一种聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统。加热除湿小车控制系统利用暖气制造设备控制系统所生成的高压热气对密封道床区域按进行加热，降温除尘小车控制系统在加热过的道床上控制注入高压冷空气降低道床温度至所需温度并除尘，聚氨酯储存车厢控制系统自动抽料并输料至发泡工作车厢，发泡工作车厢控制系统控制发泡比例的设定，浇注小车控制系统控制小车在除湿除尘过的道床区域将聚氨酯泡沫浇注至枕木两侧。本发明可以自动完成整个施工过程的道砟除湿和聚氨酯浇注，可持续性好，解决了将现有道床系统改进成聚氨酯泡沫固化道床的道砟除湿和浇注难题，操作简单直观，施工效率高，为铁路道床固化施工节省大量的人力物力。
【专利说明】一种聚氨酯泡沬固化道床的固化处理设备控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有砟轨道铁路道床固化处理设备的控制系统，尤其涉及一种聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统。
【背景技术】
[0002]铁路轨道结构由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等部分组成。现有的铁路道床主要分为有砟轨道道床和无砟轨道道床。传统的有砟轨道道床主要是利用碎石等散料铺成的路砟，路砟和枕木均起加大受力面、分散火车压力、防止铁轨下陷的作用。随着行车速度的不断提高，有砟道床不均匀下沉产生的震荡严重，轨道破损变形加剧；同时随着运量、道床脏污程度的不同，其弹性模量和内摩擦角发生很大变化，所以维护周期短，需要大量的养护人员，耗时耗力，影响铁路的正常运营。
[0003]无砟轨道是指采用混凝土、浙青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构，其轨枕本身是混凝土浇灌而成，而路基也不用碎石，钢轨、轨枕直接铺在混凝土路基上。无砟轨道道床可以降低粉尘、美化环境，是一种维护工作量少、整体性强、表面整洁的道床结构。由于整体道床是承受列车动载荷反复作用的受弯构件，自身刚度大，弹性较差，所以对钢轨扣件及弹性垫层的弹性要求较高；此外由于道床本身的混凝土是连续现浇，因此存在多层施工结构面，在列车载荷的反复作用下，道床容易下沉、开裂、翻浆冒泥，而一旦基底发生沉陷，修补极为困难，因此对施工精度和施工质量要求极高。
[0004]目前已经出现利用聚合物材料对道床进行加固的方法，例如聚氨酯泡沫固化道床主要是由道砟石料和聚氨酯泡沫组成，将聚氨酯泡沫浇注到轨道枕木的孔隙中，发泡、固化以加固道床；现场浇注聚氨酯道床对于浇注现场的环境和施工工艺要求较高，需要干燥洁净的铺设环境，同时在固定温度和压力下进行聚氨酯的浇注，因此需要一种能够满足道床固化施工要求的控制系统，来提高工作效率，加强施工质量。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供一种聚氨酯泡沫固化道床固化处理设备的控制系统，不仅能够满足聚氨酯泡沫固化道床固化处理设备的所有施工要求，同时自动化程度高，操作简单，施工效率高。
[0006]为实现上述目的，本聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，包括暖气制造设备控制系统、加热除湿小车控制系统、降温除尘小车控制系统、烧注小车控制系统、发泡工作车厢控制系统和聚氨酯储存车厢控制系统；
[0007]暖气制造设备控制系统控制经气化炉气化的液化气燃烧，并利用加热发生器对流经的空气加热到设定温度；加热除湿小车控制系统控制加热除湿小车密封板的开合构建密封道床区域，利用暖气制造设备所生成的高压热气对密封道床区域按所设定的时间进行加热；降温除尘小车控制系统在加热过的道床上通过控制降温除尘小车密封板的开合来构建密封区域，并注入高压冷空气降低道床温度至所需温度并除尘；聚氨酯储存车厢控制系统自动抽料并输料至发泡工作车厢；发泡工作车厢控制系统控制聚氨酯的温度、压力，并完成黑料、白料、催化剂三者发泡比例的设定；浇注小车控制系统控制小车在除湿除尘过的道床区域将聚氨酯泡沫浇注至枕木两侧。
