CN114770699B - 一种混凝土枕振动密实成型系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土枕成型设备技术领域，具体涉及一种混凝土枕振动密实成型系统；包括用于振动密实装置及对混凝土枕的调和水进行磁化的磁化罩体；振动密实装置通过支撑架设于传输辊道之间的坑道内，振动密实装置与传输辊道共平面，磁化罩体对振动密实装置罩设；应用磁场使混凝土枕在震动成型过程中，使混凝土调和水磁化，在震动成型的过程中磁化，抑制振动成型对磁化水的影响。

Description

一种混凝土枕振动密实成型系统

技术领域

发明涉及混凝土枕成型设备技术领域，具体涉及一种混凝土枕振动密实成型系统。

背景技术

目前预应力混凝土枕流水机组-传送法工艺采用组合式钢模型在流水线上按照规定的工艺流程，依次通过各个生产台位,包括模型清理、喷涂脱模剂，安装预埋套管、预埋螺母，钢丝组入模,钢丝组张拉,安装模型配件，箍筋定位、捆扎，安装螺旋筋,灌注混凝土,振动成型,振动压花及卸配件，蒸汽养护,放张预应力,切断预应力钢丝(筋),脱模并切割枕间钢丝,成品堆放等,从而完成混凝土枕的全部生产作业。

随着我国铁路五次大提速，对铁路轨枕相应提出了高品质、承载大、强度高的要求；以适应铁路提速带来的高速、重载要求；轨枕又称混凝土枕，现有的轨枕多采用钢筋混凝土浇筑模型内凝结成型，所以如何提升混凝土枕的质量问题至关重要。

通过实验研究表明采用磁化水生产水泥混凝土，能够达到提高强度的效果；磁化水对混凝土发生作用后，提高强度的效果；磁化水对混凝土发生作用后，不仅可以提高强度，而且相应的抗冻性、耐久性、抗磨性能等均有所提高；在混凝土配合比相同的条件下,普通水比磁化水混凝土7天及28天强度可提高8%-20%。

磁化水是一种被磁场磁化了的水，分天然磁化水和人工磁化水，天然磁化水或产地相对地磁较强或铁矿较多，天然磁化水的使用周期可达25年；人工磁化水是通过磁化器产生的，但是水是一种弱磁质，从水离开磁场的那一刻起，就不易长期带磁了；人工磁化水怕高温、怕震动、怕强磁场；振动成型工艺抑制了磁化水的磁化性能，减弱了磁化水对混凝土枕的作用能力；基于此技术背景之下，发明人设计一种混凝土枕振动密实成型系统。

发明内容

为了解决现有技术存在的混凝土枕振动成型工艺抑制磁化水的性能等技术问题，发明提供了一种混凝土枕振动密实成型系统，其通过在震动密实装置外缘设置旋转的磁化罩体，以提高混凝土的调和水的磁化能力，提高了混凝土自身的性能提高了混凝土枕的成型质量。

发明使用的技术方案如下：一种混凝土枕振动密实成型系统，包括用于振动密实装置及对混凝土枕的调和水进行磁化的磁化罩体；振动密实装置通过支撑架设于传输辊道之间的坑道内，振动密实装置与传输辊道共平面，磁化罩体对振动密实装置罩设；应用磁场使混凝土枕在震动成型过程中，使混凝土调和水磁化，在震动成型的过程中磁化，抑制振动成型对磁化水的影响。

进一步，磁化罩体通过驱动磁化罩体转动的驱动单元设于坑道内；在振动密实装置对混凝土枕进行振动成型时，驱动单元驱动磁化罩体转动；在磁化罩体转动的过程中使混凝土调和水磁化。

具体的，磁化罩体为圆柱形的桶状结构，磁化罩体内表面设有磁钢。

进一步，驱动单元的一种实施方式为，驱动单元的包括调速电机、主动轴和从动轴，主动轴和从动轴上具有与磁化罩体对应的托轮，调速电机通过链条齿轮等与主动轴传动连接；磁化罩体卡在四个托轮上。

可选的，驱动单元的另一种实施方式为；驱动单元包括环形的定子铁芯，定子铁芯通过底座固定于坑道内，在定子铁芯上嵌有线圈，组成定子绕组，磁化罩体的外壁的中心环形设有转子磁极，定子绕组与转子磁极组成一个永磁电机；磁化罩体的两端通过滚筒轴承与底座的两侧固定进行支撑。

优选的，磁化罩体转动过程中，磁化罩体的端部形成简易风幕，以减缓磁化罩体内部气流的流动趋势；在磁化罩体转动作用混凝土调和水时，其端部形成简易风幕，以减缓磁化罩体内部气流的流动趋势，从而减缓在混凝土枕振动时，外部气流与混凝土的结合。

具体的，磁化罩体为单层的圆柱形的桶状结构，在磁化罩体的两侧端部开设有通气孔，通气孔沿着磁化罩体的内壁切线方向环形阵列有若干个，通气孔的方向与磁化罩体转动方向相垂直。

可选的，磁化罩体为双层的圆柱形的桶状结构，包括外筒体与内筒体，外筒体与内筒体之间设有支撑环，支撑环将外筒体与内筒体之间的空腔分成左右两个部分；在外筒体的两端分别开设有若干组通气孔，通气孔沿着外筒体的内壁切线方向环形阵列有若干个，通气孔的方向与磁化罩体转动方向相垂直；内筒体两侧端部分别倾斜设有风幕槽；风幕槽为环形斜槽结构，其倾斜方向由内筒体中部向外侧延伸。

