CN103088731A - 浇注发泡车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浇注发泡车，其包括能够运动的车体、至少一个浇注发泡机组、用于使所述混合头沿高度方向运动的高度调节装置以及用于控制所述高度调节装置使所述混合头沿高度方向运动到预定位置并控制所述至少一个浇注发泡机组进行浇注的控制装置。所述浇注发泡机组包括用于存储至少一种原料的至少一个原料罐和用于接收来自所述至少一个原料罐的至少一种原料并进行浇注的浇注头。根据本发明的浇注发泡车能够沿着待浇注的物体走行并进行快速、高效的浇注，节省了人力和时间。

Description

浇注发泡车

技术领域

本发明涉及的是一种浇注发泡设备，尤其是用来制备聚氨酯道碴道床的浇注发泡设备。

背景技术

铁路轨道道床通常指轨枕下面、路基上面铺设的道碴层，它是轨道框架的基础，主要作用是支承轨枕，把钢轨和轨枕传来的巨大铁路车辆荷载，均匀地分布到路基基床面上，减少路基变形，保证行车安全。

近年来，随着人们出行和货物运输的快速增长，道碴道床承受着高速和重载列车经铁轨和枕木转移到其上的巨大载荷。在巨大载荷的作用下，随着时间的推移，构成道碴道床的道碴石料更容易发生碰撞、移位和破碎沙化，从而导致道碴道床变形、功能退化。因此，必须经常对其进行费时、费力的养护维修，代价高昂。

DE19730019950U公开了一种轨道或者过渡区的捣固设备，此设备包括具有液体道碴胶注射管道的夯实和捣固单元，每个单元的平板或者底部具有一个或者多个纵向管道

在既有线路上制备聚氨酯道碴道床需要利用短暂的列车停运“天窗期”进行，而新建线路的聚氨酯道碴道床制备也需要加快施工进度、提高施工效率。然而，传统的聚氨酯道碴道床的制备方法和制备设备无法快速高效地制备聚氨酯道碴道床，不利于在铁路轨道道床中的大规模应用。

发明内容

相应地，为了能够快速、高效地进行原料浇注，例如制备聚氨酯道碴道床，本发明提供了一种发泡浇注车，其包括能够运动的车体、至少一个浇注发泡机组、用于使所述混合头沿高度方向运动的高度调节装置以及用于控制所述高度调节装置使所述混合头沿高度方向运动到预定位置并控制所述至少一个浇注发泡机组进行浇注的控制装置。所述浇注发泡机组包括用于存储至少一种原料的至少一个原料罐和用于接收来自所述至少一个原料罐的至少一种原料并进行浇注的浇注头。

所述浇注发泡车还可以包括在所述控制装置的控制下用于使所述浇注头沿横向运动的横向驱动装置，所述“横向”是与所述车体的运动方向垂直的方向。

所述浇注发泡车还可以包括设置在所述车体上的浇注发泡机组框架，所述至少一个浇注发泡机组的至少一部分、所述高度调节装置和所述横向驱动装置设置在所述浇注发泡机组框架上。

所述高度调节装置可以包括设置在所述浇注发泡机组框架上的第一高度调节部分和用于携带所述浇注头相对于所述第一高度调节部分沿高度方向运动的第二高度调节部分。所述高度调节装置可以是下述机构中的一种：包括可互换地作为第一高度调节部分和第二高度调节部分的齿条和齿轮的齿条齿轮机构，包括可互换地作为作为第一高度调节部分和第二高度调节部分的丝杠和螺母的螺旋传动机构，包括可互换地作为第一高度调节部分和第二高度调节部分的作动缸体和活塞的作动缸机构。

所述横向驱动装置可以包括设置在所述第二高度调节部分上的第一横向驱动部分和用于携带所述浇注头相对于所述第一横向驱动部分沿横向运动的第二横向驱动部分。或者，所述横向驱动装置可以包括设置在所述浇注发泡机组框架上的第一横向驱动部分和设置在所述第一高度调节部分上用于携带所述第一高度部分相对于所述第一横向驱动部分沿横向运动的第二横向驱动部分。所述横向驱动装置可以是下述机构中的一种：包括可互换地作为第一横向驱动部分和第二横向驱动部分的齿条和齿轮的齿条齿轮机构，包括可互换地作为作为第一横向驱动部分和第二横向驱动部分的丝杠和螺母的螺旋传动机构，包括可互换地作为第一横向驱动部分和第二横向驱动部分的作动缸体和活塞的作动缸机构。