[0008]暖气制造设备控制系统包括点火开关、温度设定显示仪、温度传感器、加热发生器、控制燃气的燃气电磁阀和气化炉及控制器；点火开关将启动命令输送至控制器，控制器控制加热发生器和燃气电磁阀，加热发生器通过燃气电磁阀与气化炉相连，控制器通过控制燃气电磁阀的通断来控制气化炉进入加热发生器的进气量；温度传感器和温度设定显示仪将信号输送至控制器。
[0009]加热发生器可以具有多种选择，如热风炉，电加热器等，优选的，所述加热发生器为红外加热发生器。
[0010]作为进一步改进，暖气制造设备控制系统还包括与控制器相连的温度指示灯。
[0011]加热除湿小车控制系统包括干燥风机、空气压缩机、温度传感器和控制器，干燥风机与暖气制造设备相连用于提供干燥高压气体；控制器控制空气压缩机和干燥风机的启闭，向控制器输入工作时间；操作开关输出指令至控制器，控制器通过电控二位五通阀控制执行器气缸的动作，空气压缩机与气缸回路相连用于提供气源；温度传感器将信号输送至控制器。
[0012]降温除尘小车控制系统包括调温风机、空气压缩机、温度传感器和控制器，调温风机抽取自然风；控制器控制空气压缩机和调温风机的启闭，向控制器输入工作时间；操作开关输出指令至控制器，控制器通过电控二位五通阀控制执行器气缸的动作，空气压缩机与气缸回路相连用于提供气源；温度传感器将信号输送至控制器。
[0013]浇注小车控制系统包括控制器、限位开关、气缸控制阀块、伺服驱动器和伺服电机，控制器与气缸控制阀块和伺服驱动器相连，限位开关将信号输送至控制器；设定浇注小车的浇注点位置，并将信号输送至控制器，控制器通过伺服驱动器驱动伺服电机来带动浇注头移动。
[0014]发泡工作车厢控制系统包括控制器、浇注阀块、冷热机组和计量泵，设定温度、物料比、物料流量和物料压力，并将信号输送至控制器；控制器控制冷热机组内的水循环系统的温度；控制器通过计量泵控制物料比和流量；控制器通过控制浇注阀块控制物料压力；液位检测传感器将信号输送至控制器，控制器与报警装置相连。
[0015]聚氨酯储存车厢控制系统包括控制器、输料电机、抽料电机和气动球阀，控制器分别与抽料电机、输料电机和气动球阀相连，控制器控制抽料电机向储存料罐抽料；控制器控制输料电机将储存料罐内的聚氨酯向发泡工作车厢的中间罐输料，储存料罐内设置的液位检测传感器将信号输入至控制器，控制器控制气动球阀的开合实现自动补料。
[0016]所述的加热除湿小车控制系统、降温除尘小车控制系统、浇注小车控制系统、发泡工作车厢控制系统和聚氨酯储存车厢控制系统均具有与控制器相连的触摸屏，通过触摸屏将设定的参数信号输送至控制器；聚氨酯储存车厢控制系统中储存料罐的液位可从触摸屏显不O
[0017]本发明通过预先在触摸屏设定好所需参数后，固化处理设备的控制系统可以自动完成整个施工过程的道砟除湿和聚氨酯浇注，可持续性好，解决了将现有道床系统改进成聚氨酯泡沫固化道床的道砟除湿和浇注难题，操作简单直观，施工效率高，为铁路道床固化施工节省大量的人力物力。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明原理示意图；
[0019]图2为暖气制造设备控制系统的原理示意图；
[0020]图3为加热除湿小车控制系统的原理示意图；
[0021]图4为降温除尘小车控制系统的原理示意图；
[0022]图5为浇注小车控制系统的原理示意图；
[0023]图6为发泡工作车厢控制系统原理示意图；
[0024]图7为聚氨酯储存车厢控制系统的原理示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0026]如图1所示，本聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，包括暖气制造设备控制系统、加热除湿小车控制系统、降温除尘小车控制系统、浇注小车控制系统、发泡工作车厢控制系统和聚氨酯储存车厢控制系统；
