一种铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置
技术领域
本发明涉及铁路有砟轨道的道砟固化作业设备领域,具体涉及一种能够适用于铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置。
背景技术
随着我国铁路的蓬勃发展,为了更好的满足铁路建设的需求,相关科研人员通过长期研究和实践利用聚氨酯固化道床(在下文中,道床也称为道砟层,道砟层是传统有砟轨道结构的重要组成部分,通常由强度高且未风化的母岩破碎成的尖角颗粒组成,轨枕铺设在其上以用来支撑钢轨)技术实现了对有砟轨道施工作业的技术革新,为我国有砟轨道铁路的建设作出了一定的贡献。
聚氨酯固化道床是在已经达到稳定的道砟层内浇注由异氰酸酯与多元醇等组成的混合料,并在道砟间完成发泡、膨胀和凝固等过程,使泡沫状聚氨酯弹性材料充满道砟间的空隙,并牢固粘结道砟颗粒,从而形成新的弹性整体道床结构。其中,聚氨酯固化道床主要分为道床烘干除湿和聚氨酯浇注。施工中,需要首先完成道砟层烘干除湿作业后,才能进行聚氨酯浇注固化作业。根据实际工程应用经验,道砟层烘干效率是否高效和烘干效果质量是否达标严重制约着整个项目施工的进度和施工质量,特别是在雨季施工作业时,烘干效率的高低和烘干效果的好坏对工程的进度和质量影响尤为突出。
现有的用于道砟固化作业的设备通常具有大型风机系统,将其置于轨枕中部为待烘干的道床送风,风机的出风风道构造为具有喇叭形封口的直筒型输送风道。经工程应用实践表明,这种送风风道送出的热风通常覆盖道砟层的居中位置,从而对轨枕中部的烘干效率和烘干效果较佳,但对轨枕两端的烘干效率和烘干效果则相对较差,甚至有时达不到烘干技术要求,比如道砟层烘干不彻底。此外,由于该风机的风口采用的结构增大了热风的流动空间,使得部分热风对流盘旋在道砟层与烘干密封罩构成的密闭空间内,导致吹向道砟层的热风风量及风压减少,弱化了热风在道砟层的扩散度和穿透力,进而造成热风传输量少、传输速度慢、传输不到底,最终导致道砟层烘干效率低下,烘干效果不佳。此外,在进行烘干作业时,现有的设备通常采用大型内燃机组为风机提供动力,但是这种大型的内燃机组不利于设备在道岔位置行进和作业,从而局限了设备的适用性。
基于此,亟需提供一种能够克服上述缺陷的铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置,以改善现有道砟烘干作业存在的不足。
发明内容
因此,本发明的任务是提供一种用于铁路、尤其适用于轨道道岔区的铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置从而至少部分的克服上述现有技术存在的缺点,最终实现聚氨酯固化道床技术的高效且成功地施行。
为了完成上述任务,本发明提供一种用于铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置,其包括:至少一组加热机构,所述加热机构被构造成对流经该加热机构的空气进行加热;至少一组送风机构,所述送风机构与所述加热机构对应连接,所述送风机构包括:连接至所述加热机构的进风口的增压风机、连接至所述加热机构的出风口的转向风管、与所述转向风管连通的可伸缩中间管以及与所述中间管相连的热风出风管,其中所述热风出风管包括相对于所述中间管横向布置的风道管,所述风道管朝向道砟一侧布置有呈蜂窝状分布的通风孔,所述通风孔所覆盖的区域呈角度地分布在所述风道管的截面上。
上述铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置通过改进送风机构、增设具有蜂窝状结构的风道管实现对经由通风孔的热风进行二次增压的目的,使得吹向道砟层的热风具有更强的穿透力并且扩散程度更广,传送的速度也更快,进而能够更加深入的吹进道砟层的底部以使得烘干除湿的效果更加彻底,另外,通风孔在风道管的截面上呈角度的分布,使得经由风道管的热风能够定向传送到指定的烘干工作区域,这样可以具有针对性地导向热风以尽量减少在道砟层和罩设在道砟层上的烘干密封罩所构成的密闭空间内可能存在的对流循环,进一步降低流通过程中的热风风量损失,确保了吹向道砟层的热风风量和风压符合要求,提高热风的有效利用率。
在一个优选的实施例中,所述区域包括至少三个区段,所述通风孔包括第一孔和第二孔,其中,多个所述第一孔分布在位于中部的区段内,多个所述第二孔分布在位于两侧的区段内,所述第一孔的直径小于所述第二孔的直径。
