压力分配装置及使用其对铁轨施压以保持轨面标高的方法
【专利摘要】本发明属于有碴轨道发泡后的压实技术，涉及一种压力分配装置，其适用于装设到机车上，并同机车的车轮一起在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中借助机车重量对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置，该装置包括：连接至机车的底部的连接装置、包括支架和轮子的车轮装置、以及连接于连接装置和支架之间并带动车轮装置在第一位置和第二位置之间移动的升降机构，在第一位置，轮子可转动地压抵于有碴轨道的铁轨上以向铁轨施加一个预定压力，在第二位置，轮子远离铁轨并位于其上方。
【专利说明】压力分配装置及使用其对铁轨施压以保持轨面标高的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有碴轨道发泡后的压实技术，更具体地涉及一种用于有碴轨道的压力保持装置及应用于其上的压力分配装置。
【背景技术】
[0002]有碴轨道是铁路轨道的一种典型形式，其是指在路基上面使用石碴作为道床。为了避免由于铁路交通产生的动力所造成的碎石道碴移位现象，近年来想到利用聚氨酯泡沫来填实碎石道碴间的缝隙。
[0003]当对现存有碴轨道进行聚氨酯发泡时，由于轨道污染或者注入轨道的聚氨酯材料过多，轨道内的压力就会变大，从而轨道的表面水位提升，铁轨的高度自然会被改变，这对列车运行而言是非常危险的。
[0004]为了使轨道和铁轨保持理想的高度，在实际操作中，会借助于火车在发泡的区域间歇性行进来压实该区域，从而避免轨道高度提升。然而，由于火车车厢的前后两组轮子之间有很大的间距，在该间距内的很大一部分位于中间的发泡区域无法得到压实，同时，由于一个轨枕有时需要保持一定压力多于两个小时而直到聚氨酯泡沫压力得以释放，因此，现行的这种仅仅利用火车来压实发泡轨道的方式会使聚氨酯发泡进程拖得很长。
[0005]因此，人们迫切需要对现有的发泡轨道压实技术进行改进。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是提供一种额外的压力分配装置，其可配合机车使用对正在进行聚氨酯发泡的有碴轨道道床施加压力，从而可在火车长度范围内对发泡区域进行大面积压实，以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置，大大提高了施工效率。
[0007]本发明的另一个目的是提供一种压力保持装置，其适用于在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置，该装置包括机车和上述压力分配装置。
[0008]本发明的再一个目的是将上述压力分配装置集成为一种压力分配组件，即通过连接框架组装在一起，以便于安装到机车上或从机车上拆卸。
[0009]本发明的又一个目的是提供一种用于在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置的方法。
[0010]为此，根据本发明的一个方面，提供一种压力分配装置，其适用于装设到机车上，并同机车的车轮一起在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中借助机车重量对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置，所述压力分配装置包括:连接装置，其连接至所述机车的底部；车轮装置，其包括支架和可转动连接于支架上的轮子；升降机构，其连接于所述连接装置和所述支架之间，所述升降机构能够带动所述车轮装置在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述轮子可转动地压抵于有碴轨道的铁轨上以向铁轨施加一个预定压力，在所述第二位置，所述轮子远离所述铁轨并位于其上方。[0011]在本发明的该方面，由于轮子可以在升降机构的带动下朝向或远离铁轨移动，所以当需要压实正在或已经发泡的有碴轨道道床时，轮子会借助于升降机构移动到与铁轨接触并压抵铁轨的第一位置，而当不再使用压力保持装置时，则可通过升降机构朝向机车车厢移动并远离铁轨，便于压力分配装置的存放以及机车的行进。
[0012]优选地，升降机构为齿条升降机构、螺旋升降机构或液压升降机构。
[0013]优选地，在支架和升降机构之间还设置有测力计。
[0014]进一步优选地，测力计包括环形测力传感器。
[0015]优选地，滚轮的外圆周表面形成与铁轨的上部结构适配的环形凹槽。
