。隨著電解鋁行業的規模化，鋁電一體化建設的深入，在大型預焙槽鋁電解企業中，原有的抬包車鋁液運輸手段已不能滿足正常生產需要。中國專利200520200624.4公布的技術方案將鑄造車間設置在兩棟電解鋁車間之間，并設置鑄造車間的混合爐平臺端與連接兩棟電解車間的中間通廊垂直相連，以縮短運輸距離，但是仍不能從根本上解決抬包車運輸量不能滿足生產需要的問題。中國專利201010217589.2公布的技術方案:通過在電解車間和熔鑄車間之間建立“U”形豎井地下鋁真空抬包直線通道，來回運輸鋁真空抬包。
[0003]軌道車運輸方式運輸量大、運行速度快且平穩、牽引噸位高、維修周期短、充電速度快、工作環境舒適，安全性能好。但是電解鋁行業作業區域往往分布著很強的磁場，例如500KA的預焙槽可產生強度為500Gs的磁場。而磁場會對軌道車的電氣系統和電子產品有很大的影響，例如起遙控功能的電氣設備對電磁波就非常敏感，電解鋁行業作業區的高強磁場會導致軌道車不能正常運行。另外，在作業區鋪設軌道，可能導致電解槽與軌道間接連通，造成電解槽接地故障。
【發明內容】
[0004]本發明克服現有技術中的不足，提供一種運輸效率高、安全性能好的軌道式鋁液運輸設備。
[0005]本發明的技術方案是:一種軌道式鋁液運輸設備，包括軌道和運輸車，所述軌道為無砟軌道，包括鋼軌和混凝土基座，所述鋼軌固定在所述混凝土基座上；所述運輸車由蓄電池電機車和至少一節抬包平車連掛組成，并具備如下特征:
(I)軌道與大地絕緣；
所述混凝土基座下表面與地面之間以及混凝土基座側面設置絕緣板，兩節鋼軌之間通過橡膠絕緣接頭連接。所述混凝土基座側面和混凝土基座下表面與地面之間的絕緣板固為一體，呈“U”型，絕緣板為酚醛層壓布板。無砟軌道的混凝土基座通常嵌入地表，在混凝土基座的下表面和側面設置“U”型絕緣板，可防止軌道和大地通電。
[0006](2)運輸車對作業環境具有電磁兼容性；
電磁兼容性是指設備或系統在其作業的電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁騷擾的能力。一方面是指設備在正常運行過程中對所在的環境產生的電磁騷擾不能超過一定的限值；另一方面是指設備對所在環境中存在的電磁騷擾具有一定程度的抗擾度。特殊行業使用的設備，有專門的檢測試驗和檢測標準驗證，以保證設備能正常工作。運輸車包含的電氣設備和電子產品在鋁液運輸作業區域通過電磁兼容測試，達到國家標準，才能使用。
為了使運輸車對作業環境具有電磁兼容性，具體的措施是:蓄電池電機車的控制主板包括濾波電路，用于消除干擾雜波，控制主板的輸出回路中設置無源濾波器；所述蓄電池電機車空壓變頻器的功率器件與所述控制主板的器件分離設置；所述蓄電池電機車牽引變頻器的功率器件與所述控制主板的器件分離設置；所述蓄電池電機車的IGBT功率器件與主板驅動回路間采用光電隔離控制；空壓變頻器、牽引變頻器和所述蓄電池電機車的電源外部設置磁屏蔽防護層；所述磁屏蔽防護層外部不使用電磁繼電器；所述運輸車使用的儀表為數字儀表；所述運輸車使用的電纜為屏蔽電纜。
[0007](3)運輸車的絕緣設計；
所述運輸車軸箱定位采用橡膠人字彈簧定位，蓄電池電機車與所述抬包平車之間絕緣連掛；所述任意相鄰兩節抬包平車之間絕緣連掛；絕緣連掛的措施是運輸車的鉤緩裝置車鉤勾連部位套有絕緣護套；所述運輸車的全軸距小于單根鋼軌長度；電解鋁作業區機械繁多，經常有導線或其他導體分布，這些導體如分布在軌道鋼軌處，有可能造成軌道接地。蓄電池電機車和抬包平車之間以及兩節抬包平車之間均絕緣，運輸車的全軸距(從蓄電池電機車的第一根軸到末節抬包平車最后一根軸的長度)小于單根軌道的長度，可以避免運輸車連跨三根鋼軌，進一步防止電解槽接地的事故發生。