这样的考虑和设计是为了使第一孔和第二孔对应区段的风量风压能保持一致,以使风道管的出风更加均匀,之所以使第一孔的直径小于第二孔的直径是因为较小的孔径可以在一定程度上降低经过第一孔的风量风压已达到均衡风量风压的目的。
在一个优选的实施例中,所述第一孔和所述第二孔各自均匀地分布在对应的所述区段内,并且所述通风孔所覆盖的所述区域在所述风道管的截面上呈扇形。
在一个优选的实施例中,所述通风孔所覆盖的扇形区域成80°-100°。在该范围内,通风孔能够将热风送达至轨枕之间道砟层的宽度上的最远距离处,处于该范围内的扇形均能够提供风量均匀、风压均衡的出风效果并且能够实现良好的烘干除湿效果。
在一个优选的实施例中,所述第一孔分布的第一区段和所述第二孔分布的第二区段可被构造成分别呈规则多边形或圆形,并且所述第一区段和所述第二区段在所述风道管的周向具有相同的周向长度。这样的设计可以为风道管的通风孔分布提供多种实施方式以便满足不同需求。
在一个优选的实施例中,多个所述第一孔沿着所述风道管的轴向排布并在所述区段内平行排布成多排,多个所述第二孔被构造成以与所述第一孔的排布方式相同的方式排布。
在一个优选的实施例中,在所述风道管上,分布在所述第一区段两侧的所述第二区段的面积总和至少为所述第一区段的2倍。这样的分布方式通过实践验证能够使风道管的风量风压更加均衡、最小化热风损失并且最大化热风利用率。
在一个优选的实施例中,其中所述加热机构、所述送风机构均为三组,其中所述送风机构的所述风道管沿着轨枕的长度均匀分布且布置在相邻的所述轨枕之间以全面覆盖所述轨枕之间的道砟。采用三组加热机构和送风机构能够确保热风出风管的风道管完全覆盖轨枕之间的枕空工位,以在对道砟层进行烘干除湿时,确保枕空工位范围内的道砟层能够均匀受热以达到理想的烘干效果。
在一个优选的实施例中,所述风道管平行于轨枕,且多个所述风道管彼此平行或共线。采用上述方式布置的风道管除了能够覆盖轨枕之间的枕空工位之外,还能够使热风的传送更加均匀地遍布枕空工位处的道砟层上。
在一个优选的实施例中,还包括密封罩,所述密封罩的边缘布置有形状可变材料以适形地密封相邻轨枕之间的枕空工位,所述密封罩与所述热风送风管相连通。这样的密封罩结构能够确保在设备的覆盖区域内实现空间的高度气密密封以降低由于密封不佳可能存在的热风损失,从而保障热风有效的施加在道砟层上以达到期望的烘干除湿道砟层目的。
本发明的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的,另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。
附图说明
以下,结合附图来详细说明本发明的实施例,其中:
图1为本发明铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置的主视图;
图2为本发明铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置的俯视图;
图3为本发明铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置的局部送风机构的视图;
图4为本发明风道管的未卷制成型的板材的展开图;
图5为本发明铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置的局部送风机构的放大视图;
图6为本发明风道管的截面图。
附图标记列表
1、行走机构;10、平板车;100、行走轮;2、加热机构;3、送风机构;30、增压风机;31、转向风管;32、中间管;33、热风出风管;330、风道管;34、通风孔;340、第一孔;342、第二孔;35、区域;350、第一区段;352、第二区段;4、密封罩;5、道砟;6、轨枕;7、钢轨;8、枕空工位
具体实施方式
现参阅附图来详细说明根据本发明的铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置的示例性方案。提供附图是为了呈现本发明的多个实施方式,但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制,并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本发明的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有的附图或示例。
