专利摘要

本发明公开了一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，回流滚筒通过弹簧减震装置和旋转臂安装在机车的底部，当回流滚筒滚动时，牵引电流先是流经滚筒主轴、接地碳刷，再经回流滚筒外层传导至接地第三轨回到牵引变电所的负极，实现工作接地；本发明能有效改善动车组车轨环流的现状、抑制杂散电流对钢轨的电化腐蚀和对其他电气设备的干扰，轻量化设计符合回流电压的技术标准、同时不耗费更多材料，减震措施能保证回流的可靠性。

权利要求

1.一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，其特征在于，固定座(1)通过回流装置主轴(2)与机车底部连接，位于固定座(1)底部两侧的侧面支架(15)限制所有构件的位置；弹簧固定板(12)通过四个支撑装置(11)与固定座(1)相连接；

两个弹簧减震装置一端的小套筒(21)通过紧固螺钉(9)限位于弹簧固定板(12)底部，另一端的大套筒(25)活动的穿一根减震弹簧限位轴(3)；所述弹簧减震装置由压缩筒(22)和活塞杆(26)组成，压缩筒(22)和弹簧挡板(23)之间的活塞杆(26)上套装有减震弹簧(24)；

两个转动臂(10)的旋转中心固定于侧面支架(15)上的转轴(14)上，所述转动臂(10)的一端穿过减震弹簧限位轴(3)，再由限位装置(5)固定，另一端连接回流滚筒(7)，再由滚筒限位环(8)固定；

所述回流滚筒(7)的回流滚筒外层(16)通过轴承(17)围绕着滚筒主轴(13)自由旋转，滚筒主轴(13)上安装多个接地碳刷(18)，接地碳刷(18)滚动连接回流滚筒外层(16)；所述回流滚筒外层(16)与接地第三轨(27)滚动接触；

当回流滚筒(7)滚动时，牵引电流先是流经滚筒主轴(13)、接地碳刷(18)，再经回流滚筒外层(16)传导至接地第三轨(27)回到牵引变电所的负极，达到工作接地的目的。

2.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，其特征在于，所述侧面支架(15)底部设置有滑板托盘(6)，滑板托盘(6)上固定导向滑板(4)，起到固定和导向的作用。

3.根据权利要求2所述的一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，其特征在于，所述侧面支架(15)为弧形结构，用于降低导向滑板(4)受到的机械冲击。

4.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，其特征在于，所述滚筒主轴(13)上包裹有轴套(19)来限制两端的轴承(17)和接地碳刷(18)的位置，同时轴套(19)两端还设有端盖(20)。

5.根据权利要求4所述的一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，其特征在于，所述轴套(19)采用绝缘材料。

说明书

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置。

背景技术

牵引供电系统由牵引变电所、回流线、接触网、机车及钢轨等组成，牵引电流由牵引变电所上述路径流回变电所。钢轨作为牵引供电系统的组成部分之一，除了作为机车的走行轨之外，还兼做牵引供电网络的回流导体。

由于动车组时刻处于运动状态，与电力系统接地相比较存在特殊性，其研究与优化的困难性也大大增加。根据作用的不同，动车组的接地系统可以划分为工作接地和保护接地：工作接地为动车组牵引电流提供回流路径；保护接地将车体通过接地线、接地碳刷、轮对与钢轨连接，为车载弱电设备提供公共参考地电位。不合理的接地方式会造成不同接地点出现电压差，形成车轨局部环流，该电流泄漏到轴承箱引起轴承箱异常发热和电化腐蚀；并且当发生雷击或者操作过电压时，会导致车体电位抬升，严重威胁车内人员的人身安全。

