CN103643602B - 一种隧道道床换砟机 - Google Patents

Abstract

一种隧道道床换砟机，其包括车架（1），车架（1）下部装有转向架（10），车架（1）上部设置驾驶室（2），车架（1）装有发动机间（4）和压缩机室（6），机架（1）上设有主输送带（5），该主输送带（5）还连接污土输送带（3），其特征在于：主输送带（5）与真空输送装置（7）连接。本发明所述的隧道道床换砟机能快速、高效更换隧道内道床的石砟，且其适合标准轨、宽轨和窄轨线路等各种隧道线路。作业时，满足隧道施工尺寸的限制、价格低、解放人工劳力、使用寿命更长、维修方便，为铁路养护赢得更多宝贵时间，提高作业效率。其次，整车作业轨距类型多，效率高，效果更好。

Description

一种隧道道床换砟机

技术领域

本发明涉及一种铁路道床换砟机械，特别是隧道内铁路道床的换砟机械。

背景技术

目前，国内外都没有线路隧道机械化养护的大中型车型，国内隧道道砟的维护工作基本上靠人工完成，而且由于人工养护效率低、难度大等原因，导致国内大部分隧道道床都多年没有维护。单线隧道机械化维修的最大瓶颈是轨枕两端距离排水沟只有200mm的空间，现有的清筛机无法适应。人工在隧道内进行清筛作业具有作业环境差、作业效率低及作业质量难以保证的缺陷。

专利号为ZL99212171.X的中国实用新型专利公开了一种枕底清筛换碴机，其主挖掘机构与离心筛相连，挖掘扒链绕装在整机输出轴上的主、从动链轮上，扒齿固定在链节的扒板上；离心筛的筛带绕装在五个链轮上，离心电动机与筛带链轮连接。回填机构的橡胶带绕装在主、从动滚筒上，与回填电动机链轮连接。排污碴机构安装在离心筛箱的后部，与排碴电动机链轮连接；两走行机构位于挖掘梁体的上方。其走行轮与走行轨啮合，推动清筛机前进。本机生产效率高，清筛效果好。但其结构复杂，体积庞大，不适用于铁路隧道内道砟的更换。

发明内容

本发明即针对上述缺陷加以改进，提供一种隧道道床换砟机，其包括车架，该车架下部装有转向架，该车架上部设置驾驶室，该车架装有发动机设备间和压缩机室，所述机架上设有主输送带，该主输送带还连接污土输送带，该主输送带与真空输送装置连接。

优选的是，所述真空输送装置包括真空管，该真空管顶端连接顶板Ⅰ。

优选的是，所述顶板Ⅰ处于水平方向，该顶板Ⅰ前端连接前罩板Ⅰ。

优选的是，所述顶板Ⅰ后端连接后罩板Ⅰ。

优选的是，所述顶板Ⅰ为矩形钢板。

优选的是，所述顶板Ⅰ中部包括开口。

优选的是，所述顶板Ⅰ中部的开口上方装有顶板Ⅱ，该顶板Ⅱ为带网格的钢板，其作用是使真空管出口处的气流发散，并挡落道砟，即完成气流与道砟的分离，使道砟顺利降落到所述主输送带上。

优选的是，所述真空管内设有文丘里管。

更优选的是，所述真空管与道床所在平面之间的夹角为锐角。

更优选的是，所述前罩板Ⅰ的顶端与所述顶板Ⅰ的前端连接，所述前罩板Ⅰ的侧端与所述真空管的内侧连接。

更优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述顶板Ⅰ之间构成夹角。

更优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述顶板Ⅰ之间构成钝角。

更优选的是，所述后罩板Ⅰ的顶端与所述顶板Ⅰ的后端连接。

更优选的是，所述后罩板Ⅰ与所述顶板Ⅰ之间构成夹角。

更优选的是，所述后罩板Ⅰ与所述顶板Ⅰ之间构成钝角。

更优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ关于所述顶板Ⅰ对侧设置。

更优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ面积相等。

更优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ之间连接有隔板，该隔板位于所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ长边的中心线位置，该隔板的作用是防止一侧真空管出口处的道砟飞溅到对侧的真空管出口处，从而使道砟有效降落到所述主输送带上，便于运输。