所述浇注发泡机组框架可以构造成能够相对于所述车体沿纵向运动，所述“纵向”是所述车体运动的方向。所述浇注发泡车还可以包括在所述控制装置的控制下用于驱动所述浇注发泡机组框架沿纵向运动的纵向驱动装置。所述纵向驱动装置可以包括设置在所述车体上的第一纵向驱动部分和用于携带所述浇注发泡机组框架相对于所述第一纵向驱动部分沿纵向运动的第二纵向驱动部分。所述纵向驱动装置可以是下述机构中的一种：包括可互换地作为第一纵向驱动部分和第二纵向驱动部分的齿条和齿轮的齿条齿轮机构，包括可互换地作为作为第一纵向驱动部分和第二纵向驱动部分的丝杠和螺母的螺旋传动机构，包括可互换地作为第一纵向驱动部分和第二纵向驱动部分的作动缸体和活塞的作动缸机构。

所述浇注发泡机组框架可以包括由走行机构支承的第一端部和上面设置有所述第二纵向驱动部分的第二端部。

根据本发明的浇注发泡车能够沿着待浇注的物体走行并进行浇注，能够快速、高效地进行浇注，节省了人力和时间。

附图说明

图1是根据本发明一种实施方式的浇注发泡车的侧视图。

图2是用于图1所示浇注发泡车的一个浇注发泡机组的示意图。

图3是根据本发明一种实施方式的浇注发泡车的正视图，其中，为了清楚起见，省略了部分部件。

具体实施方式

在下面以针对道碴道床进行聚氨酯浇注为例，对本发明的浇注发泡车的实施方式进行说明。但是，本领域技术人员应该理解，根据本发明的浇注发泡车能够应用于多种需要对浇注点进行浇注的场合，这些描述仅仅是用来以举例的方式解释本发明的原理，并不是对本发明保护范围和应用范围的限制。

图1是根据本发明一种实施方式的浇注发泡车100的侧视图，图3是省略了部分部件的正视图。

如图3所示，轨枕180铺设在道碴道床270上，钢轨170支承在轨枕180上。道床270、轨枕180和钢轨170构成了铁路轨道。

如图1所示，浇注发泡车100包括能够运动的车体140。车体140可以采用本领域公知的任何车身结构构成。车体140可以由走行机构160来支承，走行机构160可以用走行驱动装置150进行驱动。走行机构160可以是本领域公知的任何走行机构，例如适合于在钢轨170上走行的轨行机构。走行驱动装置150同样可以由本领域公知的用于驱动走行机构的驱动装置来实现。

在本申请中，车体140的运动方向称为“纵向”，即钢轨170的延伸方向；垂直于纵向的方向，即轨枕180延伸的方向，称为“横向”；“高度”方向，即垂直由钢轨和轨枕限定的轨道所在平面的方向。

如图1所示，浇注发泡车100包括至少一个浇注发泡机组110。如图2所示，每一个浇注发泡机组110都包括浇注头210和至少一个原料罐(例如第一原料罐330和第二原料罐340)。至少一个原料罐330、340用于存储至少一种原料，原料可以通过至少一个泵(例如第一泵350和第二泵360)供给浇注头210。浇注头210用于接收来自至少一个原料罐330、340的至少一种原料并进行浇注，泵350、360优选是一种计量泵，用于定量地浇注头210供应原料。

可以用于本发明的浇注发泡车的原料可以是本领域中常用的原料，包括单组分、双组分或多组分的聚氨酯反应体系原料。在每一个浇注发泡机组110中，可以根据准备浇注的原料设定原料罐330的数量。例如，对应于单组分、双组分或多组分的聚氨酯反应体系，一个浇注头210可以对应于一个原料罐及、两个原料罐(图2所示的情形)或者多个原料罐。

优选地，浇注发泡车可以有1～7排浇注发泡机组110(或浇注头210)，更优选地可有1～3排浇注头210。优选地，每排可以有1～8个浇注头210，更优选地，每排有2～6个浇注头210。在图1和图3所示的例子中，浇注发泡车100有3排×4列共计12个浇注头210，因此，一次可以同时完成12个浇注点的浇注。浇注发泡机组的浇注头可以同时进入工作状态，也可以不同时进入工作状态，优选同时进入工作状态；浇注发泡机组的浇注头可以同时结束工作状态，也可以不同时结束工作状态，优选不同时结束工作状态。浇注发泡机组的浇注头的吐出量可以设定为相同，也可以设定为不同，优选浇注头设定相同的吐出量；浇注发泡机组的浇注头的吐出时间可以设定相同，也可以设定不同，优选浇注头设定不同的吐出时间。