[0008]所述蓄電池電機車采用電制動、空氣制動和手動制動三種制動方式，所述抬包平車采用空氣制動，與蓄電池電機車同步。所述運輸車空氣制動系統制動管選用液壓膠管；基礎制動裝置采用車輪雙側閘瓦踏面制動，空氣制動系統制動缸外套有絕緣護套，所述各制動杠桿吊座及連接螺栓桿部外套有絕緣護套。制動系統中通過使用絕緣材料的制動管和絕緣套，避免了通過制動系統導致蓄電池電機車和抬包平車或兩節抬包平車之間導電。
[0009](4)運輸車的結構；
所述運輸車優選由一臺蓄電池電機車和四節抬包平車連掛組成，所述抬包平車包括車架、走行部、基礎制動裝置和車鉤；所述車架內安裝有裝載座，用于固定真空抬包；所述裝載座內敷設隔熱石棉板，以減少抬包和車架之間的熱傳遞；吸鋁管設置于抬包平車尾部，與抬包平車縱向中心線偏斜，使得抬包在固定裝載座內偏斜設置，最佳角度為27.5°，這樣有利于縮短列車編組長度。所述每節抬包平車運輸量為25-35噸，所述蓄電池電機車的牽引功率為150kW ;所述軌道拐彎處彎道半徑為20-35m。為了保證運輸車運輸平穩，蓄電池電機車安裝干式輪緣潤滑器。
[0010]本發明的原理:通過軌道混凝土基座與地面之間設置絕緣板，解決了軌道運輸設備造成電解槽接地的問題；通過運輸車使用的電氣設備和電子產品經過在作業環境中檢測和調試，使得運輸車在作業環境的強磁場中可正常工作，具有電磁兼容性。為進一步避免電解槽接地事故的發生，運輸車絕緣連掛，蓄電池電機車和抬包平車以及兩節抬包平車之間也不能通過制動系統導電。
[0011]取得的有益效果:
1、使用軌道式運輸，一臺蓄電池電機車可連掛多個抬包平車，運輸量大、工作效率高。
[0012]2、運輸車采用電力清潔能源牽引，運輸過程中既不產生油耗，也無噪聲和污染。[0013]3、有效避免了電解槽接地事故的發生。
[0014]4、運輸車啟動、加速和制動時運行平穩，有效避免了鋁液濺出和抬包傾翻的事故。【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明一種軌道式鋁液運輸設備的軌道俯視圖；
圖2為本發明一種軌道式鋁液運輸設備的軌道左視圖；
圖3為本發明一種軌道式鋁液運輸設備的運輸車結構示意圖；
圖4為本發明一種軌道式鋁液運輸設備的單節抬包平車俯視圖；
圖中:1鋼軌；2混凝土基座；3橡膠絕緣接頭；4酚醛層壓布板；5蓄電池電機車；6抬包平車；7司機室；8電氣間；9蓄電池箱；10空壓機室；11連掛部位；12吸鋁管。
【具體實施方式】
[0016]下面通過【具體實施方式】對本發明進行進一步闡述。
[0017](I)在500kA預焙鋁電解槽工廠內的作業環境。
[0018]空氣質量:空氣中含有氧化鋁粉塵、氟化鋁粉塵、電解質粉塵、炭粒粉塵、氟化氫氣體、浙青煙等有害物質。
[0019]環境溫度:電解車間通道空氣溫度50°C -65°C。
[0020]電磁場:電流強度為500kA,產生的最大磁場500Gs。
[0021]介質溫度:電解質或鋁液溫度940?970°C ;抬包表面本體溫度150°C?250°C。
[0022](2)軌道設計。
[0023]在電解鋁車間和鑄造車間之間鋪設軌道，如圖1和圖2所示，軌道為無砟軌道，鋼軌I固定在混凝土基座2上，混凝土基座2的下表面和側面設置有絕緣的酚醛層壓布板4，設置在側面和下表面的酚醛層壓布板4固為一體，呈“U”型；兩根軌道之間通過橡膠絕緣接頭3連接。無砟軌道的混凝土基座嵌入地表，在混凝土基座的下表面和側面設置“U”型絕緣板，可防止軌道和大地通電。單根鋼軌長度24m，軌道拐彎處，彎道半徑設置為30m。