[0027]暖气制造设备控制系统控制经气化炉气化的液化气燃烧，并利用加热发生器对流经的空气加热到设定温度；加热除湿小车控制系统控制加热除湿小车密封板的开合构建密封道床区域，利用暖气制造设备所生成的高压热气对密封道床区域按所设定的时间进行加热；降温除尘小车控制系统在加热过的道床上通过控制降温除尘小车密封板的开合来构建密封区域，并注入高压冷空气降低道床温度至所需温度并除尘；聚氨酯储存车厢控制系统自动抽料并输料至发泡工作车厢；发泡工作车厢控制系统控制聚氨酯的温度、压力，并完成黑料、白料、催化剂三者发泡比例的设定；浇注小车控制系统控制小车在除湿除尘过的道床区域将聚氨酯泡沫浇注至枕木两侧。
[0028]如图2所示，暖气制造设备控制系统包括点火开关、温度设定显示仪、温度传感器、加热发生器、控制燃气的燃气电磁阀和气化炉及控制器；点火开关将启动命令输送至控制器，控制器控制加热发生器和燃气电磁阀，加热发生器通过燃气电磁阀与气化炉相连，控制器通过控制燃气电磁阀的通断来控制气化炉进入加热发生器的进气量；温度传感器和温度设定显示仪将信号输送至控制器。
[0029]加热发生器可以具有多种选择，如热风炉，电加热器等，优选的，所述加热发生器为红外加热发生器。
[0030]作为进一步改进，暖气制造设备控制系统还包括与控制器相连的温度指示灯。
[0031]暖气制造设备控制系统控制经气化炉气化的液化气燃烧，并利用加热发生器将流经的空气加热到设定温度。在温度设定显示仪表上设定所需要的温度，启动点火开关，点火开关将启动命令输送至控制器，控制器控制红外加热发生器和燃气电磁阀动作，经气化炉气化的燃气燃烧形成高温烟气，当暖气制造设备小车内的温度达到设定温度时，温度传感器将信号输送至控制器，控制器控制温度指示灯熄灭，同时燃气电磁阀复位，停止进气，力口热暂时停止。
[0032]红外加热发生器的升温速度快，热转换效率高，使用寿命长，同时节能效果好，热损失较少；燃气电磁阀确保了用气安全，符合安全管理要求；温度指示灯的设置方便工作人员了解设备运行状况，进一步保证设备安全运行。
[0033]如图3所示，加热除湿小车控制系统包括干燥风机、空气压缩机、温度传感器和控制器，干燥风机与暖气制造设备相连用于提供干燥高压气体；控制器控制空气压缩机和干燥风机的启闭，向控制器输入工作时间；操作开关输出指令至控制器，控制器通过电控二位五通阀控制执行器气缸的动作，空气压缩机与气缸回路相连用于提供气源；温度传感器将信号输送至控制器。
[0034]加热除湿小车控制系统用于控制加热除湿小车密封板的开合构建密封道床区域，利用暖气制造设备所生成的高压热气对密封道床区域按所设定的时间进行加热，排除湿气。操作开关向控制器输入指令，控制器通过控制气路双电控二位五通阀使气缸动作完成小车刹车、小车机架下降、枕木抱紧、导轨抱紧的动作，从而形成密闭道砟空间，空气压缩机为气缸提供气源；在触摸屏设定加热时间，控制器输出启动信号启动干燥风机将暖气制造设备生成的高温烟气抽送至密闭道砟区，设定时间到后自动停机；温度检测器监测密闭道砟空间内橡胶垫等钢轨部件温度，防止温度高于橡胶垫等钢轨部件的失效温度造成部件损坏。
[0035]如图4所示，降温除尘小车控制系统包括调温风机、空气压缩机、温度传感器和控制器，调温风机抽取自然风；控制器控制空气压缩机和调温风机的启闭，向控制器输入工作时间；操作开关输出指令至控制器，控制器通过电控二位五通阀控制执行器气缸的动作，空气压缩机与气缸回路相连用于提供气源；温度传感器将信号输送至控制器。
[0036]降温除尘小车控制系统在加热过的道床上通过控制降温除尘小车密封板的开合来构建密封区域，并通过注入高压冷空气降低道床温度至所需温度同时高压气体将道床上灰尘清除。降温除尘小车控制系统的控制过程与加热除湿小车控制系统的控制过程大致相同，不同之处在于调温风机所抽取的为自然风。
[0037]如图5所示，浇注小车控制系统包括控制器、限位开关、气缸控制阀块、伺服驱动器和伺服电机，控制器与气缸控制阀块和伺服驱动器相连，限位开关将信号输送至控制器；设定浇注小车的浇注点位置，并将信号输送至控制器，控制器通过伺服驱动器驱动伺服电机来带动烧注头移动。
