CN111686907A - 一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置工艺、一体化智能装备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置工艺、一体化智能装备及其使用方法，包括沿着车辆行进方向依次设置的轨道牵引车、控制中心、除尘装置、智能抓取装置、破碎装置、金属分离装置、混凝土分离装置；所述智能抓取装置用于抓取废旧轨枕至所述破碎装置；所述破碎装置的出料口和所述金属分离装置的进料口相连接，用于将破碎后的物料输送至所述金属分离装置进行金属分离；所述金属分离装置的出料口与所述混凝土分离装置的进料口相连接，用于将金属分离后的物料输送至所述混凝土分离装置进行混凝土分离。本发明对沿线轨道废旧轨枕进行回收利用，高效环保，智能可控，适宜推广应用。

Description

一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置工艺、一体化智能装备及 其使用方法

技术领域

本发明属于轨道交通装备制造领域，尤其涉及一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置工艺、一体化智能装备及其使用方法。

背景技术

在铁路运行使用中，轨枕是轨道结构的重要部件，其置于钢轨之下起到固定钢轨位置并保持轨距的作用，承受载荷能力可以根据不同的高速运行条件进行设计，满足长期使用的耐久性要求。我国既有铁路干线绝大部分铺设混凝土轨枕，在高速铁路、客运专线和既有主要干线都采用混凝土轨枕，按期使用要求不同主要有普通轨枕、桥梁轨枕、道岔轨枕，使用量大。

近几年，随着我国铁路的高速发展，铁路运输条件的变化，较早时期设计理论的缺陷、制造工艺的落后，早期的混凝土轨枕早已不能适应使用要求，破损加剧，耐久性和强度的降低，寿命缩短。我国铁路线上的大量的失效混凝土轨枕面临淘汰和废弃，全国各地的铁路局平均每年需要更换百万根的混凝土轨枕，但是目前更换下来的废旧混凝土轨枕大部分闲置、丢失、砸毁，既增加了环境负担又导致了资源的浪费。为了适应资源循环再利用的发展要求，需要将废弃的铁路混凝土轨枕进行再次利用，废弃的铁路混凝土轨枕的处理是必然解决的社会问题，也是保证铁路能够正常运行和健康有序发展的基础。废弃的铁路混凝土轨枕的资源化再利用对改善铁路废弃轨枕现状、增强铁路运营安全性能和推动国家的节能减排都具有巨大的作用。为有效解决铁路以上实际问题，废旧轨枕及时回收处理并实现重新利用再造迫在眉睫。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置工艺、一体化智能装备及其使用方法。

本发明中提出了轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，能够实现轨道式沿线废旧轨枕收集处置一体化智能操作，解决废旧轨枕的零散放置和回收再利用的难题，降低的人工成本，该装备的研发在废旧资源循环利用方面具有重要前景和实际意义。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置工艺，：包括以下步骤：

S1：机器抓取：利用机器抓取废旧轨枕实现智能收集；

S2：预喷淋：对所述步骤S1收集得到的轨枕进行预喷除尘处理；

S3：一级破碎：对轨枕进行剪断处理；

S4：二级破碎：对一级破碎后的轨枕进行完全破碎处理；

S5：磁性分选：磁吸回收金属；

S6：骨料筛分：对从步骤S5出来的骨料进行筛分，得到三组不同粒径的骨料，其中，第一组为粒径≤5mm的骨料，第二组为粒径5-20mm的骨料，第三组为粒径20-40mm的骨料。

一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，包括沿着车辆行进方向依次设置的轨道牵引车、控制中心、除尘装置、智能抓取装置、破碎装置、金属分离装置、混凝土分离装置；

所述智能抓取装置用于抓取废旧轨枕至所述破碎装置；

所述破碎装置的出料口和所述金属分离装置的进料口相连接，用于将破碎后的物料输送至所述金属分离装置进行金属分离；

所述金属分离装置的出料口与所述混凝土分离装置的进料口相连接，用于将金属分离后的物料输送至所述混凝土分离装置进行混凝土分离；

所述破碎装置在轨枕进出的位置设置挡帘，除废旧轨枕进出位置之外设置为封闭结构，装备内部四周均匀布设高压水喷头，实现喷淋完全覆盖，轨枕进入预定位置时喷淋行程开关打开，喷淋启动，轨枕离开预定位置时，行程开关关闭，喷淋停止；