[0024](3)運輸車的設計。
[0025]蓄電池電機車的組成:
如圖3所示:運輸車由一臺XK30型30噸蓄電池電機車5和鋁包平車6連掛組成，抬包平車6有四節。蓄電池電機車5牽引功率150kW，由兩臺75kW的交流鼠籠式感應牽引電動機為軌道運輸車提供牽引動力。
[0026]蓄電池電機車5由車架、走行部、蓄電池箱9、電氣系統、牽引傳動系統、空氣制動系統、基礎制動裝置和CH200型自動車鉤等組成。
[0027]車架由框架式鋼板、型鋼焊接結構組成。車架上部從前至后依次安裝有司機室7、電氣間8、蓄電池箱9和空壓機室10。司機室內設有電控柜與操縱臺，操縱臺上安裝司機控制器、JZ-7型單獨制動閥、操縱按鈕開關、儀表和信號顯示等裝置。司機室前方和兩側均設有玻璃窗，進行雙面貼膜防腐處理，視野寬闊，便于瞭望。
[0028]蓄電池電機車5走行部采用無轉向架的二軸型式，軸箱定位采用橡膠人字彈簧。同時，為滿足通過半徑30m彎道的要求、減少鋼軌磨耗，蓄電池電機車5加裝了干式輪緣潤滑器。[0029]蓄電池電機車5設電制動、空氣制動和手制動三種制動形式。電制動為空載運行時的常規制動；空氣制動為給風制動，作為滿載運行時的常規制動使用；手制動為停車制動，防止線路停放時溜逸。基礎制動裝置采用雙側閘瓦踏面制動方式。風源系統配備兩臺空壓機組，整備時雙機工作以縮短充風時間，運行時單機工作。
[0030]蓄電池電機車5兩端裝有CH200型自動車鉤，用于和抬包平車6連接。
[0031]抬包平車6的組成:
抬包平車6由車架、走行部、基礎制動裝置和CH200型自動車鉤等組成。
[0032]車架由框架式鋼板、型鋼焊接而成。車架上部安裝有裝載座，裝載座內敷設隔熱石棉板，以減少抬包與車架之間的熱傳遞。車架兩端上平面采用鋼板進行封閉，蓋板須具備拆解條件以便檢修。
[0033]抬包平車6制動采用給風制動、與蓄電池電機5車同步，基礎制動裝置采取雙側閘瓦踏面制動。
[0034]電解槽出鋁采用15.1t真空抬包，滿載時抬包與鋁液總重為30t。
[0035]為滿足抬包裝載安全可靠、運輸平穩，抬包平車6設計降低了整車重心高度。其整車重心高度分別為:空車時不大于600_、空載時不大于1500_、滿載時不大于1600_。
[0036]每節抬包平車6裝載、運輸一個鋁液真空抬包。為滿足現場工藝布局要求、縮短列車編組長度，抬包在固定裝載座內偏斜放置，角度約為27.5°，如圖4所示，即吸鋁管12置于抬包平車尾部、并與車架組成縱向中心線偏斜角度為27.5°。
[0037]電磁兼容性設計:
蓄電池電機車5控制主板設計中提高了主板電磁兼容的等級，增加相關的濾波電路，消除各通道的干擾雜波，提高控制主板的抗干擾能力；同時在輸出回路中加裝無源濾波器。牽引變頻器和空壓機變頻器選用高磁環境專用的美國丹佛斯變頻器，變頻器采用功率器件與主板控制器件分離結構，IGBT功率器件與主板驅動回路間采用光電隔離控制，使得IGBT功率器件與主板間完全物理隔離。整車儀表全部采用數字儀表。
[0038]所有控制、信號電纜選用屏蔽電纜并充分考慮電解車間工作條件，具有抗高溫、耐腐蝕的性能。
[0039]牽引變頻器柜體采用安全可靠材料制作磁屏蔽防護層。磁屏蔽防護層為環形結構，對接處采用連續焊接，避免出現漏磁。控制柜中的空壓機變頻器、電源也進行磁場防護，采用磁屏蔽材料制作磁屏蔽防護層。磁屏蔽防護部位以外的電氣系統中不使用電磁繼電器。
[0040]采取電磁屏蔽措施的變頻器和其他電子產品在完成樣品制作后需提前在電解車間作業現場進行實地測試，改進和完善設計并消除制造缺陷，直至滿足電解車間作業現場電機車軌道牽引的性能要求。
[0041]運輸車的絕緣設計:
