一种基于铁路罐车安全挡车防爆模式的探究

汤岩峰 张 平

（广西宏超世宇通信有限公司，广西 南宁 530003）

一种基于铁路罐车安全挡车防爆模式的探究

汤岩峰 张 平

（广西宏超世宇通信有限公司，广西 南宁 530003）

文章以探究一种铁路罐车车辆尽头线安全挡车防爆的新模式为出发点，在原有尽头线挡车模式的基础上创新出了适用于铁路罐车车辆安全挡车的全新模式。铁路罐车车辆安全挡车防爆模式的提出，在一定程度上有效解决了同类挡车安全模式所存在的各类弊端，从而主动地避免了铁路罐车车辆在尽头线防溜挡车过程中而引发的各类次生安全生产责任事故，为铁路罐车车辆在尽头线停车作业提供了可靠的保障。

铁路罐车；防爆；挡车；安全停车；尽头线

1 引言

铁路罐车车辆是我国成品油运输最重要的工具，具有运价低、运能大等显著特点，每年通过铁路罐车运输的成品油占油品运输总量的70%以上。同时，铁路罐车作为成品油运输的重要载体，受有机液体的理化性质及其运输过程中存在引发火灾爆炸的潜在危险因素的影响[1]，因此，铁路罐车车辆的尽头线端驻车充装与安全停车防溜显得尤为重要。

目前，铁路承担油品运输的主型罐车车辆有G60K型、GY60型、GY100型、GY3型、GQ70型等，单车总质量在不断加大。随着铁路罐车车辆运载能力的不断提高，一旦罐车车辆在驻车充装或尽头线停车过程中因自然溜逸或停车不及导致罐车车辆制动失效而造成撞车、脱轨、颠覆等危险情况，继而引发重大火灾、人身伤亡等事故，其后果是极其严重的。

2 铁路罐车车辆挡车安全防护现状

众所周知，目前国内铁路尽头线挡车安全防护所应用的形式为各式各样的挡车器[2]，其主要分为滑动式和固定式两种。

2.1 滑动式挡车器不适用于铁路罐车车辆

滑动式挡车器在挡车防护过程中与基本轨产生直接滑动摩擦，在溜逸车辆速度较大的情况下，受滑动摩擦因素的影响，其在工作行程中极易产生火花。对于铁路罐车车辆而言，火花是引爆装有有机液体的罐车车辆的潜在威胁，故利用此类滑动式挡车器作为铁路罐车车辆的停车安全防爆装置显然不可靠。

2.2 固定式挡车器不适用于铁路罐车车辆

固定式挡车器在挡车防护过程中虽然不与基本轨发生直接的滑动摩擦，但受其自身结构设计的限制，其挡车防护能力较小。对于质量与溜车速度均较大的铁路罐车车辆而言，此类挡车器在挡车防护过程中因撞击力较大而引发的挡车器局部结构变形失效而造成溜逸车辆脱轨、颠覆等情况时有发生，故利用此类固定式挡车器作为铁路罐车车辆的挡车安全防爆装置也是不可靠的。

综上所述，目前国内所生产并使用的上述两类停车安全防护装置均无法满足铁路罐车车辆防溜防爆安全使用的要求，铁路罐车车辆在尽头线端驻车罐装及停车时存在一定的安全隐患。

3 铁路罐车车辆挡车安全防护解决方案

通过分析现有挡车器在对铁路罐车车辆进行挡车安全防护的过程可知，适用于铁路罐车车辆的安全挡车防爆装置必须同时具备在挡车防护过程中不产生火花并有足够的挡车能力两个基本条件，以保证罐车车辆在挡车防护过程中安全可靠停车。为此，提出一种适用于铁路罐车车辆尽头线安全挡车防护的大能力挡车防爆装置。

3.1 挡车防爆装置结构

挡车防爆装置的结构如图1所示，根据具体的线路与使用要求，大能力挡车防爆装置一般设有混凝土基座、主支架、单向阀体、压力阀体、蓄能器、主液压缸、多节柱塞缸、液压减振轮从动臂与接触器等结构。