所述除尘装置包括水箱、高压水泵、管路及阀门；所述水箱内设置高压水泵，所述高压水泵通过管路往所述智能抓取装置中输水，所述管路中设置阀门，用以控制水的输入。

作为优选的技术方案，所述轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备可移动地安装在有轨交通的轨道上方。

作为优选的技术方案，所述控制中心包括显控台、电源，所述显控台通过无线模块与所述轨道牵引车、除尘装置、智能抓取装置、破碎装置、金属分离装置、混凝土分离装置建立信号连接，用于远程输入信号控制所述轨道牵引车、除尘装置、智能抓取装置、破碎装置、金属分离装置、混凝土分离装置工作。

作为优选的技术方案，所述智能抓取装置包括两个机器臂、输送带、喷淋室，两个所述机械臂分别安装在轨道装备的两侧；

所述智能抓取装置还包括安装所述机械臂的旋转平台，所述输送带上设置有用于火车头快速安装的快装接口；

所述旋转平台包括台体、太阳轮、齿圈、行星架、行星齿轮和电机；

所述电机与所述太阳轮连接，用以带动太阳轮转动，所述太阳轮通过保持架与行星齿轮外啮合，所述行星齿轮与所述齿圈啮合，以带动齿圈转动，所述齿圈与所述台体固定，用于带动台体实现360度旋转，所述台体上方设置滑动导轨，所述台体的四角正下方设置可调液压支架。

作为优选的技术方案，所述金属分离装置设有金属磁选设备和金属回收箱，所述金属磁选设备用于将物料中的金属选择出来并置于所述金属回收箱中。

作为优选的技术方案，所述混凝土分离装置设有强振动筛选设备和水泥回收箱，所述强振动筛选设备用于分别筛选出粒度不同的小混凝土、中混凝土、大混凝土，依次分别进入不同的水泥回收箱中。

作为优选的技术方案，所述破碎装置包括依次设置的一级破碎设备、提升机构和二级破碎设备，所述一级破碎设备采用颚式破碎机，所述二级破碎设备采用反击破碎机或者圆锥破碎机，所述一级破碎设备出料口设置提升机构；

所述提升机构包括两两之间相对角度可调整的第一辊轮结构、第二辊轮结构、第三辊轮结构，用于调整第一辊轮结构、第二辊轮结构、第三辊轮结构的相对角度以将所述一级破碎设备完成破碎后的物料提升输送至二级破碎设备的进料口。

一种如上所述的轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备的使用方法，包括以下步骤：

S1：将如上所述的轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备安装在轨道上方；

S2：轨道牵引车的车头提供牵引力使得所述一体化智能装备在轨道上方沿着轨道运行；

S3：机械抓取轨枕：在运行过程中，利用智能抓取装置的机械臂完成废旧轨枕的识别和抓取，高精度安置于输送带指定位置，经过输送带进入喷淋室，除尘装置输送高压水对轨枕预淋湿；

S4：破碎：完成预淋湿后的轨枕输送至破碎装置，在高压水喷淋状态下破碎，直至破碎完全，输送至金属分离装置；

S5：金属分离：金属分离装置的磁选开关打开，完成金属件的磁吸筛选工作，磁吸后的金属进入金属回收箱，混凝土部分输送至混凝土筛分装置；

S6：混凝土筛分：进入到所述混凝土筛分装置的混凝土依次经过小、中、大粒度的振动筛完成粒度不同的混凝土的筛分细选工作，各种粒度的混凝土分别收集到各类回收箱中，从而完成轨枕的一体化收集处置工作。

运用如上所述的使用方法收集得到的金属零件。

运用如上所述的使用方法收集得到的不同粒径大小的混凝土。

有益效果在于：

本发明经过合理的布局设计，解决了轨道交通领域废旧轨枕沿线废弃难以处置的难题，具有循环利用、安全环保、高效节能、智能可控一体化的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明的装备整体布置图；