需要说明的是,当部件被称为“固定”至另一个部件,它可以直接在另一个部件上或者也可以存在居中的部件。当一个部件被认为是“连接”另一个部件,它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。当一个部件被认为是“设置”于另一个部件,它可以是直接设置在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。
此外,在下文中被用于描述附图的某些方向性术语,例如“横”、“竖”、“前”、“后”、“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语,将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除非另有指明,否则本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。
本发明中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语在本发明中并不表示任何顺序、数量或重要性,而是用于将一个零部件与其它零部件区分开。
以下将结合附图详细说明本发明的一些实施例,这些实施例可单独实施或在不发生冲突的情况下将各个实施例中的特征适应性地组合在一起来实施。
如图1-2所示,本发明提供一种用于铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置,其中,所适用的铁路包括置于道砟5之上的轨枕6以及置于轨枕6之上的钢轨7,实际应用中,为了将列车及钢轨7的重量分散在路基上,并且降低列车经过时产生的震动及噪音,通常采用道砟5铺设成铁路路基之上的道床(也称为道砟层),然后在道床上铺设轨枕6,相邻的轨枕6之间的空间可称为“枕空工位”,钢轨7铺设在轨枕6上。适用于上述铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置包括:行走机构1(可选的)、加热机构2和送风机构3。行走机构1主要用于承载加热机构2和送风机构3以使该作业设备能够沿着钢轨7行进作业。加热机构2通过内部设置电加热组件对流经加热机构2的空气进行加热以产生热风,从而为道砟层提供增压热风以将道砟5中的水分或水汽除去而达到烘干目的。其中,电加热组件例如可以是带有散热翅片的电加热管,这种电加热管例如可以是通过在不锈钢无缝管内均匀地分布高温电阻丝,并在空隙部分填充具有良好导热性能及绝缘性能的结晶氧化镁粉制成。送风机构3与加热机构2一一对应连接,同样,送风机构3也布置在行走机构1上以跟随行走机构1行进作业。送风机构3包括增压风机30、转向风管31、中间管32以及热风出风管33,其中热风出风管33包括相对于中间管32横向布置的风道管330。增压风机30连接至加热机构2的进风口以将需要加热的空气送至加热机构2内进行加热。转向风管31连接至加热机构2的出风口处,经过加热的空气经由转向风管31实现传送方向的改变,转向风管31被构造成沿所述加热机构2的出风口延伸一段距离后朝向钢轨7弯折以使从加热机构2送出的热风吹向待烘干除湿的道砟层。中间管32与转向风管31相连通并且其可相对于转向风管31伸长或缩短,热风出风管33可与该中间管32相连通,可伸缩的中间管32能够根据实际作业需求(比如在从一个枕空工位8移动至下一枕空工位8时),为避免发生碰撞而进行伸缩调整。风道管330朝向道砟5的一侧布置有呈蜂窝状分布的通风孔34,通风孔34所分布的区域35呈角度地分布在风道管330的截面上。上述加热机构2和送风机构3均配备有至少一组,优选地,参见图2,可采用三组独立的送风机构3和加热机构2,每组送风机构3和每组加热机构2一一对应配置,三组送风机构3在轨枕6的长度上布置在枕空工位8处,以使送风机构3能够在枕空工位8的长度上实现对道砟层的全面覆盖,从而更利于设备对道砟层的烘干除湿,避免出现由于覆盖面较小导致的烘干效果差的问题。
这种铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置通过改进送风机构3、增设热风出风管33的风道管330并将风道管330设计成类似蜂窝状的结构,使得通过加热机构2加热的、来自增压风机30的热风经由通风孔34实现二次增压的效果,这样吹向道砟层的热风具有更强的穿透力并且扩散程度更广,传送的速度也更快,从而能够更加深入的吹进道砟层的底部以使得烘干除湿的效果更加彻底,而且热风出风管33的风道管330上的通风孔34呈角度的分布在风道管330的截面上,这样呈角度的空间排布能够将经由风道管330的热风定向传送到指定的烘干工作区域,从而实现针对性地导向热风以尽量减少可能存在的在道砟层和罩设在道砟层上的烘干密封罩所构成的密闭空间内的对流循环,从而降低热风在流通过程中的风量损失,使得能够保障吹向道砟层的热风风量并且确保风压符合要求,从而提高热风的有效利用率。
