CN101379333B - 用于铺设长元件的设备和铺设方法 - Google Patents

Abstract

用于铺设长元件如管(306)或钢轨(472)的设备(300，400)。由该设备携带的材料在炉(340)中熔炼，并输送至浇冒口(342)，通过该浇冒口而连续地浇铸所述长元件。然后，当所述设备在地面上行进时，对如此浇铸而成的长元件进行铺设。

Description

用于铺设长元件的设备和铺设方法

技术领域

本发明涉及用于铺设长元件的设备。

发明内容

在一个方面，提供了用于铺设长元件的设备，该设备具有用于连续形成所述长元件的装置，以及在形成长元件且所述设备在地面上移动时用于铺设所述长元件的装置。

所述设备可以包括用于形成熔融材料的装置，以及用于由所述熔融材料形成长元件的装置。用于形成长元件的装置可通过连续形成的方式而形成所述长元件。所述连续形成可通过连续浇铸而实现。所述设备可具有存储可流动材料或用于形成该可流动形式(如为粉粒或颗粒形式)的材料的至少一种组分的装置。可以设置有用于将可流动形式的所述材料或所述组分输送至用于形成熔融材料的所述装置的装置，该装置并用于将熔融材料输送至用于由所述熔融材料浇铸所述长元件的模塑装置。

形成所述长元件的材料可以是金属，形成所述熔融材料的装置可以为炉的形式，并用于将所述材料形成为金属，如通过熔炼。用于形成熔融材料的装置可以为等离子电弧炉。

所述长元件例如可以为管、线缆等，所述设备可具有用于形成壕沟的挖掘装置，使用所述设备将所述长元件铺设在该壕沟中。所述长元件可以为钢轨，所述设备可设置用于将钢轨铺设在该设备的前方，因而所述设备能够在铺设过程中在钢轨上行进。

在另一方面，本发明提供了一种铺设长元件的方法，其中，将所述长元件连续地形成在输送车上，并在所述输送车行进时由该输送车进行铺设。

所述方法可包括形成熔融状态的材料，并通过浇铸该熔融材料而形成所述长元件。所述长元件可以由连续浇铸而形成。在将所述材料形成为熔融状态之前，所述材料，或者用于形成该材料的至少一种组分可以以颗粒或其他可流动的固定形式而存放在所述输送车上。所述熔融材料可以输送至浇冒口，以通过连续的浇铸处理而形成长元件。

所述熔融材料可以为熔炼而成的金属，例如通过等离子电弧炉。

所述长元件例如可以为管、线缆、钢轨等。

所述方法可包括利用所述输送车上的挖掘机进行挖掘，以形成铺设所述长元件的壕沟。在所述长元件为钢轨的情况下，所述钢轨可以铺设在所述输送车的前方，而且所述输送车可以在以上述方式铺设的钢轨上行进。

附图说明

通过仅参考附图的实施例，对本发明做进一步地描述，在附图中：

图1为根据本发明构造的设备的侧视图；

图2为所述设备的用于接收、储存原料并将原料输送至结合在所述设备中的炉的部分的局部垂直截面图；

图3为用于将原料输送至所述设备的炉的旋转窑的局部垂直截面图；

图4为结合在图1的设备中的炉的局部垂直截面图；

图5为用于从所述设备的炉接收金属并由其形成管的浇冒口的局部垂直截面图；

图6为表示使用图1的设备的工艺步骤的流程图；

图7为根据本发明构造的另一设备的概略侧视图；以及

图8为图7的设备的平面图。

具体实施方式

图1所示的设备300为运输车的形式，并设置为在地面308上移动，用于挖掘泥土310以形成壕沟314。当所述设备在地面308上移动时，由该设备形成的管306被铺设在壕沟314中。

设备300具有支撑架316，在该支撑架316上并排安装有多对牵引驱动机318，用于驱动所述设备在地面308上移动。

在前向位置设置有操纵室302，一个或多个操作人员可以从该操纵室中控制所述设备的运行。还是在前向的端部，所述设备具有用于挖掘泥土以形成壕沟314的旋转挖掘机320。

在后部，设备300具有等离子电弧炉340，用于通过来自位于所述设备前端的料斗322、324、326中的材料来制备熔融金属。该熔融金属由炉340送入位于所述设备后端的浇冒口342，而且管306从该浇冒口342挤出至壕沟314中。