图2是本发明的装备断面图；

图3是本发明的智能抓取装置的结构示意图；

图4是本发明的旋转平台的原理图；

图5是本发明的提升机构示意图。

图6是本发明的工艺流程图。

附图标记

图中，1，轨道牵引车；2，控制中心；3，除尘装置；4，智能抓取装置；5，破碎装置；6，金属分离装置；7，混凝土分离装置；8，输送带；9，旋转平台；901，太阳轮；902齿圈，；903，行星架；904，行星齿轮；905，电机；10，快装接口；11，滑动导轨；12，可调液压支架；13，返料输送带；14，大混凝土输送带；15，中混凝土输送带；16，小混凝土输送带；17，第一辊轮结构；18，第二辊轮结构；19，第三辊轮结构。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。

实施例1：

请参考图6所示，本发明实施例是一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置工艺，包括以下步骤：以下步骤均由控制中心控制，具体的，

S1：机器抓取：控制中心控制智能装置利用机器抓取废旧轨枕实现智能收集；

S2：预喷淋：对所述步骤S1收集得到的轨枕，控制中心控制除尘装置进行预喷除尘处理；

S3：一级破碎：控制中心控制破碎装置1对轨枕进行剪断处理；

S4：二级破碎：控制中心控制破碎装置2对一级破碎后的轨枕进行完全破碎处理；

S5：磁性分选：控制中心控制磁选装置磁吸回收金属；

S6：骨料筛分：控制中心控制筛分装置(本发明实施例是震动筛分回收)对从步骤S5出来的骨料进行筛分，得到三组不同粒径的骨料，其中，第一组为粒径≤5mm的骨料，第二组为粒径5-20mm的骨料，第三组为粒径20-40mm的骨料。

实施例2：轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备

本发明实施例中，请参考图1所示，一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，包括沿着车辆行进方向依次设置的轨道牵引车1、控制中心2、除尘装置3、智能抓取装置4、破碎装置5、金属分离装置6、混凝土分离装置7；

所述智能抓取装置4用于抓取废旧轨枕至所述破碎装置5；

所述破碎装置5的出料口和所述金属分离装置6的进料口相连接，用于将破碎后的物料输送至所述金属分离装置6进行金属分离；

所述金属分离装置6的出料口与所述混凝土分离装置7的进料口相连接，用于将金属分离后的物料输送至所述混凝土分离装置7进行混凝土分离。

本发明实施例中，所述轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备可移动地安装在有轨交通的轨道上方。

进一步，所述控制中心2包括显控台、电源，所述显控台通过无线模块与所述轨道牵引车、除尘装置、智能抓取装置、破碎装置、金属分离装置、混凝土分离装置建立信号连接，用于远程输入信号控制所述轨道牵引车、除尘装置、智能抓取装置、破碎装置、金属分离装置、混凝土分离装置工作。

作为优选，所述除尘装置3包括水箱、高压水泵、管路及阀门；所述水箱内设置高压水泵，所述高压水泵通过管路往所述智能抓取装置中输水，所述管路中设置阀门，用以控制水的输入。

作为优选的实施方式，请继续参考图3所示，所述智能抓取装置4包括两个机器臂、输送带8、喷淋室，两个所述机械臂分别安装在轨道装备的两侧；

所述智能抓取装置还包括安装所述机械臂的旋转平台9，所述输送带8上设置有用于火车头快速安装的快装接口10；快装接口，可用于N17平板车安装，实现双向运行；

图3中圆弧虚线部分为极限抓取轨迹，在输送带对应混凝土分离装置位置处分别设置返料输送带13、大混凝土输送带14、中混凝土输送带15、小混凝土输送带16；用于配合混凝土分离装置分离不同粒径的混凝土以及配合实现循环破碎。

请继续参考图4所示，所述旋转平台9包括台体、太阳轮901、齿圈902、行星架903、行星齿轮904和电机905；

所述电机905与所述太阳轮901连接，用以带动太阳轮901转动，所述太阳轮901通过保持架与行星齿轮904外啮合，所述行星齿轮904与所述齿圈902啮合，以带动齿圈902转动，所述齿圈902与所述台体固定，用于带动台体实现360度旋转，所述台体上方设置滑动导轨11，所述台体的四角正下方设置可调液压支架12，刚性大可支撑旋转平台上方的机器人沿滑动导轨自由行走抓取轨道两侧活动范围内的轨枕。