浇注发泡车的浇注速度与浇注头的数量直接相关，浇注头的数量越多浇注速度越快。在一个具体的应用场合下，作为对比实验，当使用一个浇注头时，浇注速度为30米/小时；当采用最多7排浇注发泡机组，每排最多8个浇注头时，浇注发泡速度可达到1680米/小时；当采用优选方案1～3排浇注发泡机组，每排有2～6个浇注发泡浇注头时浇注发泡速度为60～540米/小时。

本发明中，用于施加聚氨酯反应体系的浇注发泡车所使用的浇注头，可以来自于本领域技术人员已知的例如单组分的浇注设备、双组分的浇注设备或多组分的浇注设备。双组分或者多组分的浇注设备中的浇注头能够接收并混合来自至少两个原料罐的至少两种原料并用混合后的原料并进行浇注。

在图1所示的浇注发泡车实施例中，车体140形成有一个朝向轨道开口的开口部105，在该开口部105中，安装有一个浇注发泡机组框架120。浇注发泡机组110中的原料罐和泵可以作为原料罐及泵单元280，全部或者部分的原料罐及泵单元280可以同浇注头一起设置在浇注发泡机组框架120上(见实线部分)；或者，也可以设置在车体140上(见虚线部分)。

在一个优选的实施方式中，浇注发泡机组框架120能够相对于车体140沿纵向运动。相应的，浇注发泡车100包括用于驱动浇注发泡机组框架120沿纵向运动的纵向驱动装置130。作为一种实施方式，纵向驱动装置130可以包括设置在车体140上的第一纵向驱动部分和用于携带浇注发泡机组框架120相对于第一纵向驱动部分沿纵向运动的第二纵向驱动部分。这种两部分的驱动装置可以是例如但不限于螺旋机构、作动缸机构或者齿轮齿条机构等。

在使用螺旋机构的情况下(未示出)，丝杠可以作为第一纵向驱动部分，沿纵向方向可转动地安装在车体上；与丝杠螺纹啮合的螺母作为第二纵向驱动部分固定或者一体形成在浇注发泡机组框架上。当丝杠转动时，螺母携带着浇注发泡机组框架沿纵向运动。丝杠可以正、反转，于是，浇注发泡机组框架可以沿纵向往复运动。作为一种替换方式，螺母可以作为第一纵向驱动部分固定或者一体形成在车体上，与螺母啮合的纵向延伸丝杠作为第二纵向驱动部分可转动地安装在浇注发泡机组框架上。当丝杠正转或者反转时，丝杠可以携带浇注发泡机组框架沿纵向往复运动。作为替换方式，丝杠是固定的，而螺母是可正、反向转动的。总的来说，作为纵向驱动装置的螺旋传动机构包括可互换地作为作为第一纵向驱动部分和第二纵向驱动部分的丝杠和螺母。

在使用作动缸机构的情况下(未示出)，作为纵向驱动装置的该作动缸机构可以包括可互换地作为第一纵向驱动部分和第二纵向驱动部分的作动缸体和活塞的作动缸机构。纵向延伸缸体可以作为第一纵向驱动部分固定或者一体形成在车体上，与活塞相连的活塞杆作为第二纵向驱动部分固定或者一体形成在浇注发泡机组框架上。当活塞在缸体内往复运动时，活塞杆携带着浇注发泡机组框架纵向运动。作为替换方式，活塞杆可以作为第一纵向驱动部分，而缸体作为第二驱动部分。

类似地，在使用齿轮齿条机构时，齿轮和纵向延伸的齿条可以互换地作为第一、第二纵向驱动部分，分别设置在车体和浇注发泡机组框架上。当齿轮正向或者反向转动时，齿条和齿条之间可以产生纵向相对往复运动，从而由作为齿条或者齿轮携带浇注发泡机组框架沿纵向运动。

在图1所示的例子中，浇注发泡机组框架120包括第一端部220和第二端部230。第一端部220可以由走行机构165支承。走行机构165可以具有与支承车体140的走行机构160相同的构造，用于将第二端部220可沿纵向运动地支承在钢轨170上。第二端部230上设置有上述的任何一种第二纵向驱动部分，例如丝杠、螺母、活塞杆、缸体、齿轮或者齿条等。

为了使浇注发泡机组框架120平稳地纵向运动，可以设置图1所示的导向装置125，其包括一端固定在车体140上和另一端可滑动地连接在浇注发泡机组框架120的第一端部220上的导向杆。