更优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ之间的隔板为六边形，该六边形隔板为轴对称结构，该六边形的顶边平行于顶板Ⅰ的长边的中心线，该六边形顶边的两个邻边的长度分别等于所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ的短边的长度，该六边形的底边平行于所述顶板Ⅰ所在的平面。

更优选的是，所述顶板Ⅰ矩形开口的短边方向上连接角钢，该角钢的上方与所述顶板Ⅱ的短边连接，从而使所述顶板Ⅰ与所述顶板Ⅱ之间有一定距离，该距离等于角钢的高度。

更优选的是，所述角钢的方向平行于钢轨方向。

更优选的是，所述顶板Ⅱ的长边前侧连接有前罩板Ⅱ。

更优选的是，所述顶板Ⅱ的长边后侧连接有后罩板Ⅱ。

更优选的是，所述前罩板Ⅱ和所述后罩板Ⅱ关于所述顶板Ⅱ对侧设置。

更优选的是，所述前罩板Ⅱ和所述后罩板Ⅱ面积相等。

更优选的是，所述前罩板Ⅱ的面积小于所述前罩板Ⅰ的面积。

更优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ之间连接有罩板Ⅲ。

更优选的是，所述罩板Ⅲ为弧形曲面，该罩板Ⅲ的弧形曲面的曲轴平行于钢轨方向，该罩板Ⅲ的弧形曲面有利于缓冲道砟降落的势能，使落到所述主输送带上的道砟的势能在降落过程中受到较大的损失，从而使其降落后的动能减小，并减弱其对主输送带的损伤，延长主输送带的使用寿命，降低其维修成本。

优选的是，所述真空输送装置为轴对称结构，所述真空管关于真空输送装置的中心轴对称。

更优选的是，所述真空输送装置的中心对称轴与钢轨方向平行。

更优选的是，所述罩板Ⅲ的数量为两个。

更优选的是，所述两个罩板Ⅲ关于所述隔板对称。

优选的是，所述真空输送装置的下端通过牵引杆与所述车架连接。

优选的是，所述牵引杆不工作时收起并置于车架两侧，需要作业时，所述牵引杆放下并将所述真空输送装置固定在道床两侧。

更优选的是，所述牵引杆连接在所述压缩机室外侧，并由压缩机室控制其收起或放下。

优选的是，所述真空输送装置的两个真空管与螺旋输送机连接。

优选的是，所述螺旋输送机包括输送机构Ⅰ和输送机构Ⅱ。

更优选的是，所述输送机构Ⅰ和输送机构Ⅱ关于所述螺旋输送机的中心线对称设置，从而使进入所述螺旋输送机的物料自螺旋输送机的中心线处沿着相反的方向分别流向螺旋输送机的两端。

优选的是，所述螺旋输送机与挖掘装置配合。

优选的是，所述挖掘装置沿轨枕方向布置。

优选的是，所述挖掘装置与所述螺旋输送机依作业方向由前至后布置。

优选的是，所述挖掘装置包括主轴，该主轴上设置至少一个挖掘斗。

更优选的是，所述挖掘装置的挖掘斗的总长度不大于所述螺旋输送机的总长度。

优选的是，所述挖掘装置中的道砟由挖掘斗抛入所述螺旋输送机，该螺旋输送机接受道砟后，由所述输送机构Ⅰ和输送机构Ⅱ分别向两侧输送道砟，该道砟由位于所述螺旋输送机两侧的真空输送装置吸收，然后经由真空输送装置的运送进入所述主输送带。