作为优选的实施方式，所述破碎装置5在轨枕进出的位置设置挡帘，除废旧轨枕进出位置之外设置为封闭结构，装备内部四周均匀布设高压水喷头，实现喷淋完全覆盖，轨枕进入预定位置时喷淋行程开关打开，喷淋启动，轨枕离开预定位置时，行程开关关闭，喷淋停止。

所述破碎装置包括依次设置的一级破碎设备、提升机构和二级破碎设备，所述一级破碎设备采用颚式破碎机，所述二级破碎设备采用反击破碎机或者圆锥破碎机，所述一级破碎设备出料口设置提升机构；

请继续参考图5所示，所述提升机构包括两两之间相对角度可调整的第一辊轮结构17、第二辊轮结构18、第三辊轮结构19，该机构通过液压系统和连杆机构调整第一辊轮结构、第二辊轮结构、第三辊轮结构的相对角度以将所述一级破碎设备完成破碎后的物料提升输送至二级破碎设备的进料口。

作为优选的实施方式，所述金属分离装置6设有金属磁选设备和金属回收箱，所述金属磁选设备用于将物料中的金属选择出来并置于所述金属回收箱中。

作为优选的实施方式，所述混凝土分离装置7设有强振动筛选设备和水泥回收箱，所述强振动筛选设备用于分别筛选出粒度不同的小混凝土、中混凝土、大混凝土，依次分别进入不同的水泥回收箱中。

本发明实施例中，可以继续参考图2是本装备的截面图，图中分别指出了轨道牵引车截面以及其他装备的截面以及准轨限界，图中尺寸标注了本装备在实际应用场景中的尺寸，以供参考，实际可根据不同轨道进行尺寸上的改变。

实施例3：轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备的使用方法

本发明实施例中，如实施例2所述的轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备的使用方法如下：

包括以下步骤：

S1：将如上所述的轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备安装在轨道上方；

S2：轨道牵引车的车头提供牵引力使得所述一体化智能装备在轨道上方沿着轨道运行；

S3：机械抓取轨枕：在运行过程中，利用智能抓取装置的机械臂完成废旧轨枕的识别和抓取，高精度安置于输送带指定位置，经过输送带进入喷淋室，除尘装置输送高压水对轨枕预淋湿；

S4：破碎：完成预淋湿后的轨枕输送至破碎装置，在高压水喷淋状态下破碎，直至破碎完全，输送至金属分离装置；

S5：金属分离：金属分离装置的磁选开关打开，完成金属件的磁吸筛选工作，磁吸后的金属进入金属回收箱，混凝土部分输送至混凝土筛分装置；

S6：混凝土筛分：进入到所述混凝土筛分装置的混凝土依次经过小、中、大粒度的振动筛完成粒度不同的混凝土的筛分细选工作，各种粒度的混凝土分别收集到各类回收箱中，从而完成轨枕的一体化收集处置工作。

本发明中的一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置工艺、一体化智能装备及其使用方法对沿线轨道废旧轨枕进行回收利用，高效环保，智能可控，适宜推广应用。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：机器抓取：利用机器抓取废旧轨枕实现智能收集；

S2：预喷淋：对所述步骤S1收集得到的轨枕进行预喷除尘处理；

S3：一级破碎：对轨枕进行剪断处理；

S4：二级破碎：对一级破碎后的轨枕进行完全破碎处理；

S5：磁性分选：磁吸回收金属；

S6：骨料筛分：对从步骤S5出来的骨料进行筛分，得到三组不同粒径的骨料，其中，第一组为粒径≤5mm的骨料，第二组为粒径5-20mm的骨料，第三组为粒径20-40mm的骨料。

2.一种轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，其特征在于：包括沿着车辆行进方向依次设置的轨道牵引车、控制中心、除尘装置、智能抓取装置、破碎装置、金属分离装置、混凝土分离装置；