参见图3，浇注发泡车100还包括用于使浇注头210沿高度方向运动的高度调节装置240和用于使浇注头210沿横向运动的横向驱动装置265。根据本发明，可以是每一个浇注发泡机组对应一个高度调节装置和一个横向驱动装置，也可以是多个浇注发泡机组对应一个高度调节装置和一个横向驱动装置。在图示实施例中，所有的浇注发泡机组共用一个高度调节装置和一个横向驱动装置。在这种情况下，当在横向方向上浇注头210的数目与道床270上待浇注的位置数目相同时，可以省略横向驱动装置265。不过，优选的是，仍然包括横向驱动装置265，以有利于浇注头210和待浇注位置的精确对准，特别是在浇注点在横向上有一定宽度的情况。

高度调节装置240和横向驱动装置265可以采用与上面描述的纵向驱动装置类似的方式实现。

高度调节装置240可以包括设置在浇注发泡机组框架上的第一高度调节部分(未示出)和用于携带浇注头相对于第一高度调节部分沿高度方向运动的第二高度调节部分245。第一高度调节部分优选地包括螺母或者齿轮，第二高度调节部分245相应地优选包括与螺母啮合的垂直延伸的丝杠或者与齿轮啮合的垂直延伸的齿条。

横向驱动装置265可以包括设置在第二高度调节部分245上的第一横向驱动部分260和用于携带浇注头210相对于第一横向驱动部分260沿横向运动的第二横向驱动部分250。第一横向驱动部分260优选的是沿横向延伸的丝杠，由第二高度调节部分245可转动地支承，相应地，第二横向驱动部分250优选的是啮合于丝杠上的螺母。每一个螺母250都与一个浇注头210固定在一起。图3中示出了在一个丝杠260上有四个螺母250。当丝杠260正向或者反向转动时，螺母250携带着浇注头210沿纵向往复运动。

优选地，在浇注发泡机组框架120上设置与第二高度调节部分245平行并能够随着一起沿高度方向运动的导杆246。作为第二横向驱动部分的丝杠260由第二高度调节部分245和导杆246的下端可转动地支承。这种方式有利于保持丝杠260的平稳运动和结构刚性。

作为一种替换方式，横向驱动装置的第一横向驱动部分可以设置在浇注发泡机组框架上，而高度调节装置的第一高度调节部分设置在第二横向驱动部分上，浇注头直接固定在高度调节装置的第二高度调节部分上。这样，浇注头由横向驱动装置经高度调节装置携带沿横向运动。

在根据本发明的浇注发泡车中，还包括用于控制所述至少一个浇注发泡机组110、上述高度调节装置240和上述横向驱动装置265的控制装置(未示出)。控制装置可以是本领域中公知的基于微处理器、工控机等的控制器，例如计算机、工控机、控制盒、遥控器等，还可以具有键盘、触摸屏、显示器等各种输入输出设备。可以想到，浇注发泡车可以包括用于感测位置的各种传感器，使得控制装置可以自动采集浇注头的当前位置，然后根据指令将浇注头运动到预定位置。浇注发泡车可以包括用于感测速度和/或加速度的各种传感器，从而可以以期望的速度移动浇注头。

在图1所示的实施例中，浇注发泡车100还可以包括操作室190，控制装置可以设置在操作室190中，由操作人员进行控制。

下面，参照图1和图3描述本发明的浇注发泡车的一种示例性操作情况。操作人员通过走行驱动装置150将浇注发泡车100定位在预定的工位，然后通过控制装置控制高度调节装置240，将浇注头210下降到浇注点上方的预定浇注位置。如果浇注头210与浇注点在横向上没有对准或者浇注点的横向宽度较大，则控制装置通过横向驱动装置265使得浇注头210沿横向和/或纵向移动预定距离；如果浇注头210与浇注点在纵向上也没有对准，则控制装置同时通过横向驱动装置265和纵向驱动装置230使得混合头210同时沿横向和纵向移动预定距离(当然也可以先后移动)。当完成一个工位的浇注后，控制装置控制高度调节装置240的第二高度调节部分245经横向驱动装置265携带着浇注头210沿高度方向向上运动到预定高度(例如防止与轨枕180或者钢轨170碰撞的高度)，然后通过走行驱动装置150使浇注发泡车100运动到一下工位进行浇注。

上述浇注过程可以在发泡车100的连续走行过程中实现。这时，控制装置通过纵向驱动装置使得混合头210沿着与发泡车100运动方向相反的方向运动，使得混合头210保持与浇注点的相对静止，同时完成浇注。

利用上述能够运动的浇注发泡车，能够快速地施加聚氨酯反应体系，快速制备聚氨酯道碴道床，即可以在既有线路上更高效的利用短暂的列车停运“天窗期”进行来制备聚氨酯道碴道床，在新建线路的聚氨酯道碴道床制备时也可以加快施工进度、提高施工效率。