如圖3所示，蓄電池電機車5和抬包平車6之間以及相鄰兩節抬包平車6之間的連掛部位11采用絕緣連掛設計，具體為鉤緩裝置車鉤勾連部件套有絕緣護套，絕緣材料采用環氧酚醛層壓玻璃布板或管，由此可保證蓄電池電機車5與抬包平車6之間連掛絕緣、兩節抬包平車6之間連掛絕緣。蓄電池電機車5與抬包平車6之間、兩節抬包平車6之間的空氣制動管路連接采用液壓膠管，抬包平車走行部軸箱定位采用橡膠人字彈簧；基礎制動裝置采用車輪雙側閘瓦踏面制動，空氣制動系統中制動缸外套有絕緣護套，所述各制動杠桿吊座及連接螺栓桿部位均套有絕緣護套。鋁液軌道運輸車在編組狀態時的全軸距為23.9m,小于單根鋼軌長度24m，滿足鋁液軌道運輸車不得跨接三根鋼軌要求。
【權利要求】
1.一種軌道式鋁液運輸設備，包括軌道和運輸車，所述軌道為無砟軌道，包括鋼軌(I)和混凝土基座(2)，所述鋼軌(I)固定在所述混凝土基座(2)上；所述運輸車由蓄電池電機車(5 )和至少一節抬包平車(6 )連掛組成，所述運輸車對作業環境具有電磁兼容性；其特征在于:所述混凝土基座(2)下表面與地面之間以及混凝土基座(2)側面設置絕緣板。
2.根據權利要求1所述的一種軌道式鋁液運輸設備，其特征在于:所述混凝土基座(2)側面和混凝土基座(2)下表面與地面之間的絕緣板固為一體，呈“U”型，所述絕緣板為酚醛層壓布板(4);兩節所述鋼軌(I)之間通過絕緣接頭連接，所述絕緣接頭為橡膠絕緣接頭(3)。
3.根據權利要求1或2所述的一種軌道式鋁液運輸設備，其特征在于:所述蓄電池電機車(5)的控制主板包括濾波電路，用于消除干擾雜波，控制主板的輸出回路中設置無源濾波器；蓄電池電機車空壓變頻器的功率器件與所述控制主板的器件分離設置；蓄電池電機車牽引變頻器的功率器件與所述控制主板的器件分離設置；蓄電池電機車(5)的IGBT功率器件與主板驅動回路間采用光電隔離控制；所述蓄電池電機車空壓變頻器、所述蓄電池電機車牽引變頻器和蓄電池電機車的電源外部設置磁屏蔽防護層；所述磁屏蔽防護層外部不使用電磁繼電器；所述運輸車使用的儀表為數字儀表；所述運輸車使用的電纜為屏蔽電纜。
4.根據權利要求1所述的一種軌道式鋁液運輸設備，其特征在于:所述抬包平車包括車架、走行部、基礎制動裝置和車鉤；所述車架內安裝有裝載座，用于固定真空抬包；所述裝載座內敷設隔熱石棉板，抬包在所述裝載座內與運輸車縱向軸線呈偏斜設置。
5.根據權利要求4所述的一種軌道式鋁液運輸設備，其特征在于:所述蓄電池電機車(5)與所述抬包平車(6)之間絕緣連掛；所述任意相鄰兩節抬包平車(6)之間絕緣連掛；所述蓄電池電機車(5)采用電制動、空氣制動和手動制動三種制動方式，所述抬包平車(6)采用空氣制動，與蓄電池電機車(5)同步，所述運輸車空氣制動系統制動管選用液壓膠管；基礎制動裝置采用車輪雙側閘瓦踏面制動，空氣制動系統制動缸外套有絕緣護套，各制動杠桿吊座及連接螺栓桿部位均套有絕緣護套。
6.根據權利要求5所述的一種軌道式鋁液運輸設備，其特征在于:所述運輸車的全軸距小于單根鋼軌長度。
7.根據權利要求4-6任意一項所述的一種軌道式鋁液運輸設備，其特征在于:所述運輸車由一臺蓄電池電機車(5 )和四節抬包平車(6 )連掛組成，所述每節抬包平車(6 )載重為25-35噸，所述蓄電池電機車(5)的牽引功率為150kW ;所述軌道拐彎處彎道半徑為20_35m。
【文檔編號】C25C3/06GK103978195SQ201410150805
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月15日 優先權日:2014年4月15日
【發明者】劉振乾, 文義博 申請人:甘肅東興鋁業有限公司