[0016]进一步优选地，至少环形凹槽与铁轨接触的表面涂覆有弹性聚合物材料。
[0017]再进一步优选地，弹性聚合物材料为聚氨酯、尼龙、橡胶、环氧树脂或聚乙烯树脂。
[0018]根据本发明的第二个方面，提供一种压力保持装置，其适用于在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置，包括:机车，其具有多个车轮，所述机车可移动地位于有碴轨道的铁轨上，并通过机车重量对铁轨施加压力:多个压力分配装置，其装设于所述机车的底部并同所述机车的车轮一起沿铁轨布置，其中，所述压力分配装置包括:连接装置，其连接至所述机车的底部；车轮装置，其包括支架和可转动连接于支架上的轮子；升降机构，其连接于所述连接装置和所述支架之间，所述升降机构能够带动所述车轮装置在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述轮子可转动地压抵于有碴轨道的铁轨上以向铁轨施加一个预定压力，在所述第二位置，所述轮子远离所述铁轨并位于其上方。
[0019]根据本发明的第三个方面，提供一种压力分配组件，其包括至少一个连接框架，每个所述连接框架上装设有一对根据本发明第一方面的压力分配装置，所述一对压力分配装置以与铁轨间距相对应的间距相对布置，相邻两个连接框架沿有碴轨道纵向方向间隔开并通过沿有碴轨道纵向延伸的连杆连接在一起。
[0020]在本发明的该方面，由于压力分配装置成对成组地装配在一起，因而安装比较方便。通过连接框架可以提高压力分配装置的横向强度，相对于单个的压力分配装置，此框架大大地提高了施工时安全性。
[0021]优选地，两个连接框架沿有碴轨道间隔开的距离对应于轨枕间距。
[0022]优选地，两个连接框架沿有碴轨道间隔开的距离为两个轨枕间距之和。
[0023]根据本发明的第四个方面，提供一种用于在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:
[0024]I)在机车的底部装设多个与所述机车的车轮一起沿铁轨布置的根据本发明第一个方面所述的压力分配装置；
[0025]2)将机车沿铁轨驶入有碴轨道道床上已经或正在发泡的区间内，借助机车车轮和压力分配装置的轮子对铁轨施压一段时间；
[0026]3)使机车在上述区间内向前行驶一段距离并保持对铁轨施压一段时间，如此循环，直至该区间内的铁轨达到并保持在其预定的轨面标高位置。
[0027]优选地，在步骤2)之前还包括调节所述压力分配装置的步骤:通过调节升降机构带动轮子从存放状态所在的第二位置移动到工作状态所在的第一位置，从而使轮子可转动地压抵铁轨并向铁轨施加一个预定压力。
[0028]通过参考下面所描述的实施方式，本发明的这些方面和其他方面将会得到清晰地阐述。
【专利附图】
【附图说明】[0029]本发明的结构和操作方式以及进一步的目的和优点将通过下面结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件:
[0030]图1是根据本发明第一方面优选实施方式的压力分配装置的示意性透视图；
[0031]图2a是图1中的压力分配装置的使用状态示意图；
[0032]图2b是类似于图2a的视图，但其中的压力分配装置进行了分解示意；
[0033]图2c是从图2a前方看过去的放大了的视图，但对压力分配装置除升降机构外的部分进行了沿中心地纵向解剖示意；
[0034]图3a是类似于图2a的视图，但示出了根据本发明第一方面第二优选实施方式的压力分配装置；
[0035]图3b是类似于图2b的视图，但示出了根据本发明第一方面第二优选实施方式的压力分配装置；
[0036]图4是根据本发明第二方面优选实施方式的压力保持装置的示意性透视图；
[0037]图5是根据本发明第三方面第一优选实施方式的压力分配组件的使用状态示意图，其中该图是沿有碴轨道的延伸方向看过去的；
[0038]图6是是根据本发明第三方面第二优选实施方式的压力分配组件的使用状态示意图，其中该图是沿垂直于有碴轨道的延伸方向看过去的。
[0039]附图标记说明
[0040]101 第一实施方式中的压力分配装置
[0041]10 垫板
[0042]20 螺旋升降机构
[0043]21 螺杆22 螺母套筒
[0044]23 摇动手柄
[0045]30 车轮装置
[0046]31 支架32 轮子
[0047]321 环形凹槽
[0048]40 紧固件
[0049]50 测力计
[0050]101’第二实施方式中的压力分配装置
[0051]20’ 液压升降机构