图2表示所述设备300中与将可流动物质输送至料斗322、324、326有关的部分。该图表示了在侧位置由支撑架316支撑的开放的料斗344，用以允许在设备300移动的同时输送可流动的材料，例如从与所述设备并排行进的卡车输送。装载在料斗344中的材料354由螺旋输送器366垂直地输送，然后由螺旋输送器368水平向后输送。螺旋输送器368沿料斗322、324、326的顶部延伸，而且通过启动滑阀348、350、352，沿螺旋输送器368输送的材料可以选择性地送入料斗322、324、326中的预定的一个或多个。因而，料斗322的材料可以是首先装入料斗344中，并在阀348打开的情况下输送至料斗322中；料斗324的材料随后装入料斗344中，并在阀350处于打开状态的情况下输送至料斗324；料斗326的材料随后装入料斗344中，并在阀352打开的情况下输送至料斗326中。为了防止如刚刚所述的一个阀348、350、352打开时的错误装载，将其他两个阀关闭。当需要从料斗322、324、326输送材料时，可以选择性地操作位于各个料斗322、324、326的下出口的阀360、362、364。这些阀向水平的螺旋输送器375打开，然后该螺旋输送器375将材料从上述料斗输送出去，通常是向后方输送。

如图3所示，螺旋输送器375与旋转窑390的上端连通。旋转窑390具有中空的圆柱件392，该圆柱件392被安装为通过辊子394而围绕略微倾斜的轴线旋转。固定的端部件398、400滑动地封住圆柱件392的各个端部。在使用时，通过用于驱动与圆柱件392上的外圆周齿轮414啮合的直齿轮415的电机410，圆柱件392围绕其轴线旋转。端部件398通过输送管405而与炉340的上部连通，用以从旋转窑390向炉340输送材料。

炉340的形成方式在申请日为2005年8月11日的我们的澳大利亚专利申请No.2005904332号中，以及在申请日与本申请相同的名称为“ImprovedSmelting Fumace(改进的熔炉)”的我们的澳大利亚专利申请中进行了说明。这些专利申请文件的内容结合于本申请文件中，并形成本申请的一部分。

以下为对炉340的简要描述。为了更全面地理解其操作，应该参考上述专利申请文件。

炉340具有双壁金属容器420。该容器具有高抛光的穹顶状内部上表面422。冷却液如液体钠在容器420的两壁之间的空间内循环，用以冷却该容器。输送管405中的材料通过电极成型头(electrode forming head)412在容器420的顶部中心输送至内部的腔室424中，更具体地说，是通过电极成型头412中的中心垂直孔425。通过从电极成型头412向下挤出，在从该成型头412向下延伸的平行同心环形壁428之间形成有碳质材料的中空圆柱电极426。用于形成电极426的颗粒碳质材料和液体沥青(liquid pitch)通过输送管430、432而输送至电极成型头412。

在内腔424中，下电极440形成在容器420的底部。随着来自旋转窑390的材料输送穿过电极成型头412，该材料通过电极426中空的内部空间而下落，从而堆积在炉内部的基底上。惰性气体如氩气通过在电极426内向下延伸的中心管427而流入腔室424中。设置有为电极426、440施加DC电势的装置(未显示)，电极426作为负极，电极440作为正极。通过施加该电势，在容器420的内部反射表面422的帮助下，由管427进入所述炉内的气体被电离，从而产生等离子体，并将进入容器420中的材料加热至较高的温度。因此，炉内的材料熔融。产生的液体熔渣442通过出口444而从容器420清除出去，产生的熔融金属446聚集在容器420内部的底部，并通过出口448而排出。

在熔化过程中炉340中产生的废气通过上管道450而从该炉排出，并在旋转窑390的下端回送至旋转窑390的圆柱件392中，向上流过圆柱件392，以通过上出口管道452而从旋转窑排出。可以设置风扇460，以有助于废气流经旋转窑390。

流过旋转窑390的热废气用于使经过所述窑而进入炉340的材料得到预热。废气通过管道452在旋转窑390的上端从旋转窑390排出。

图5更详细地显示了浇冒口342。该浇冒口342包括外模370，该外模370为中空的圆柱形但轴向弯曲，所述外模370具有环形的横截面，所述外模370具有中空且弯曲的圆柱形内部空间，该内部空间具有入口372和出口374，以用于使通过该外模370的内部空间的冷却液体(如水)循环，从而使该外模冷却。冷却液通过泵382循环，并流经热交换器380。较冷的液体通过管道386供应给热交换器380，所述管道386与由设备300的支撑架316支撑的适当的冷却剂容器388相通。较冷的液体能够以任何合适的方式通过热交换器380而进行循环，例如利用泵389。

浇冒口342具有中间的内模件395，该内模件395为圆柱形，并位于外模370内且朝向其入口端。所述内模件395设置为使其圆周面与外模370的内圆周面之间的向内间隔的距离等于管306的所需壁厚。