优选的是，所述主输送带的数量为一条，其设置在车架中部。

优选的是，所述主输送带包括水平部分和倾斜部分。

优选的是，所述主输送带的倾斜部分与道床所在平面的夹角不能大于临界角。

更优选的是，所述临界角是使位于所述主输送带倾斜部分的物料在静止或匀速运动状态下所受外力保持平衡的角度值。

优选的是，所述主输送带的倾斜部分位于所述车架上的发动机间和压缩机室的上方。

优选的是，所述真空输送装置通过过渡装置将道砟输送到主输送带上。

优选的是，所述真空输送装置作业时倾斜连接在道床和所述车架之间。

优选的是，所述驾驶室、所述发动机间、所述压缩机室沿作业方向由前至后依次布置。

本发明所述的隧道道床换砟机的工作方式是：换砟机作业前，在待换砟地段挖掘深500mm，宽800mm的沟，把隧道道床换砟机的螺旋输送机和挖掘装置整体放到沟里，将真空输送装置下方的牵引杆快速联接到车架上，从而将真空输送装置放下，并使真空管连接在螺旋输送机两端；作业前，在所述隧道道床换砟机的作业方向的前方配置污土物料车，在所述隧道道床换砟机的作业方向后方配置新砟物料车。

启动挖掘装置的马达，马达带动挖掘斗挖掘道床，挖掘斗将挖掘的道砟抛到螺旋输送机上，道砟被输送到螺旋输送机两侧的真空输送装置的真空管的入口处，真空管在其内置的文丘里管的作用下，把从螺旋输送机输送来的道砟利用大气压力吸入并向上运送，所述真空输送装置把进入真空管内的道砟输送到主输送带上；主输送带上的道砟向前运送，并通过污土带排到污土物料车上；新砟物料车向更换后的线路填补新砟，进而完成单线隧道线路换砟作业，此外，螺旋输送机在输送道砟的过程中通过其螺旋叶片的摩擦使结块道砟之间的粘结物粉碎，从而使结块的道砟被分离成单独的石砟块，方便道砟的后续利用，降低旧道砟的处理成本。

更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。

本发明所述的隧道道床换砟机能快速、高效更换隧道内道床的石砟，且其适合标准轨、宽轨和窄轨线路等各种隧道线路。作业时，满足隧道施工尺寸的限制、价格低、解放人工劳力、使用寿命更长、维修方便，为铁路养护赢得更多宝贵时间，提高作业效率。其次，整车作业轨距类型多，效率高，效果更好。这种新型的隧道道床换砟模式，为目前国内国外的隧道线路换砟模式首创。此机械填补了国内和国外的空白，为养路机械的自主创新和国内养路机械走出国际做出贡献。本发明所述的隧道道床换砟机不仅适用于宽轨、标准轨和窄轨等不同轨距的隧道线路，还适用于一些外界尺寸限制的特殊线路，其适用性强，价格便宜，解放人工养护，也可以多台同时作业，满足铁路发展的需要。

本发明所提供的隧道道床换砟机的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。

附图说明

图1为按照本发明的隧道道床换砟机的一优选实施例的工作状态的主视图。

图2为图1所示实施例的道砟更换线路图。

图3为图1所示实施例的真空输送装置的主视图。

图4为图3所示主视图的A-A向剖视图。

图1-图4中数字分别表示：

1车架2驾驶室3污土输送带4发动机间5主输送带

6压缩机室7真空输送装置8隧道道床底部9牵引杆10转向架

11轨排12螺旋输送机13挖掘装置14污土物料车15新砟物料车A作业方向。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图分别详细描述按照本发明的隧道道床换砟机的优选实施例。

实施例一：图1为按照本发明的隧道道床换砟机的一优选实施例作业状态时的整体结构主视图，图2为图1所示实施例的道砟更换线路图，图3为图1所示实施例的真空输送装置的主视图，图4为图3所示主视图的A-A向剖视图，本实施例中的隧道道床换砟机包括车架1，车架1下部装有转向架10，车架1上部设置驾驶室2，车架1装有发动机间4和压缩机室6，机架1上设有主输送带5，主输送带5连接污土输送带3，主输送带5与真空输送装置7连接。