[0052]21’ 缸体22’ 活塞
[0053]23’ 驱动部
[0054]201 火车车厢底板 301 铁轨
[0055]401 火车402 车轮
[0056]501 框架结构 601 连接框架[0057]701 连杆801 轨枕【具体实施方式】
[0058]根据要求，这里将披露本发明的【具体实施方式】。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本发明的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本发明的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。
[0059]根据本发明第一方面优选实施方式的压力分配装置如图1所示，该压力分配装置适用于装设到机车例如火车上，并适用于同机车一起在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中对铁轨施加压力，以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置。参见图1，在该实施方式中，压力分配装置101包括垫板10、升降机构20和车轮装置30。该垫板10作为连接装置将压力分配装置101连接至机车的底部。升降机构20连接于垫板10和车轮装置30之间。车轮装置30包括支架31和可转动连接于支架31上的轮子32。
[0060]参见图2a，并结合图2b、图2c，压力分配装置101适于在其上端连接至火车车厢底板201，在使用时下端可由有碴轨道的铁轨301支撑。具体地，在本实施方式中，垫板10借助于紧固件40连接至火车车厢底板201上，从而可有效避免应力集中；升降机构20能够带动车轮装置30在火车车厢底板201和铁轨301之间沿竖直方向移动。在使用过程中，即当需要压力分配装置101压抵铁轨301以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置时，升降机构20将带动车轮装置30从第一位置移动到第二位置，其中在第一位置即工作位置，轮子32可转动地压抵到有碴轨道的铁轨301上并借助于机车的重量对铁轨施加一个预定的压力；在第二位置及非工作位置，轮子32远离铁轨301并位于其上方。
[0061]在图1、图2a 、图2b和图2c所示的优选实施方式中，升降机构20为螺旋(机械)升降机构，包括螺杆22和螺母套筒21，螺杆22作为顶举件。螺母套筒21的顶端借助于紧固件40与垫板10 —同固定至火车车厢底板上。螺杆22上设有摇动手柄23，从而由人力通过螺旋副传动，使螺杆22相对螺母套筒21向上或向下旋动。当车轮装置30处于其第一位置，即悬垂于火车车厢底部时，该螺旋升降机构20靠螺纹自锁作用支持车轮装置30。当然，升降机构20也可以采用其它机械结构的螺旋升降机构，比如自降型螺旋升降机构。相比于上述螺旋升降机构，自降型螺旋升降机构无自锁作用，需装有制动器，放松制动器时，重物(在本实施方式中是车轮装置30)即可自行快速下降。
[0062]再如图2b和图2c所示，在本实施方式中，还设有测力计50，该测力计50位于支架31和升降机构20之间。优选地，该测力计50为环形测力传感器，其可以与一报警装置(图未示)相连，当机车经由螺旋升降机构20施加到车轮装置30进而施加到铁轨301上的压力达到一个预定值，比如2吨时，该报警装置会报警，从而提示操作人员该压力分配装置已经调节到位，铁轨301经轮子32施加一段时间的压力直到铁轨保持在其预定的轨面标高位置。
[0063]再如图2c所示，在车轮装置30中，轮子32借助于轴33可转动地装设于支架31上。轮子32的外圆周表面上形成有与铁轨301的上部结构相适配的环形凹槽321，这样有助于轮子稳定地支撑在铁轨上。优选地，环形凹槽的内表面(至少与铁轨接触的表面)上涂覆有减震耐磨的弹性聚合物材料，比如聚氨酯、尼龙、橡胶、环氧树脂或聚乙烯树脂。
[0064]图3a和图3b示出了根据本发明第一方面第二优选实施方式的压力分配装置101’。与上面实施方式不同的是，该第二实施方式中的升降机构20’是液压升降机构。该液压升降机构20’为整体式，包括缸体21’、活塞22’以及驱动部23’。通过人力经由驱动部23’驱动缸体21’内的液压泵(图未示)，借助液压系统传动，活塞22’作为顶举件向下顶举车轮装置30。