炉340的熔融金属446从炉出口448流入外模370，在外模370的内圆周面和内模件395之间流过。因此，当该金属流经外模370时，在通过外模370循环的冷却剂的作用下，熔融金属成为环形截面的形状。当金属流经外模370时，进入外模370的金属保持如此成型的管状结构。当离开外模370时，金属仍然较热而能够弯曲。如此成型的较热的管306经过多组辊子396之间，以将管306从在该管从外模370出现时的稍微垂直方位弯曲为基本水平的状态。随着所述设备300沿地面308的移动，所述管逐步地铺设在壕沟314的底部。

在经过旋转窑的较热废气的作用下，流过旋转窑390的材料的预热有助于炉340的运行。在从所述旋转窑的上端流入管道452之后，废气沿管道452流动，如图2所示，并连续流过料斗322、324、326的内部。因而，管道452中仍然较热的废气用于加热管道452，并预热料斗322、324、326中的材料。

在离开料斗326后，管道452将废气输送至由设备300的支撑架316支撑的处理装置，该处理装置仅在图6中示意性地表示。具体来说，废气流入将细金属粉尘、碳和灰尘分离的除尘器142，如图6中步骤180所示。获得的材料传给磁性分离器182，该磁性分离器182将金属从中分离出来，并通过返回管道510(图1)而使该金属返回至料斗322、324、326。碳灰190也在该步骤中分离出来，然后与石墨粉212一起送至机械熔融器(mechanofuser)192，接着送至成型头412。在该成型头412中，这些材料混合在一起，并由炉内的热量加热，以形成电极426。如上所述，加热且混合的材料流过炉340内的中空圆柱壁428之间，从而通过向下的挤出而形成电极425。

在除尘器142中从细的金属粉、碳和灰尘中分离出的材料送至旋涡洗涤器505中，该洗涤器505也接收粉化石灰石515。通过该旋涡洗涤器505，产生清洁空气507以及分离出的石灰浆509。该石灰浆509已经吸收了如硫磺和超细的气体或灰尘等物质。该石灰浆509可以保存在设备300上的合适容器中，并定期清除，以分别处置。

设备300的动力(用于驱动牵引驱动机318或者用于操作设备300的动力)可以来自一个或多个安装在所述设备上的由发电机(如柴油发电机)驱动的电机。

根据需要，用于形成管306的材料也可不同。在典型的应用中，该材料包括存放在料斗322中的粉末、颗粒或类似形式的金属，存放在料斗324中的颗粒形式的合适的熔剂材料，如石灰石；以及存放在料斗326中的合适的还原剂，如颗粒状的木炭或焦炭。这时，用于制成管306的产生的熔融材料为铁，或者包含有碳的适当的合金。

在一种修改形式(未显示)中，具有多个炉340，以及用于将不同成分的混合物供应至所述炉中的储存和输送装置。例如，所述设备可以设置为向浇冒口342供应来自分开的炉340的不同成分的的金属，从而不同成分的金属一个围绕一个地挤压出来。这时，管306的内侧部分可以具有一种金属成分，而其外侧部分可以具有另一种金属成分。

本发明可适用于铺设除管之外的长元件。例如，图7和图8表示用于并排间隔地将钢轨472铺设于轨枕474上以形成轨道线的改进的设备。设备408与设备300基本类似。具体来说，用于存放和处理形成熔融金属的材料并输送该材料的装置，以及炉340的设置与设备300中基本相同。然而，在这种情况下，设置有三个浇冒口402、404、406，而不是一个浇冒口342。该三个浇冒口设置用于金属的连续浇铸。浇冒口402、404并排地设置在设备408上，用于金属472的连续浇铸，浇冒口406设置在中间位置，用于浇铸形成轨枕474的金属部分。这些浇冒口402、404、406可以由与炉340类似的分离的炉供应，或者可以使用更少的炉，如单个炉。

在这种情况下，用于制成钢轨和轨枕的铸造金属形成在设备408的前端，该设备具有轮476，而不是牵引驱动机318，所述轮由合适的电机驱动，从而使设备400在形成轨道线时能够在该轨道线上行进。

通过合适的切割装置，如金属锯(未显示)，由浇冒口406挤压成型的金属部分462切割为轨枕长度部分462，然后(通过未显示的装置)在所述设备上向前输送至该设备的前方的位置，在该位置，所述轨枕长度部分由可回转的机械臂抓持，并连续地横向放置在所述设备408前方的地面上，从而形成轨枕474，而且因而，随着所述设备沿着已经铺设好的轨道线移动，钢轨472被铺设在轨枕上。

