一種基于鐵路罐車安全擋車防爆模式的探究

湯巖峰 張 平

（廣西宏超世宇通信有限公司，廣西 南寧 530003）

一種基于鐵路罐車安全擋車防爆模式的探究

湯巖峰 張 平

（廣西宏超世宇通信有限公司，廣西 南寧 530003）

文章以探究一種鐵路罐車車輛盡頭線安全擋車防爆的新模式為出發點，在原有盡頭線擋車模式的基礎上創新出了適用于鐵路罐車車輛安全擋車的全新模式。鐵路罐車車輛安全擋車防爆模式的提出，在一定程度上有效解決了同類擋車安全模式所存在的各類弊端，從而主動地避免了鐵路罐車車輛在盡頭線防溜擋車過程中而引發的各類次生安全生產責任事故，為鐵路罐車車輛在盡頭線停車作業提供了可靠的保障。

鐵路罐車；防爆；擋車；安全停車；盡頭線

1 引言

鐵路罐車車輛是我國成品油運輸最重要的工具，具有運價低、運能大等顯著特點，每年通過鐵路罐車運輸的成品油占油品運輸總量的70%以上。同時，鐵路罐車作為成品油運輸的重要載體，受有機液體的理化性質及其運輸過程中存在引發火災爆炸的潛在危險因素的影響[1]，因此，鐵路罐車車輛的盡頭線端駐車充裝與安全停車防溜顯得尤為重要。

目前，鐵路承擔油品運輸的主型罐車車輛有G60K型、GY60型、GY100型、GY3型、GQ70型等，單車總質量在不斷加大。隨著鐵路罐車車輛運載能力的不斷提高，一旦罐車車輛在駐車充裝或盡頭線停車過程中因自然溜逸或停車不及導致罐車車輛制動失效而造成撞車、脫軌、顛覆等危險情況，繼而引發重大火災、人身傷亡等事故，其后果是極其嚴重的。

2 鐵路罐車車輛擋車安全防護現狀

眾所周知，目前國內鐵路盡頭線擋車安全防護所應用的形式為各式各樣的擋車器[2]，其主要分為滑動式和固定式兩種。

2.1 滑動式擋車器不適用于鐵路罐車車輛

滑動式擋車器在擋車防護過程中與基本軌產生直接滑動摩擦，在溜逸車輛速度較大的情況下，受滑動摩擦因素的影響，其在工作行程中極易產生火花。對于鐵路罐車車輛而言，火花是引爆裝有有機液體的罐車車輛的潛在威脅，故利用此類滑動式擋車器作為鐵路罐車車輛的停車安全防爆裝置顯然不可靠。

2.2 固定式擋車器不適用于鐵路罐車車輛

固定式擋車器在擋車防護過程中雖然不與基本軌發生直接的滑動摩擦，但受其自身結構設計的限制，其擋車防護能力較小。對于質量與溜車速度均較大的鐵路罐車車輛而言，此類擋車器在擋車防護過程中因撞擊力較大而引發的擋車器局部結構變形失效而造成溜逸車輛脫軌、顛覆等情況時有發生，故利用此類固定式擋車器作為鐵路罐車車輛的擋車安全防爆裝置也是不可靠的。

綜上所述，目前國內所生產并使用的上述兩類停車安全防護裝置均無法滿足鐵路罐車車輛防溜防爆安全使用的要求，鐵路罐車車輛在盡頭線端駐車罐裝及停車時存在一定的安全隱患。

3 鐵路罐車車輛擋車安全防護解決方案

通過分析現有擋車器在對鐵路罐車車輛進行擋車安全防護的過程可知，適用于鐵路罐車車輛的安全擋車防爆裝置必須同時具備在擋車防護過程中不產生火花并有足夠的擋車能力兩個基本條件，以保證罐車車輛在擋車防護過程中安全可靠停車。為此，提出一種適用于鐵路罐車車輛盡頭線安全擋車防護的大能力擋車防爆裝置。

3.1 擋車防爆裝置結構

擋車防爆裝置的結構如圖1所示，根據具體的線路與使用要求，大能力擋車防爆裝置一般設有混凝土基座、主支架、單向閥體、壓力閥體、蓄能器、主液壓缸、多節柱塞缸、液壓減振輪從動臂與接觸器等結構。