[0065]尽管上述第一和第二实施方式的压力分配装置中分别使用的是螺旋升降机构、液压升降机构，但应当理解，升降机构也可以构成为齿条升降机构，等等，只要能够悬挂车轮装置30并在需要的时候顶出车轮装置，从而借助于轮子32对有碴轨道的铁轨301施加并保持一预定压力(比如2吨)即可。在上述第一和第二实施方式中的螺旋升降机构和液压升降机构的结构分别类似螺旋千斤顶和液压千斤顶的结构，在此不再赘述。
[0066]根据本发明第二方面优选实施方式的压力保持装置如图4所示，其适用于在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中，对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置。该压力保持装置包括:火车401，其具有车轮402，所述火车401可移动地位于有碴轨道的铁轨301上，并通过火车重量对铁轨施加压力；多个压力分配装置101’，其装设于所述火车车厢底部并同所述火车的车轮402 —起沿铁轨301布置。尽管在本实施方式中使用的是图3a所示的第二实施方式的压力分配装置101’，但应当理解，在此也可以使用图1所示的第一实施方式的压力分配装置101。由于压力分配装置的设置，使得火车重量不仅能够分配至车轮402从而施加压力至铁轨，还能够分配至各个压力分配装置从而在火车长度范围内对铁轨一同施压，如此一来，可相比于现有技术在较短的时间内将铁轨压实到其轨面标闻位置，提闻了施工效率。
[0067]另外，需要说明的是，在图4所示的压力保持装置401的实施方式中，多个压力分配装置101’通过框架结构501组装在一起，借此可以一同组装到火车上或从火车上拆卸下来。关于压力分配装置的组件将在下面进行介绍。
[0068]在本发明的第三个方面，还提供一种用于有碴轨道的压力分配组件。图5示意性地示出了第一优选实施方式的压力分配组件的使用状态，其中该图是沿有碴轨道的延伸方向看过去的；图6示意性地示出了第二优选实施方式的压力分配组件的使用状态，其中该图是沿垂直于有碴轨道的延伸方向看过去的。压力分配组件在图5和图6两个实施方式中的唯一区别就是:图5中示出的是图1中的压力分配装置101，图6中示出的是图3a中示出的压力分配装置101’。
[0069]在上述两个实施方式中，压力保持组件具有偶数个压力分配装置。该压力保持组件还包括固定连接于火车车厢底板201的连接框架601，每两个压力分配装置横向对齐地通过其各自的垫板10连接至一个连接框架601，该两个压力保持装置之间的间隔与铁轨301的间距一致。在这两个实施方式中，压力分配组件包括多个连接框架601(图6仅示出了三个)，相邻两个连接框架601沿有碴轨道纵向方向(即轨道延伸方向)间隔开，并通过沿纵向延伸的连杆701 (轨道两侧都有)连接在一起。
[0070]在本发明的该方面，由于压力分配装置101成对成组地装配在一起，因而安装比较方便。通过连接框架601可以提高压力保持装置的横向强度，相对于单个的压力保持装置，此框架大大地提高了施工时的安全性。优选地，两个连接框架601沿有碴轨道间隔开的距离与轨枕801的间距相等，或是两个轨枕间距之和。
[0071]根据本发明的第四个方面，在一个优选实施方式中提供一种用于在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中对铁轨301施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置的方法。该方法包括如下步骤:
[0072]提供一种如权利要求8-14中任一项所述的压力保持装置，使得所述压力保持装置通过机车车轮和压力分配装置的轮子对铁轨施加压力以将铁轨保持在预定的轨面标高位置。
[0073]在一个优选的实施方式中，所述方法还包括如下步骤:调节所述升降机构带动轮子从存放状态所在的第二位置移动到工作状态所在的第一位置，从而使轮子可转动地压抵铁轨并向铁轨施加预定的压力。
[0074]应当理解的是，本发明不仅适用于建造新的聚氨酯发泡的有碴轨道时使用，也适用于维修或维护已经建成并使用的有碴轨道，通过聚氨酯发泡使其更加稳固。
[0075]本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和形状作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的【技术领域】内，并落入本发明权利要求的保护范围。需要注意的是，按照惯例，权利要求中使用单个元件意在包括一个或多个这样的元件。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本发明的范围。
【权利要求】