轨枕可以挤压为合适的截面形状，如图8中所示的截面，或者挤压为例如平的截面形状，再(通过未显示的装置)进行冲压，以形成所需的截面形状。

可以设置有用于在设备400行进时将钢轨紧固于轨枕的装置(未显示)。因而，为此，可以设置有焊头(welding head)，从而将轨枕和钢轨焊接在一起，或者可以设置有用于在铺设之前对轨枕进行钻孔的装置，并利用传统的钢轨紧固件将轨枕和钢轨紧固在一起。

在本说明书中对任何现有技术的参考不是，而且不应视为，对所述现有技术构成澳大利亚内公知常识的认可或任何形式的建议。

在本说明书和附属的权利要求中，除了上下文中有相反的要求，词语“包括”及其变化形式如“包含”和“具有”应理解为意指包括提及的单元或步骤或成组的单元或步骤，但并不排出任何其他的单元或步骤或成组的单元或步骤。

仅通过解释说明提出了上述设备，在不脱离本发明的范围的实质的情况下，可以对本发明作出很多改进，本发明的范围包括这里公开的每个新颖的特征。

部件列表

除尘器            142

细的金属粉尘、碳和灰尘       180

磁性分离器                   182

碳灰                         190

机械熔融器                   192

石墨粉                       212

设备                         300

操纵室                       302

地面                         308

泥土                         310

壕沟                         314

管                           306

支撑架                       316

牵引驱动机                   318

旋转挖掘机                   320

料斗                         322、324、326

等离子电弧炉                 340

浇冒口                       342

开放的料斗                   344

滑阀                         348、350、352

材料                         354

螺旋输送器                   366、368、375

外模                         370

入口                         372

出口                         374

热交换器                     380

泵                       382

管道                     386

冷却剂容器               388

泵                       389

旋转窑                   390

中空的圆柱件             392

辊子                     394

模件                     395

辊子                     396

固定的端部件             398、400

浇冒口                   402、404、406

输送管                   405

设备                     408

电机                     410

电极成型头               412

外圆周齿轮               414

直齿轮                   415

双壁金属容器             420

高抛光的穹顶状内部上表面 422

内腔                     424

电极(负极)               426

管                       427

平行同心环形壁           428

输送管                   430、432

电极(正极)               440

熔渣              442

出口              444、448

熔融金属          446

上管道            450

上出口管道        452

风扇              460

金属部分          462

钢轨              472

轨枕              474

轮                476

返回管道          510

旋涡洗涤器        505

清洁的空气        507

石灰浆            509

粉化石灰石        511

Claims (23)

1.用于铺设长元件的设备，该设备具有：

(a)用于连续形成所述长元件的装置；

(b)在形成所述长元件时且所述设备在地面上行进时，用于铺设所述长元件的装置；以及

(c)用于形成熔融材料的装置以及用于由所述熔融材料形成所述长元件的装置。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，用于形成所述长元件的所述装置连续形成所述长元件。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，用于形成所述长元件的所述装置连续浇铸形成所述长元件。

4.根据权利要求3所述的设备，该设备具有用于存储可流动材料或形成该材料的至少一种组分的装置。

5.根据权利要求4所述的设备，该设备具有用于将可流动的所述材料或所述组分输送至所述用于形成熔融材料的装置的装置，该装置也用于随后将所述熔融材料输送至用于由所述熔融材料形成所述长元件的模塑装置。

6.根据权利要求3所述的设备，其中，所述用于形成熔融材料的装置为将所述材料形成为金属的炉。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述炉为等离子电弧炉。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述长元件为管。

9.根据权利要求8所述的设备，该设备具有用于形成壕沟的挖掘装置，使用所述设备将所述管铺设在所述壕沟中。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述长元件为钢轨。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述设备设置成将所述钢轨铺设在该设备的前方，所述设备适用于在进行所述铺设时在铺设的钢轨上行进。

12.一种铺设长元件的方法，该方法包括形成熔融材料，并通过浇铸所述熔融材料而形成所述长元件，其中，将所述长元件连续形成在输送车上，并在所述输送车行进时由该输送车进行铺设。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述长元件为连续浇铸而成。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述熔融材料输送至用于形成所述长元件的浇冒口。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，在使所述材料形成为熔融状态之前，所述材料或用于形成所述材料的至少一种组分以颗粒或其他可流动固体的形式存放在所述输送车上。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述熔融材料为金属。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述材料通过熔炼而成。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述熔炼通过利用等离子电弧炉而实现。

19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述长元件为管。

20.根据权利要求12所述的方法，其中，挖掘壕沟，并将长元件铺设在该壕沟中。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述壕沟由所述输送车上的挖掘装置而形成。

22.根据权利要求12所述的方法，其中，所述长元件为钢轨。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，将所述钢轨铺设在所述输送车的前方，而且该输送车在以该方式铺设的钢轨上行进。

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