圖 1 大能力擋車防爆裝置結構示意圖

如圖1所示，混凝土基座修砌在盡頭線末端的場地上，一側與盡頭線相連接，其目的在于增強擋車防爆裝置主體在工作過程中的結構強度；主支架支撐蓄能器、主液壓缸等部件，并與基本軌固定相連接，其后部依托于混凝土基座；蓄能器由左右兩個儲能缸、單向閥體、壓力閥體等組成，用于儲存液壓油與壓縮氣體，并通過其內部的閥體控制液壓油流動并為多節柱塞缸提供強阻尼作用力；多節柱塞缸由可滑動的油缸、彈簧與柱塞組成，可根據不同罐車車輛的停車防溜要求來調節柱塞在滑動油缸內的最小行程，以達到增加裝置阻尼力的作用；接觸器與車輛的車鉤直接接觸，其固定在柱塞上，由多層高性能合成橡膠墊組成，在裝置工作過程中將溜逸車輛的動能傳遞到柱塞上，并起到緩沖作用；液壓減振輪從動臂以基本軌為依托，由液壓減振器與滑輪組成，其通過液壓臂來吸收多節柱塞缸在工作過程中產生的振動，并對柱塞在伸縮過程中起導向支撐作用，從而有效防止溜逸車輛與擋車裝置發生撞擊后因局部結構變形而造成的柱塞卡死等情況，提高了擋車防爆裝置的可靠性。

3.2 擋車防爆裝置工作原理

當罐車車輛因停車不及或自然溜逸時，溜逸車輛的車鉤與擋車防爆裝置的接觸器發生撞擊，車鉤以一定的速度推動擋車防爆裝置的柱塞做功，此時溜逸車輛的動能通過接觸器傳遞至柱塞。隨著柱塞不斷地壓縮缸內的液壓油，使液壓油流經壓力閥進入蓄能器，因壓力閥具有節流作用，故在極短的時間內使液壓油對柱塞所產生的阻力作用于車輛的車鉤上，其阻力值的大小由壓力閥控制。

在柱塞回縮做功的過程中，擋車防爆裝置不斷吸收來自溜逸車輛的動能，并將動能迅速轉化為熱能并通過其自身結構與液壓油即時散發，迫使溜逸車輛的動能為零，使溜逸車輛在擋車防爆裝置的作用下迅速安全可靠的停車。

當被迫安全停車的溜逸車輛被調機牽離時，車輛的車鉤隨即脫離擋車防爆裝置的按觸器，在裝置蓄能器內壓縮氣體的作用下，液壓油從蓄能器經單向閥流回多節柱塞缸內，在液壓油的推力下，柱塞被推出并復位。

3.3 擋車防爆裝置優點

3.3.1 擋車防爆裝置在工作過程中不與基本軌發生滑動摩擦運動，與普通滑動式擋車器相比，擋車防爆裝置在對鐵路罐車車輛進行安全停車的過程中不會產生火花，從而主動地避免了罐車車輛發生火災爆炸等危險情況，保證了鐵路罐車車輛盡頭線停車的安全。

3.3.2 擋車防爆裝置還可根據車輛及線路要求提供不同的擋車能力，其可根據實際使用要求設置多級滑動柱塞缸，大大增強了裝置的防護能力。

3.3.3 當溜逸車輛的車鉤主動撞擊擋車器后，因普通固定式液壓擋車器的柱塞及油缸的伸出部位無支撐結構，會出現擋車器柱塞在與車輛車鉤撞擊后嚴重變形、油缸撕裂等現象而導致擋車器本身功能失效且無再修復的可能性；嚴重者導致溜逸的罐車車輛脫軌、傾覆，后果不堪設想。而擋車防爆裝置在柱塞端部設計有液壓減振機構，不僅在結構上保證了多節柱塞缸工作的可靠性，而且也保證了其在工作過程中的動平衡。

同時，擋車防爆裝置設置有混凝土基座，其主支架一端以混凝土基座為依托，增強了裝置的整體抗沖擊能力。

4 結束語

隨著我國鐵路運輸業的迅猛發展，鐵路車輛在盡頭線的停車安全越來越被重視。特別是鐵路罐車車輛，一旦盡頭線停車不及或自然溜逸，那么所造成的損失是不可估量的。受鐵路罐車車輛自身結構及其裝載物的客觀條件限制，在對其進行擋車防護的過程中，普通的滑動擋車器或固定擋車器（含液壓）要么在工作過程中因摩擦產生火花，要么擋車能力不夠，則給鐵路罐車車輛的安全生產帶來一定的潛在隱患。

因此，新型安全擋車防爆模式的提出在一定意義上給鐵路罐車車輛的盡頭線停車安全提供了一種主動的停車安全防護模式，避免了車輛在防溜停車過程中因擋車裝置而引發的各類次生安全生產責任事故，在一定程度上創新了國內鐵路罐車車輛盡頭線安全擋車防爆的新模式。

[1]王允升.甲醇罐區的火災爆炸危險性分析及防火防爆設計[J].化工設計，2000（5）：32-37.

[2]湯巖峰.一種基于高鐵動車庫內停車安全防護模式的探究[J].河南科技，2013（8）：92-93.

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1671-0037（2014）04-91-1.5