钢轨与大地并联形成回路，是电气化铁路中普遍采用的回流路径。由于钢轨与大地无法做到完全绝缘，因此会有一部分电流在回流过程中泄漏到大地。根据土壤性质有一部分电流会流经过大地重新流回钢轨，并通过钢轨流到牵引变电所负极而返回到牵引变电所；另一部分则流入大地形成大地电流，这部分电流称为杂散电流。杂散电流从钢轨泄漏至大地的过程中，钢轨刚好处于电化学腐蚀的阳极区，极易造成腐蚀破坏，道钉、埋地金属结构等附件也极易被腐蚀，大大缩短金属结构的寿命，导致严重的经济损失；杂散电流在机车取流点附近通过轨-地间的横向过渡导纳泄入大地，在回流点附近将重新进入钢轨，返回电源的接地端，会在机车受流点和回流点附近钢轨中产生明显的钢轨对地电位，有可能会对乘客、线路维护人员和设备造成伤害。

目前，鲜少有对接地回流采用的接地装置进行研究，受流装置针对27.5kV电压等级的接触网设计，而轮对与钢轨的回流点的电压等级往往是百伏级以下，如果将受流装置的结构直接用于回流接地，会造成材料利用不充分且不符合该电压等级。因此，为了保证高速铁路的安全运营，需要提出一种新的解决方案—一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，通过增加一条并列于钢轨的专用回流轨用于工作接地，与保护接地隔离开，能有效避免形成车轨环流，同时抑制杂散电流侵蚀钢轨的程度；且配套使用的回流装置符合轻量化设计标准，满足回流产生的电压标准，同时保证回流的可靠性。

发明内容

针对目前技术中存在的问题，本发明提供一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置。

本发明的一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，结构为：固定座通过回流装置主轴与机车底部连接，位于固定座底部两侧的侧面支架限制所有构件的位置；弹簧固定板通过四个支撑装置与固定座相连接。

两个弹簧减震装置一端的小套筒通过紧固螺钉限位于弹簧固定板底部，另一端的大套筒活动的穿一根减震弹簧限位轴；弹簧减震装置由压缩筒和活塞杆组成，压缩筒和弹簧挡板之间的活塞杆上套装有减震弹簧。

两个转动臂的旋转中心固定于侧面支架上的转轴上，转动臂的一端穿过减震弹簧限位轴，再由限位装置固定，另一端连接回流滚筒，再由滚筒限位环固定。

回流滚筒的回流滚筒外层通过轴承围绕着滚筒主轴自由旋转，滚筒主轴上安装多个接地碳刷，接地碳刷滚动连接回流滚筒外层；回流滚筒外层与接地第三轨滚动接触。

当回流滚筒滚动时，牵引电流先是流经滚筒主轴、接地碳刷，再经回流滚筒外层传导至接地第三轨回到牵引变电所的负极，达到工作接地的目的。

进一步的，侧面支架底部设置有滑板托盘，滑板托盘上固定导向滑板，起到固定和导向的作用。

进一步的，侧面支架为弧形结构，用于降低导向滑板受到的机械冲击。

进一步的，滚筒主轴上包裹有轴套来限制两端的轴承和接地碳刷的位置，同时轴套两端还设有端盖。

进一步的，轴套采用绝缘材料。

与现有的技术和结构相比，本发明的有益效果是：

1、本发明能有效改善动车组车轨环流的现状、抑制杂散电流对钢轨的电化腐蚀和对其他电气设备的干扰，轻量化设计符合回流电压的技术标准、同时不耗费更多材料，减震措施能保证回流的可靠性。

2、本发明采用回流滚筒与接地第三轨的滚动摩擦替代滑动摩擦，能时刻改变与接地第三轨的接触位置，滚筒有充分的时间散热，同时可以减缓滚筒工作面的损耗，使得滚筒材料能得到更充分的利用和均匀的消耗；弹簧减震装置的加装能够大大降低因接地第三轨不平而产生的机械冲击，使回流滚筒能始终贴合接地第三轨，减少回流滚筒瞬间脱离接地第三轨而产生的工作接地故障的情况，对保证动车组安全行驶有重要作用。