本实施例中，真空输送装置7包括矩形真空管，该矩形真空管顶端连接顶板Ⅰ。

本实施例中，所述顶板Ⅰ处于水平方向，该顶板Ⅰ前端连接前罩板Ⅰ。

本实施例中，所述顶板Ⅰ后端连接后罩板Ⅰ。

本实施例中，所述顶板Ⅰ为矩形钢板。

本实施例中，所述顶板Ⅰ中部包括矩形开口。

本实施例中，所述顶板Ⅰ中部的矩形开口上方装有顶板Ⅱ，该顶板Ⅱ为带网格的钢板，其作用是使矩形真空管出口处的气流发散，并挡落道砟，即完成气流与道砟的分离，使道砟顺利降落到主输送带5上。

本实施例中，所述矩形真空管内设有文丘里管。

本实施例中，所述矩形真空管与道床所在平面之间有一夹角，该夹角为锐角。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅰ的顶端与所述顶板Ⅰ的前端连接，所述前罩板Ⅰ的侧端与所述矩形真空管的内侧连接。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述顶板Ⅰ之间构成钝角。

本实施例中优选的是，所述后罩板Ⅰ的顶端与所述顶板Ⅰ的后端连接。

本实施例中优选的是，所述后罩板Ⅰ与所述顶板Ⅰ之间构成钝角。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ关于所述顶板Ⅰ对侧设置。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ面积相等。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ之间连接有隔板，该隔板位于所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ长边的中心线位置。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ之间的隔板为六边形，该六边形隔板为轴对称结构，该六边形的顶边平行于顶板Ⅰ的长边的中心线，该六边形顶边的两个邻边的长度分别等于所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ的短边的长度，该六边形的底边平行于所述顶板Ⅰ所在的平面。

本实施例中优选的是，所述顶板Ⅰ矩形开口的短边方向上连接角钢，该角钢的上方与所述顶板Ⅱ的短边连接，从而使所述顶板Ⅰ与所述顶板Ⅱ之间有一定距离，该距离等于角钢的高度。

本实施例中优选的是，所述角钢的方向平行于钢轨方向。

本实施例中优选的是，所述顶板Ⅱ的长边前侧连接有前罩板Ⅱ。

本实施例中优选的是，所述顶板Ⅱ的长边后侧连接有后罩板Ⅱ。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅱ和所述后罩板Ⅱ关于所述顶板Ⅱ对侧设置。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅱ和所述后罩板Ⅱ面积相等。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅱ的面积小于所述前罩板Ⅰ的面积。

本实施例中优选的是，所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ之间连接有两个罩板Ⅲ。

本实施例中优选的是，所述两个罩板Ⅲ关于所述隔板对称。

本实施例中优选的是，所述罩板Ⅲ为半圆柱形曲面，该罩板Ⅲ的半圆柱形曲面的曲轴平行于钢轨方向。

本实施例中，真空输送装置7为轴对称结构。

本实施例中优选的是，真空输送装置7的中心对称轴与钢轨方向平行。

本实施例中，真空输送装置7的下端通过牵引杆9与车架1连接，作业时，牵引杆9将真空输送装置7放下并连接至轨排11下方的螺旋输送机12处，走行时，牵引杆9将真空输送装置7收起并固定在车架1上。

本实施例中，真空输送装置7的矩形真空管的底端通过牵引杆9与车架1连接。

本实施例中，牵引杆9不工作时收起并置于车架1两侧，需要作业时，牵引杆9放下并将真空输送装置7固定在道床两侧。

本实施例中优选的是，牵引杆9连接在压缩机室6外侧，并由压缩机室6控制其收起或放下。

本实施例中优选的是，真空输送装置7的两个矩形真空管底端连接螺旋输送机12。

本实施例中，螺旋输送机12包括输送机构Ⅰ和输送机构Ⅱ。

本实施例中优选的是，所述输送机构Ⅰ和输送机构Ⅱ关于所述螺旋输送机12的中心线对称设置，从而使进入螺旋输送机12的物料自螺旋输送机12的中心线处沿着相反的方向分别流向螺旋输送机12的两端。