而且,本发明的铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置尤其适用于铁路道岔作业。现有的道砟固化烘干设备仅能够适用于铁路正线的有砟轨道,而无法适用于铁路道岔处的道砟固化作业,因为适用于铁路正线的大型烘干设备无法满足铁路道岔区的道砟层的烘干要求。相比于现有的大型烘干设备(这种设备通常利用大型燃烧炉燃烧柴油来提供热源)存在的笨重、不灵活的问题,本发明的道砟固化作业设备采用小型的加热机构(比如此前提及的电加热管)替代这种大型的柴油燃烧炉,本发明的这种加热机构2具有体积小、加热效率高的优势。而且相比于原有的道砟固化作业设备,本发明的送风机构3采用多组功率较小(例如7.5-11kw)的增压风机30,相比于传统的单个大功率(132kw)风机而言,这种小功率风机具有噪音小、启动电流小、改善施工环境等优势,而且小功率风机对发电机组功率的要求降低,也便于设备小型化,从而利于本发明的铁路聚氨酯固化道床烘干设备的送风装置在道岔区进行道砟层的烘干作业。
如图3-4所示,通风孔所分布的区域包括至少三个区段,风道管330上设置的通风孔34包括第一孔340和第二孔342,第一孔340和第二孔342可具有相同的直径或不同的直径。第一孔340和第二孔342均构造有多个,多个第一孔340分布在位于中部的区段内,而多个第二孔342分布在位于两侧的区段内,在第一孔340与第二孔342构造成具有不同直径的情况下,第一孔340的直径小于第二孔342的直径。这主要是因为第一孔340分布在风道管330的中间位置,这一位置正对转向风管31的送风口,也因此处于该位置的第一孔340比处于两侧的第二孔342具有更大的风量风压,为了使第一孔340和第二孔342对应区段的风量风压保持一致,以使风道管330的出风更加均匀,才使第一孔340具有小于第二孔342的直径,较小的孔径可以在一定程度上降低经过第一孔340的风量风压已达到均衡风量风压的目的。
在风道管330上的第一孔340和第二孔342分别均匀分布在各自对应的区段内,第一孔340和第二孔342这样的均匀分布有利于实现出风量均匀的效果。如图5-6所示,通风孔34所分布的区域35在风道管330的截面上呈现为扇形。扇形的角弧度可处于80°-100°之间,在该范围内,通风孔34能够将热风送达至轨枕6之间道砟层的宽度上的最远距离处,处于该范围内的扇形均能够提供风量均匀、风压均衡的出风效果并且能够实现良好的烘干除湿效果。
再次参见图4,在风道管330上,第一孔340分布的第一区段350可被构造成规则多边形或圆形,例如第一孔340分布的第一区段在风道管330的平面图(风道管330未卷制成型之前的板材的平面图)上呈规则多边形或圆形,而第二孔342分布的、位于第一区段350两侧的两个第二区段352可被构造成与第一区段350具有相同形状的平面分布图。在第一区段350的形状接近圆形或为圆形时,第一区段350可局部地与第二区段352发生重叠,此时重叠部分的孔径可根据需求进行适应性调整。优选地,第一区段350的形状较佳地选择构造为矩形或正方形,同时第二区段352也选择构造为矩形或正方形,第一区段350和第二区段352在风道管330的周向上具有相同的周向长度。如图4所示,在平面分布图中,第一区段350和第二区段352在竖向上可具有相等的分布长度。在第一区段350和第二区段352构造为矩形或正方形时,在未卷制成型的板材上分布的通孔最多,从而有利于保持风道管330的各个位置的均匀出风量,而且呈现这样形状的区域35更容易在加工通孔时形成。
第一孔340在风道管330上是沿着风道管330的轴向(如图4所示的横向)进行排布的。第一孔340和第二孔342几乎分布在风道管330的整个轴向长度上。同时,第一孔340在第一区段350内平行排布成多排,相邻的两排第一孔340可以在如图4所示的竖向上一一对应布置,这样可以使第一区段350的第一孔340达到数量最大化,或者相邻的两排第一孔340可以在如图4所示的竖向上彼此间隔开布置,这样可以增强风道管330的结构强度。在此基础上,优选地,多个第二孔342也可被构造成按照第一孔340的排布方式进行加工。在如图4所示的横向上,每排第一孔340和每排第二孔342可以处于同一直线上或部分交错布置。当然,本领域技术人员在上述布置的启示下,也能够想到其它的可能的布置方式,但是基于上述结构所进行的修改、改进或变更均未脱离本发明的精神和实质,并且属于本发明的范围。