所述智能抓取装置用于抓取废旧轨枕至所述破碎装置；

所述破碎装置的出料口和所述金属分离装置的进料口相连接，用于将破碎后的物料输送至所述金属分离装置进行金属分离；

所述金属分离装置的出料口与所述混凝土分离装置的进料口相连接，用于将金属分离后的物料输送至所述混凝土分离装置进行混凝土分离；

所述破碎装置在轨枕进出的位置设置挡帘，除废旧轨枕进出位置之外设置为封闭结构，装备内部四周均匀布设高压水喷头，实现喷淋完全覆盖，轨枕进入预定位置时喷淋行程开关打开，喷淋启动，轨枕离开预定位置时，行程开关关闭，喷淋停止；

所述除尘装置包括水箱、高压水泵、管路及阀门；所述水箱内设置高压水泵，所述高压水泵通过管路往所述智能抓取装置中输水，所述管路中设置阀门，用以控制水的输入。

3.根据权利要求2所述轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，其特征在于：所述轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备可移动地安装在有轨交通的轨道上方。

4.根据权利要求2所述轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，其特征在于：所述控制中心包括显控台、电源，所述显控台通过无线模块与所述轨道牵引车、除尘装置、智能抓取装置、破碎装置、金属分离装置、混凝土分离装置建立信号连接，用于远程输入信号控制所述轨道牵引车、除尘装置、智能抓取装置、破碎装置、金属分离装置、混凝土分离装置工作。

5.根据权利要求2所述轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，其特征在于：所述智能抓取装置包括两个机器臂、输送带、喷淋室，两个所述机械臂分别安装在轨道装备的两侧；

所述智能抓取装置还包括安装所述机械臂的旋转平台，所述输送带上设置有用于火车头快速安装的快装接口；

所述旋转平台包括台体、太阳轮、齿圈、行星架、行星齿轮和电机；

所述电机与所述太阳轮连接，用以带动太阳轮转动，所述太阳轮通过保持架与行星齿轮外啮合，所述行星齿轮与所述齿圈啮合，以带动齿圈转动，所述齿圈与所述台体固定，用于带动台体实现360度旋转，所述台体上方设置滑动导轨，所述台体的四角正下方设置可调液压支架。

6.根据权利要求2所述轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，其特征在于：所述金属分离装置设有金属磁选设备和金属回收箱，所述金属磁选设备用于将物料中的金属选择出来并置于所述金属回收箱中。

7.根据权利要求2所述轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，其特征在于：所述混凝土分离装置设有强振动筛选设备和水泥回收箱，所述强振动筛选设备用于分别筛选出粒度不同的小混凝土、中混凝土、大混凝土，依次分别进入不同的水泥回收箱中。

8.根据权利要求2所述轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备，其特征在于：

所述破碎装置包括依次设置的一级破碎设备、提升机构和二级破碎设备，所述一级破碎设备采用颚式破碎机，所述二级破碎设备采用反击破碎机或者圆锥破碎机，所述一级破碎设备出料口设置提升机构；

所述提升机构包括两两之间相对角度可调整的第一辊轮结构、第二辊轮结构、第三辊轮结构，用于调整第一辊轮结构、第二辊轮结构、第三辊轮结构的相对角度以将所述一级破碎设备完成破碎后的物料提升输送至二级破碎设备的进料口。

9.一种如权利要求2～8任一项所述的轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将如权利要求1～7任一项所述的轨行式铁路废旧轨枕收集处置一体化智能装备安装在轨道上方；

S2：轨道牵引车的车头提供牵引力使得所述一体化智能装备在轨道上方沿着轨道运行；

S3：机械抓取轨枕：在运行过程中，利用智能抓取装置的机械臂完成废旧轨枕的识别和抓取，高精度安置于输送带指定位置，经过输送带进入喷淋室，除尘装置输送高压水对轨枕预淋湿；

S4：破碎：完成预淋湿后的轨枕输送至破碎装置，在高压水喷淋状态下破碎，直至破碎完全，输送至金属分离装置；

S5：金属分离：金属分离装置的磁选开关打开，完成金属件的磁吸筛选工作，磁吸后的金属进入金属回收箱，混凝土部分输送至混凝土筛分装置；

S6：混凝土筛分：进入到所述混凝土筛分装置的混凝土依次经过小、中、大粒度的振动筛完成粒度不同的混凝土的筛分细选工作，各种粒度的混凝土分别收集到各类回收箱中，从而完成轨枕的一体化收集处置工作。

10.运用如权利要求9所述的使用方法收集得到的不同粒径大小的混凝土。

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