本实施例中，螺旋输送机12与挖掘装置13配合。

本实施例中，挖掘装置13沿轨枕方向布置。

本实施例中，挖掘装置13与所述螺旋输送机12依作业方向A由前至后布置。

本实施例中优选的是，挖掘装置13的挖掘斗的总长度不大于螺旋输送机12的总长度。

本实施例中，挖掘装置13包括主轴，该主轴上沿轴向依次设有挖掘斗Ⅰ、挖掘斗Ⅱ和挖掘斗Ⅲ。

本实施例中，挖掘斗Ⅰ沿径向分成四个小挖掘斗，所述四个小挖掘斗沿所述主轴的径向均布。

本实施例中，挖掘斗Ⅰ、挖掘斗Ⅱ和挖掘斗Ⅲ的结构相同。

本实施例中，挖掘装置13的主轴平行于轨枕方向。

本实施例中，挖掘装置13中的道砟由挖掘斗抛入螺旋输送机12，螺旋输送机12接受道砟后，由所述输送机构Ⅰ和输送机构Ⅱ分别向两侧输送道砟，该道砟由位于螺旋输送机12两侧的真空输送装置7吸收，然后经由真空输送装置7的运送进入主输送带5。

本实施例中，主输送带5的数量为一条，其设置在车架1中部。

本实施例中，主输送带5包括水平部分和倾斜部分。

本实施例中，主输送带5的倾斜部分的倾角为十五度，该倾角越小则需要的输送动力越小，该倾角的设置原则是，在满足所述换砟机整体结构布置的条件下，小于临界角的数值，且该倾角的数值越小，越有利于节约能源。

本实施例中，所述临界角是使位于所述主输送带5的倾斜部分的物料在静止或匀速运动状态下受力保持平衡的角度值。

本实施例中，主输送带5的倾斜部分位于所述车架上的发动机间和压缩机室的上方。

本实施例中，主输送带5上的道砟输入其作业方向A前方的污土输送带3上。

本实施例中，真空输送装置7作业时倾斜连接在道床和车架1之间。

本实施例中，驾驶室2、发动机间4、压缩机室6沿作业方向A由前至后依次布置。

实施例二，一种隧道道床换砟机，同实施例一，所不同的是，所述挖掘装置包括主轴，该主轴上包括四个挖掘斗，四个挖掘斗均布于所述主轴的圆周方向。

上述实施例所述的隧道道床换砟机的工作方式是：换砟机作业前，在待换砟地段的隧道道床底部8挖掘深500mm，宽800mm的沟，把隧道道床换砟机的螺旋输送机12和挖掘装置13整体放到隧道道床底部8的沟里，将真空输送装置7下方的牵引杆9快速联接到车架1上，从而将真空输送装置7放下，并使矩形真空管连接在螺旋输送机12两端；作业前，在所述隧道道床换砟机的作业方向A的前方配置污土物料车14，在所述隧道道床换砟机的作业方向A后方配置新砟物料车15。

启动挖掘装置13的马达，马达带动挖掘斗挖掘道床，挖掘斗将挖掘的道砟抛到螺旋输送机12上，道砟被输送到螺旋输送机12两侧的真空输送装置7的矩形真空管的入口处，矩形真空管在其内置的文丘里管的作用下，把从螺旋输送机12输送来的道砟利用大气压力吸入并向上运送，所述真空输送装置7把进入矩形真空管内的道砟输送到主输送带5上；主输送带5上的道砟向前运送，并通过污土输送带3排到污土物料车14上；新砟物料车15向更换后的线路填补新砟，进而完成单线隧道线路换砟作业，此外，螺旋输送机12在输送道砟的过程中通过其螺旋叶片的摩擦使结块道砟二次粉碎，方便道砟的后续利用，降低旧道砟的处理成本。