本领域技术人员应该理解，上面的具体描述仅仅是举例性质的，用于说明性的目的，并非是用来限制本发明的保护范围。得益于本发明的教导，本领域技术人员在不超出本发明保护范围的情况下可以根据具体情况对上述具体描述的实施方式做出各种变型、修改或者替换，这些变型、修改或者替换落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种浇注发泡车，其特征在于，包括：

能够运动的车体；

至少一个浇注发泡机组，所述浇注发泡机组设置在所述车体上，所述浇注发泡机组包括：

至少一个原料罐，用于存储至少一种原料，和

浇注头，用于接收来自所述至少一个原料罐的至少一种原料并进行浇注，

高度调节装置，用于使所述浇注头沿高度方向运动；以及

控制装置，用于控制所述高度调节装置使所述浇注头沿高度方向运动到预定位置以及控制所述至少一个浇注发泡机组进行浇注。

2.如权利要求1所述的浇注发泡车，其特征在于，所述浇注发泡车还包括在所述控制装置的控制下用于使所述浇注头沿横向运动的横向驱动装置，所述横向是与所述车体的运动方向垂直的方向。

3.如权利要求2所述的浇注发泡车，其特征在于，所述浇注发泡车还包括浇注发泡机组框架，所述浇注发泡机组框架设置在所述车体上，所述至少一个浇注发泡机组的至少一部分、所述高度调节装置和所述横向驱动装置设置在所述浇注发泡机组框架上。

4.如权利要求3所述的浇注发泡车，其特征在于，所述高度调节装置包括设置在所述浇注发泡机组框架上的第一高度调节部分和用于携带所述浇注头相对于所述第一高度调节部分沿高度方向运动的第二高度调节部分。

5.如权利要求4所述的浇注发泡车，其特征在于，所述高度调节装置是下述机构中的一种：包括可互换地作为第一高度调节部分和第二高度调节部分的齿条和齿轮的齿条齿轮机构，包括可互换地作为作为第一高度调节部分和第二高度调节部分的丝杠和螺母的螺旋传动机构，包括可互换地作为第一高度调节部分和第二高度调节部分的作动缸体和活塞的作动缸机构。

6.如权利要求4所述的浇注发泡车，其特征在于，所述横向驱动装置包括设置在所述第二高度调节部分上的第一横向驱动部分和用于携带所述浇注头相对于所述第一横向驱动部分沿横向运动的第二横向驱动部分。

7.如权利要求4所述的浇注发泡车，其特征在于，所述横向驱动装置包括设置在所述浇注发泡机组框架上的第一横向驱动部分和设置在所述第一高度调节部分上用于携带所述第一高度部分相对于所述第一横向驱动部分沿横向运动的第二横向驱动部分。

8.如权利要求7所述的浇注发泡车，其特征在于，所述横向驱动装置是下述机构中的一种：包括可互换地作为第一横向驱动部分和第二横向驱动部分的齿条和齿轮的齿条齿轮机构，包括可互换地作为作为第一横向驱动部分和第二横向驱动部分的丝杠和螺母的螺旋传动机构，包括可互换地作为第一横向驱动部分和第二横向驱动部分的作动缸体和活塞的作动缸机构。

9.如权利要求3所述的浇注发泡车，其特征在于，所述浇注发泡机组框架能够相对于所述车体沿纵向运动，所述纵向是所述车体运动的方向，所述浇注发泡车还包括在所述控制装置的控制下用于驱动所述浇注发泡机组框架沿纵向运动的纵向驱动装置。

10.如权利要求9所述的浇注发泡车，其特征在于，所述纵向驱动装置包括设置在所述车体上的第一纵向驱动部分和用于携带所述浇注发泡机组框架相对于所述第一纵向驱动部分沿纵向运动的第二纵向驱动部分。

11.如权利要求10所述的浇注发泡车，其特征在于，所述浇注发泡机组框架包括由走行机构支承的第一端部和设置有所述第二纵向驱动部分的第二端部。

12.如权利要求10所述的浇注发泡车，其特征在于，所述纵向驱动装置是下述机构中的一种：包括可互换地作为第一纵向驱动部分和第二纵向驱动部分的齿条和齿轮的齿条齿轮机构，包括可互换地作为作为第一纵向驱动部分和第二纵向驱动部分的丝杠和螺母的螺旋传动机构，包括可互换地作为第一纵向驱动部分和第二纵向驱动部分的作动缸体和活塞的作动缸机构。

13.如权利要求1～12中任一项所述的浇注发泡车，其特征在于，所述发泡机组包括至少两个原料罐，所述浇注头用于接收并混合来自所述至少两个原料罐的至少两种原料并用混合后的原料并进行浇注。

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