在风道管330上,第一孔340和第二孔342分别对应的第一区段350和第二区段352可按照第一区段350处于中间位置、第二区段352位于第一区段350两侧的方式布置,但是根据需求也可改变第一孔340和第二孔342对应的第一区段350和第二区段352的数量和位置。比如,在风道管330上,第一孔340所分布的第一区段350和第二孔342所分布的第二区段352可以彼此间隔分布成多个,不止限于图4所示的一个第一区段350、两个第二区段352间隔布置的方式。当然,本发明优选地采用这样的布置,并且第二区段352的面积总和至少为第一区段350的2倍。这样的分布方式通过实践验证能够使风道管330的风量风压更加均衡、最小化热风损失并且最大化热风利用率。
再次参见图1至图2,在配置三组加热机构2和送风机构3的情况下,每组送风机构3的风道管330均沿着轨枕6的长度均匀分布,并且均布置在相邻的轨枕6之间以全面覆盖轨枕6之间的道砟5。风道管330置于轨枕6之间的枕空工位8处,每组送风机构3对应枕空工位8的一部分,三组送风机构3能够确保轨枕6之间的枕空工位8完全处于风道管330的覆盖之下,从而在对道砟层进行烘干除湿时,确保枕空工位8范围内的道砟层均能够被热风吹到,而不会出现已有技术中热风仅能传送至轨枕6中部位置,无法到达轨枕6两侧位置所导致的烘干效果欠佳、甚至达不到烘干技术要求等问题。
在进一步的实施例中,如图2所示,布置在轨枕6之间的风道管330还优选地设置成与轨枕6平行(即风道管330的布置方向与轨枕6的长度方向同向),三组送风机构3中的各个风道管330彼此平行或共线排布。当然,本领域技术人员可以想到,三组风道管330可以彼此平行而不共线的排布,比如风道管330相对于枕空工位8呈一定角度排布,这样布置的风道管330仍然可达到覆盖枕空工位8的目的。但是在较佳的实施例中,平行且共线布置的三组风道管330除了能够覆盖轨枕6之间的枕空工位8之外,还能够使热风的传送更加均匀地遍布枕空工位8处的道砟层上。
如图5所示,在风道管330与道砟层之间设有密封罩4,密封罩4连接至中间管32并罩设在轨道上以覆盖相邻轨枕6之间的枕空工位8,密封罩4接触轨道的一侧可被构造成能够适形于轨道和轨枕6以达到密封相邻轨枕6之间的枕空工位8的目的,密封罩4与轨道和轨枕6的适形接触可通过在密封罩4的边缘布置形状可变材料,比如发泡硅胶或橡胶材料等来实现密封罩4对枕空工位8内道砟层的气密密封。热风出风管33与密封罩4相连通。
此外,参见图1至图2,本发明中的行走机构1可以包括平板车10、行走电机、减速机以及传动链。其中,平板车10具有能够在钢轨7上行进的行走轮100,平板车10主要用于承载比如本发明中的加热机构2和送风机构3以及可能的发电机组等以便于沿着轨道一边行进一边进行道砟固化作业。行走电机能够驱动行走轮100行进,减速机连接在行走电机的输出端用于控制平板车10的行进速度,传动链则主要用来传动连接减速机和行走轮100。当然,本领域技术人员可基于本发明所公开的上述行走机构1进行适应性修改以满足不同的作业需求。
本发明提供的这种用于铁路尤其适用于钢轨道岔区的道砟固化作业设备通过改进的结构设计较好地满足了道岔区内道砟层的固化条件,该设备能够实现二次增压送风并提高了热风穿透力,而且有效降低了风量损失、提高了热风利用率,此外,该设备基本全面覆盖了整个枕空工位,降低了热风在传送过程中的损耗而且使得枕空工位内的道砟层均匀受热直至烘干,显著提高了烘干效率并实现了较佳的烘干效果,使得道砟层的烘干除湿作业得以高效且彻底的完成,从而保障聚氨酯固化道床作业的成功实施,进而确保施工质量施工进度,此外,本发明的这种道砟固化作业设备还为铁路道岔区的聚氨酯道床固化技术的推广应用做出了相应的贡献。
虽然仅用有限量的实施例详细描述本发明,但是应当容易地理解,本发明不限于所公开的这样的实施例。相反,可通过合并任何数量的此前未描述的变化、改变、替代或等同装置来修改本发明,但是这与本发明的精神和范围相当。此外,虽然已经描述了本发明的各个不同实施例,可以理解,本发明的方面可仅包括实施例中的一些。因此,本发明不被视为受前述说明的限制,但仅受所附权利要求限制。