图 1 大能力挡车防爆装置结构示意图

如图1所示，混凝土基座修砌在尽头线末端的场地上，一侧与尽头线相连接，其目的在于增强挡车防爆装置主体在工作过程中的结构强度；主支架支撑蓄能器、主液压缸等部件，并与基本轨固定相连接，其后部依托于混凝土基座；蓄能器由左右两个储能缸、单向阀体、压力阀体等组成，用于储存液压油与压缩气体，并通过其内部的阀体控制液压油流动并为多节柱塞缸提供强阻尼作用力；多节柱塞缸由可滑动的油缸、弹簧与柱塞组成，可根据不同罐车车辆的停车防溜要求来调节柱塞在滑动油缸内的最小行程，以达到增加装置阻尼力的作用；接触器与车辆的车钩直接接触，其固定在柱塞上，由多层高性能合成橡胶垫组成，在装置工作过程中将溜逸车辆的动能传递到柱塞上，并起到缓冲作用；液压减振轮从动臂以基本轨为依托，由液压减振器与滑轮组成，其通过液压臂来吸收多节柱塞缸在工作过程中产生的振动，并对柱塞在伸缩过程中起导向支撑作用，从而有效防止溜逸车辆与挡车装置发生撞击后因局部结构变形而造成的柱塞卡死等情况，提高了挡车防爆装置的可靠性。

3.2 挡车防爆装置工作原理

当罐车车辆因停车不及或自然溜逸时，溜逸车辆的车钩与挡车防爆装置的接触器发生撞击，车钩以一定的速度推动挡车防爆装置的柱塞做功，此时溜逸车辆的动能通过接触器传递至柱塞。随着柱塞不断地压缩缸内的液压油，使液压油流经压力阀进入蓄能器，因压力阀具有节流作用，故在极短的时间内使液压油对柱塞所产生的阻力作用于车辆的车钩上，其阻力值的大小由压力阀控制。

在柱塞回缩做功的过程中，挡车防爆装置不断吸收来自溜逸车辆的动能，并将动能迅速转化为热能并通过其自身结构与液压油即时散发，迫使溜逸车辆的动能为零，使溜逸车辆在挡车防爆装置的作用下迅速安全可靠的停车。

当被迫安全停车的溜逸车辆被调机牵离时，车辆的车钩随即脱离挡车防爆装置的按触器，在装置蓄能器内压缩气体的作用下，液压油从蓄能器经单向阀流回多节柱塞缸内，在液压油的推力下，柱塞被推出并复位。

3.3 挡车防爆装置优点

3.3.1 挡车防爆装置在工作过程中不与基本轨发生滑动摩擦运动，与普通滑动式挡车器相比，挡车防爆装置在对铁路罐车车辆进行安全停车的过程中不会产生火花，从而主动地避免了罐车车辆发生火灾爆炸等危险情况，保证了铁路罐车车辆尽头线停车的安全。

3.3.2 挡车防爆装置还可根据车辆及线路要求提供不同的挡车能力，其可根据实际使用要求设置多级滑动柱塞缸，大大增强了装置的防护能力。

3.3.3 当溜逸车辆的车钩主动撞击挡车器后，因普通固定式液压挡车器的柱塞及油缸的伸出部位无支撑结构，会出现挡车器柱塞在与车辆车钩撞击后严重变形、油缸撕裂等现象而导致挡车器本身功能失效且无再修复的可能性；严重者导致溜逸的罐车车辆脱轨、倾覆，后果不堪设想。而挡车防爆装置在柱塞端部设计有液压减振机构，不仅在结构上保证了多节柱塞缸工作的可靠性，而且也保证了其在工作过程中的动平衡。

同时，挡车防爆装置设置有混凝土基座，其主支架一端以混凝土基座为依托，增强了装置的整体抗冲击能力。

4 结束语

随着我国铁路运输业的迅猛发展，铁路车辆在尽头线的停车安全越来越被重视。特别是铁路罐车车辆，一旦尽头线停车不及或自然溜逸，那么所造成的损失是不可估量的。受铁路罐车车辆自身结构及其装载物的客观条件限制，在对其进行挡车防护的过程中，普通的滑动挡车器或固定挡车器（含液压）要么在工作过程中因摩擦产生火花，要么挡车能力不够，则给铁路罐车车辆的安全生产带来一定的潜在隐患。

因此，新型安全挡车防爆模式的提出在一定意义上给铁路罐车车辆的尽头线停车安全提供了一种主动的停车安全防护模式，避免了车辆在防溜停车过程中因挡车装置而引发的各类次生安全生产责任事故，在一定程度上创新了国内铁路罐车车辆尽头线安全挡车防爆的新模式。

[1]王允升.甲醇罐区的火灾爆炸危险性分析及防火防爆设计[J].化工设计，2000（5）：32-37.

[2]汤岩峰.一种基于高铁动车库内停车安全防护模式的探究[J].河南科技，2013（8）：92-93.

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1671-0037（2014）04-91-1.5