更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。

上述实施例所述的隧道道床换砟机能快速、高效更换隧道内道床的石砟，且其适合标准轨、宽轨和窄轨线路等各种隧道线路。作业时，满足隧道施工尺寸的限制、价格低、解放人工劳力、使用寿命更长、维修方便，为铁路养护赢得更多宝贵时间，提高作业效率。其次，整车作业轨距类型多，效率高，效果更好。这种新型的隧道道床换砟模式，为目前国内国外的隧道线路换砟模式首创。此机械填补了国内和国外的空白，为养路机械的自主创新和国内养路机械走出国际做出贡献。本发明所述的隧道道床换砟机不仅适用于宽轨、标准轨和窄轨等不同轨距的隧道线路，还适用于一些外界尺寸限制的特殊线路，其适用性强，价格便宜，解放人工养护，也可以多台同时作业，满足铁路发展的需要。

上述实施例所提供的隧道道床换砟机的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种隧道道床换砟机，其包括车架（1），车架（1）下部装有转向架（10），车架（1）上部设置驾驶室（2），车架（1）装有发动机间（4）和压缩机室（6），车架（1）上设有主输送带（5），该主输送带（5）还连接污土输送带（3），其特征在于：主输送带（5）与真空输送装置（7）连接，真空输送装置（7）包括真空管，该真空管顶端连接顶板Ⅰ，所述顶板Ⅰ处于水平方向，该顶板Ⅰ前端连接前罩板Ⅰ，所述顶板Ⅰ中部的开口上方装有顶板Ⅱ，所述前罩板Ⅰ与所述顶板Ⅰ之间构成钝角。

2.如权利要求1所述的隧道道床换砟机，其特征在于：所述顶板Ⅰ后端连接后罩板Ⅰ。

3.如权利要求2所述的隧道道床换砟机，其特征在于：所述顶板Ⅱ为带网格的钢板。

4.如权利要求1或3所述的隧道道床换砟机，其特征在于：所述真空管内设有文丘里管。

5.如权利要求2所述的隧道道床换砟机，其特征在于：所述前罩板Ⅰ的顶端与所述顶板Ⅰ的前端连接，所述前罩板Ⅰ的侧端与所述真空管的内侧连接。

6.如权利要求5所述的隧道道床换砟机，其特征在于：所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ之间连接有隔板。

7.如权利要求6所述的隧道道床换砟机，其特征在于：所述隔板位于所述前罩板Ⅰ与所述后罩板Ⅰ长边的中心线位置。

8.如权利要求3所述的隧道道床换砟机，其特征在于：所述顶板Ⅰ的开口的短边方向上连接角钢，该角钢的上方与所述顶板Ⅱ的短边连接。

9.如权利要求1或7或8所述的隧道道床换砟机，其特征在于：真空输送装置（7）为轴对称结构，所述真空管关于真空输送装置（7）的中心轴对称。

10.如权利要求9所述的隧道道床换砟机，其特征在于：真空输送装置（7）的两个真空管与螺旋输送机（12）连接。

11.如权利要求10所述的隧道道床换砟机，其特征在于：螺旋输送机（12）与挖掘装置（13）配合。

12.如权利要求11所述的隧道道床换砟机，其特征在于：真空输送装置（7）的下端通过牵引杆（9）与车架（1）连接。

13.如权利要求12所述的隧道道床换砟机，其特征在于：牵引杆（9）连接在压缩机室（6）外侧。

14.如权利要求1或13所述的隧道道床换砟机，其特征在于：驾驶室（2）、发动机间（4）、压缩机室（6）沿作业方向由前至后依次布置。