1.一种压力分配装置，其适用于装设到机车上，并同机车的车轮一起在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中借助机车重量对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置，所述压力分配装置包括: 连接装置，其连接至所述机车的底部； 车轮装置，其包括支架和可转动连接于支架上的轮子； 升降机构，其连接于所述连接装置和所述支架之间，所述升降机构能够带动所述车轮装置在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述轮子可转动地压抵于有碴轨道的铁轨上以向铁轨施加一个预定压力，在所述第二位置，所述轮子远离所述铁轨并位于其上方。
2.如权利要求1所述的压力分配装置，其特征在于，所述升降机构为齿条升降机构、螺旋升降机构或液压升降机构。
3.如权利要求2所述的压力分配装置，其特征在于，在所述支架和所述升降机构之间还设置有测力计。
4.如权利要求3所述的压力分配装置，其特征在于，所述测力计包括环形测力传感器。
5.如前述任一项权利要求所述的压力分配装置，其特征在于，所述轮子的外圆周表面形成有与铁轨的上部结构适配的环形凹槽。
6.如权利要求5所述的压力分配装置，其特征在于，至少所述环形凹槽与铁轨接触的表面涂覆有弹性聚合物材料。
7.如权利要求6所述的压力分配装置，其特征在于，所述弹性聚合物材料为聚氨酯、尼龙、橡胶、环氧树脂或聚乙烯树脂。
8.一种压力保持装置，其适用于在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置，包括: 机车，其具有车轮，所述机车可移动地位于有碴轨道的铁轨上，并通过机车重量对铁轨施加压力； 多个压力分配装置，其装设于所述机车的底部并同所述机车的车轮一起沿铁轨布置， 其中，所述压力分配装置包括: 连接装置，其连接至所述机车的底部； 车轮装置，其包括支架和可转动连接于支架上的轮子； 升降机构，其连接于所述连接装置和所述支架之间，所述升降机构能够带动所述车轮装置在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述轮子可转动地压抵于有碴轨道的铁轨上以向铁轨施加一个预定压力，在所述第二位置，所述轮子远离所述铁轨并位于其上方。
9.如权利要求8所述的压力保持装置，其特征在于，所述升降机构为齿条升降机构、螺旋升降机构或液压升降机构。
10.如权利要求9所述的压力保持装置，其特征在于，在所述支架和所述升降机构之间还设置有测力计。
11.如权利要求10所述的压力保持装置，其特征在于，所述测力计包括环形测力传感器。
12.如前述权利要求8至11所述的压力保持装置，其特征在于，所述轮子的外圆周表面形成有与铁轨的上部结构适配的环形凹槽。
13.如权利要求12所述的压力保持装置，其特征在于，至少所述环形凹槽与铁轨接触的表面涂覆有弹性聚合物材料。
14.如权利要求13所述的压力保持装置，其特征在于，所述弹性聚合物材料为聚氨酯、尼龙、橡胶、环氧树脂或聚乙烯树脂。
15.一种压力分配组件，其包括至少一个连接框架，每个所述连接框架上装设有一对如权利要求1至7任一项所述的压力分配装置，所述一对压力分配装置以与铁轨间距相对应的间距相对布置，相邻两个连接框架沿有碴轨道纵向方向间隔开并通过沿有碴轨道纵向延伸的连杆连接在一起。
16.如权利要求15所述的压力分配组件，其特征在于，所述两个连接框架沿有碴轨道间隔开的距离对应于轨枕间距。
17.如权利要求16所述的压力分配组件，其特征在于，所述两个连接框架沿有碴轨道间隔开的距离为两个轨枕间距之和。
18.一种用于在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 提供一种如权利要求8-14中任一项所述的压力保持装置，使得所述压力保持装置通过机车车轮和压力分配装置的轮子对铁轨施加压力以将铁轨保持在预定的轨面标高位置。
19.如权利要求18所述的用于在聚氨酯固化有碴轨道道床的发泡施工过程中对铁轨施加压力以将铁轨保持在其预定的轨面标高位置的方法，其特征在于，还包括如下步骤:调节所述升降机构带动轮子从存放状态所在的第二位置移动到工作状态所在的第一位置，从而使轮子可转动地压抵铁轨并向铁轨施加预定的压力。
【文档编号】E01B27/02GK103835194SQ201210545035
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】张晨曦, 成浩 申请人:拜耳材料科技(中国)有限公司