[0038]浇注小车控制系统控制小车在除湿除尘过的道床区域按照铁路施工工艺要求在枕木两侧进行聚氨酯浇注；操作开关向控制器输入指令，控制器控制气缸升/降阀利用气缸调整浇注头的高度；在浇注小车触摸屏上设定轨枕两侧浇注点的位置，控制器控制伺服驱动器使浇注头在设定位置自动停止，伺服驱动器采用集电极开路、方向+脉冲序列正逻辑驱动方式，通过脉冲输入接口接受从控制器发来的脉冲序列，驱动伺服电机拖动浇注头在轨枕两侧设定浇注点顺序移动完成自动浇注；触摸屏手动控制单点浇注，控制器信号控制浇注头准确停止完成单点浇注；根据施工的需要手动操作开关，控制器控制吊臂伸缩，使浇注小车前行不受所连接管线的限制；各动作均设置限位开关，当浇注小车到达极限位置时，控制器控制伺服驱动器及气缸控制阀来限制小车的动作。
[0039]如图6所示，发泡工作车厢控制系统包括控制器、浇注阀块、冷热机组和计量泵，设定温度、物料比、物料流量和物料压力，并将信号输送至控制器；控制器控制冷热机组内的水循环系统的温度；控制器通过计量泵控制物料比和流量；控制器通过控制浇注阀块控制物料压力；液位检测传感器将信号输送至控制器，控制器与报警装置相连。
[0040]发泡工作车厢控制系统闭环调控聚氨酯的温度、压力，并完成黑料、白料、催化剂三者发泡比例的设定，保证浇注小车浇注的聚氨酯在其混合发泡的最佳状态，且实现料位下限报警功能。在触摸屏上设定料温，控制器控制冷热机组的水循环系统适时调整料温；触摸屏设定物料的压力，控制器通过调整浇注头阀块利用憋压使物料的压力达到设定值；触摸屏设定黑料、白料、催化剂三者的料比和流速、流量，控制器控制变频器的输出频率，使计量泵准确计量输出黑料、白料、催化剂三者的量，满足设定料比和流量，使浇注头出料符合聚氨酯发泡的比例、料量要求；浇注罐内设置的液位检测传感器将检测信号输送至控制器，浇注罐料位可在触摸屏上显示，料位低时自动报警。
[0041]如图7所75,聚氨酯储存车厢控制系统包括控制器、输料电机、抽料电机和气动球阀，控制器分别与抽料电机、输料电机和气动球阀相连，控制器控制抽料电机向储存料罐抽料；控制器控制输料电机将储存料罐内的聚氨酯向发泡工作车厢的中间罐输料，储存料罐内设置的液位检测传感器将信号输入至控制器，控制器控制气动球阀的开合实现自动补料。
[0042]聚氨酯储存车厢控制系统可以实现自动抽料输料，确保浇注的持续进行。施工开始前，控制器启动抽料电机，聚氨酯储存小车在站点向储存料罐抽料，并按照施工需求量抽取。然后聚氨酯储存小车移动至施工点向发泡工作车厢的中间罐输料，控制器启动输料电机和并控制气动球阀的开合，储存料罐内设置的液位检测传感器将信号输送至控制器，控制器通过控制气动球阀的开合来控制输料电机向发泡工作车厢的中间罐输料。
[0043]所述的加热除湿小车控制系统、降温除尘小车控制系统、浇注小车控制系统、发泡工作车厢控制系统和聚氨酯储存车厢控制系统均具有与控制器相连的触摸屏，通过触摸屏将设定的参数信号输送至控制器；聚氨酯储存车厢控制系统中储存料罐的液位可从触摸屏显不O
[0044]本发明通过预先在触摸屏设定好所需参数后，固化处理设备的控制系统可以自动完成整个施工过程的道砟除湿和聚氨酯浇注，可持续性好，解决了将现有道床系统改进成聚氨酯泡沫固化道床的道砟除湿和浇注难题，操作简单直观，施工效率高，为铁路道床固化施工节省大量的人力物力。
【权利要求】
1.一种聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，包括浇注小车控制系统、发泡工作车厢控制系统和聚氨酯储存车厢控制系统，其特征在于:还包括暖气制造设备控制系统、加热除湿小车控制系统和降温除尘小车控制系统； 暖气制造设备控制系统控制经气化炉气化的液化气燃烧，并利用加热发生器对流经的空气加热到设定温度；加热除湿小车控制系统控制加热除湿小车密封板的开合构建密封道床区域，利用暖气制造设备所生成的高压热气对密封道床区域按所设定的时间进行加热；降温除尘小车控制系统在加热过的道床上通过控制降温除尘小车密封板的开合来构建密封区域，并注入高压冷空气降低道床温度至所需温度并除尘；聚氨酯储存车厢控制系统自动抽料并输料至发泡工作车厢；发泡工作车厢控制系统控制聚氨酯的温度、压力，并完成黑料、白料、催化剂三者发泡比例的设定；浇注小车控制系统控制小车在除湿除尘过的道床区域将聚氨酯泡沫浇注至枕木两侧。