3、本装置两侧设置的导向滑板能起到固定和导向的作用，防止由列车左右颠簸或转弯时导致的回流装置晃动。

附图说明

图1为本发明回流装置的整体结构示意图。

图2为本发明回流装置的侧面图。

图3为本发明回流装置的回流滚筒截面图。

图4为本发明回流装置的弹簧减震装置立体图。

图5为本发明回流装置与接地第三轨接触示意图。

图6为本发明回流装置与接地第三轨接触截面图。

其中，附图标记对应的部件名称如下：

1—固定座，2—回流装置主轴，3—减震弹簧限位轴，4—导向滑板，5—限位装置，6—滑板托盘，7—回流滚筒，8—滚筒限位环，9—紧固螺钉，10—转动臂，11—支撑装置，12—弹簧固定板，13—滚筒主轴，14—转轴，15—侧面支架，16—回流滚筒外层，17—轴承，18—接地碳刷，19—轴套，20—端盖，21—小套筒，22—压缩筒，23—弹簧挡板，24—减震弹簧，25—小套筒，26—活塞杆，27—接地第三轨。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细说明。

本发明的一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置如图1、图2所示，结构为：固定座1通过回流装置主轴2与机车底部连接，位于固定座1底部两侧的侧面支架15限制所有构件的位置；弹簧固定板12通过四个支撑装置11与固定座1相连接。

两个弹簧减震装置对称均匀分布，弹簧减震装置的一端的小套筒21通过紧固螺钉9限位于弹簧固定板12底部，另一端的大套筒25活动的穿一根减震弹簧限位轴3。弹簧减震装置如图4所示，由压缩筒22和活塞杆26组成，压缩筒22和弹簧挡板23之间的活塞杆26上套装有减震弹簧24。活塞杆26可以在压缩筒22内自由的伸缩，同外套的减震弹簧24共同作用起到减缓冲击力的作用。

两个转动臂10的旋转中心固定于侧面支架15上的转轴14上，所述转动臂10的一端穿过减震弹簧限位轴3，再由限位装置5固定，另一端连接回流滚筒7，再由滚筒限位环8固定。当回流滚筒7与接地第三轨27滚动摩擦接触到不平滑处或硬点时，抬升的回流滚筒7会通过转轴14旋转，转动臂10的另一端会拉伸弹簧减震装置的活塞杆26，该设计可以起到缓冲的作用，降低机械冲击对回流装置带来的影响，保证回流滚筒7经接地第三轨27的硬点处不会出现硬碰撞，同时可以防止回流滚筒7受冲击后脱离接地第三轨27，使工作接地能时刻在工作，从而保证工作接地的可靠性。

回流滚筒7如图3所示，它的回流滚筒外层16通过轴承17围绕着滚筒主轴13自由旋转，滚筒主轴13上安装多个接地碳刷18，接地碳刷18滚动连接回流滚筒外层16；回流滚筒外层16与接地第三轨27滚动接触。

当回流滚筒7滚动时，牵引电流先是流经滚筒主轴13、接地碳刷18，再经回流滚筒外层16传导至接地第三轨27回到牵引变电所的负极，达到工作接地的目的。

进一步的，如图5、图6所示，侧面支架15底部设置有滑板托盘6，滑板托盘6上固定导向滑板4，当回流装置与接地第三轨27相互作用时，可用两侧的导向滑板4夹持接地第三轨27，起到固定和导向的作用，可以防止由列车左右颠簸或转弯时导致的回流装置左右颠簸。

进一步的，侧面支架15为弧形结构，能使导向滑板4经过不平整的地方时，有效降低滑板受到的机械冲击。

进一步的，滚筒主轴13上包裹有轴套19来限制两端的轴承17和接地碳刷18的位置，同时轴套19两端还设有端盖20。

进一步的，轴套19采用绝缘材料。

本发明中的接地第三轨27为一条并列于钢轨的专用接地第三轨，将接地第三轨与牵引变电所负极连接，工作接地的牵引电流通过接地第三轨回流至牵引变电所，能有效抑制杂散电流、改善动车组车轨环流的现状；配套接地第三轨使用的轻量化回流装置，单回流滚筒的设计符合回流装置的电压等级要求和轻量化设计的目的；以及旋转臂的设计和弹簧减震装置能有效降低回流滚筒经过轨面硬点处的机械冲击，保证滚筒与接地第三轨始终贴合而不会发生工作接地脱离的故障。

一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。