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，其特征在于:暖气制造设备控制系统包括点火开关、温度设定显示仪、温度传感器、加热发生器、控制燃气的燃气电磁阀和气化炉及控制器；点火开关将启动命令输送至控制器，控制器控制加热发生器和燃气电磁阀，加热发生器通过燃气电磁阀与气化炉相连，控制器通过控制燃气电磁阀的通断来控制气化炉进入加热发生器的进气量；温度传感器和温度设定显示仪将信号输送至控制器。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，其特征在于:加热除湿小车控制系统包括干燥风机、空气压缩机、温度传感器和控制器，干燥风机与暖气制造设备相连用于提供干燥高压气体；控制器控制空气压缩机和干燥风机的启闭，向控制器输入工作时间；操作开关输出指令至控制器，控制器通过电控二位五通阀控制执行器气缸的动作，空气压缩机与气缸回路相连用于提供气源；温度传感器将信号输送至控制器。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，其特征在于:降温除尘小车控制系统包括调温风机、空气压缩机、温度传感器和控制器，调温风机抽取自然风；控制器控制空气压缩机和调温风机的启闭，向控制器输入工作时间；操作开关输出指令至控制器，控制器通过电控二位五通阀控制执行器气缸的动作，空气压缩机与气缸回路相连用于提供气源；温度传感器将信号输送至控制器。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，其特征在于:浇注小车控制系统包括控制器、限位开关、气缸控制阀块、伺服驱动器和伺服电机，控制器与气缸控制阀块和伺服驱动器相连，限位开关将信号输送至控制器；设定浇注小车的浇注点位置，并将信号输送至控制器，控制器通过伺服驱动器驱动伺服电机来带动浇注头移动。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，其特征在于:发泡工作车厢控制系统包括控制器、浇注阀块、冷热机组和计量泵，设定温度、物料比、物料流量和物料压力，并将信号输送至控制器；控制器控制冷热机组内的水循环系统的温度；控制器通过计量泵控制物料比和流量；控制器通过控制浇注阀块控制物料压力；液位检测传感器将信号输送至控制器，控制器与报警装置相连。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，其特征在于:聚氨酯储存车厢控制系统包括控制器、输料电机、抽料电机和气动球阀，控制器分别与抽料电机、输料电机和气动球阀相连，控制器控制抽料电机向储存料罐抽料；控制器控制输料电机将储存料罐内的聚氨酯向发泡工作车厢的中间罐输料，储存料罐内设置的液位检测传感器将信号输入至控制器，控制器控制气动球阀的开合实现自动补料。
8.根据权利要求2所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，其特征在于:所述加热发生器为红外加热发生器。
9.根据权利要求1至8任一权利要求所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，其特征在于:暖气制造设备控制系统还包括与控制器相连的温度指示灯。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化处理设备控制系统，其特征在于:所述的加热除湿小车控制系统、降温除尘小车控制系统、浇注小车控制系统、发泡工作车厢控制系统和聚氨酯储存车厢控制系统均具有与控制器相连的触摸屏，通过触摸屏将设定的参数信号输送至控制器；聚氨酯储存车厢控制系统中储存料罐的液位可从触摸屏显/Jn ο
【文档编号】G05B19/418GK104238504SQ201410431885
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】牟春燕, 王伟, 王海荣, 潘加佳, 刘海东, 谢蛟 申请人:徐州徐工铁路装备有限公司