发明具备如下特点：

1.振动密实装置位于磁化罩体内，在振动密实装置对混凝土枕进行振动成型时，驱动单元驱动磁化罩体转动，对混凝土枕的调和水进行磁化；对混凝土枕进行密实形成的过程中同步进行磁化，应用磁场旋转的磁场使混凝土调和水磁化，调和水磁化后的混凝土枕的透气率下降了，改善了结构(收缩孔隙和毛细管孔隙的体积减小了) ；从而改善混凝土、砂浆和水泥灰浆的密实度, 从而提高它们的强度；

2.磁化罩体转动过程中，磁化罩体的端部形成简易风幕，以减缓磁化罩体内部气流的流动趋势；在磁化罩体转动作用混凝土调和水时，其端部形成简易风幕，以减缓磁化罩体内部气流的流动趋势，从而减缓在混凝土枕振动时，外部气流与混凝土的结合，减少混凝土枕的含气量，以提高成型的强度与性能。

附图说明

图1是发明的整体结构示意图。

图2是发明的振动密实装置位置示意图。

图3是发明的支撑架结构示意图。

图4是发明的主动轴、从动轴结构示意图。

图5是发明的滚筒轴承结构示意图。

图6是发明的转子磁极位置结构示意图。

图7是发明的磁化罩体结构示意图。

图8是发明的整体磁化罩体剖面示意图。

图9是发明的风幕槽结构示意图。

图中，1、振动密实装置；2、磁化罩体；3、支撑架；4、调速电机；5、主动轴；6、从动轴；7、托轮；8、定子铁芯；9、转子磁极；10、滚筒轴承；11、底座；12、磁钢；13、通气孔；14、外筒体；15、内筒体；16、风幕槽；17、支撑环。

具体实施方式

为便于本领域的技术人员理解发明，下面结合附图说明发明的具体实施方式。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

通过实验研究表明采用磁化水生产水泥混凝土，能够达到提高强度的效果；磁化水对混凝土发生作用后，提高强度的效果；磁化水对混凝土发生作用后，不仅可以提高强度，而且相应的抗冻性、耐久性、抗磨性能等均有所提高；磁化水是一种被磁场磁化了的水，分天然磁化水和人工磁化水，天然磁化水不适用于工业的应用；人工磁化水是通过磁化器产生的，但是水是一种弱磁质；人工磁化水怕高温、怕震动、怕强磁场；振动成型工艺抑制了磁化水的磁化性能，减弱了磁化水对混凝土枕的作用能力；如图1所示，发明提供了一种混凝土枕振动密实成型系统，包括用于对混凝土枕进行密实成型的振动密实装置1及对混凝土枕的调和水进行磁化的磁化罩体2，目前混凝土枕的密实成型主要采用机组流水法；因此振动密实装置1采用现有的振动台（可为上下摆动式或左右摆动式）；振动台的频率一般为1500次/min，振幅在0.5 mm左右；振动密实装置1通过支撑架3设于传输辊道之间的坑道内，振动密实装置1与传输辊道共平面；混凝土浇筑与轨枕模具内，轨枕的模具通过传输辊道送入振动密实装置1，经过振动密实装置1震动夯实后，通过另一侧的传输辊道传送到下一生产工序；磁化罩体2通过驱动磁化罩体2转动的驱动单元设于坑道内；振动密实装置1位于磁化罩体2内，在振动密实装置1对混凝土枕进行振动成型时，驱动单元驱动磁化罩体2转动，对混凝土枕的调和水进行磁化；对混凝土枕进行密实形成的过程中同步进行磁化，应用旋转的磁场使混凝土调和水磁化，调和水磁化后的混凝土枕的透气率下降了，改善了结构(收缩孔隙和毛细管孔隙的体积减小了) ；从而改善混凝土、砂浆和水泥灰浆的密实度, 从而提高它们的强度。

如图4所示，驱动单元的一种实施方式为托辊式的驱动结构，包括调速电机4、主动轴5和从动轴6，主动轴5和从动轴6上具有与磁化罩体2对应的托轮7，调速电机4通过链条齿轮等与主动轴5传动连接；磁化罩体2卡在四个托轮7上，调速电机4驱动主动轴5转动，通过磁化罩体2使从动轴6联动，并使磁化罩体2整体进行转动，混凝土枕进行密实形成的过程中同步进行磁化。

如图5所示，驱动单元的另一种实施方式包括环形的定子铁芯8，定子铁芯8通过底座11固定于坑道内，在定子铁芯8上嵌有线圈，组成定子绕组，磁化罩体2的外壁的中心环形设有转子磁极9，转子磁极9不与定子铁芯8接触，定子绕组与转子磁极9组成一个永磁电机，将定子绕组通电，即可实现转子磁极9的转动，从而带动整个磁化罩体2转动；磁化罩体2的两端通过滚筒轴承10与底座11的两侧固定，从而为磁化罩体2提供支撑。

如图4所示，磁化罩体2为圆柱形的桶状结构，磁化罩体2内表面设有磁钢12，磁钢12可以表贴或镶嵌于磁化罩体2内表面；磁钢12的一种排列为单螺旋设置（图中未示出），通过螺旋状梯次表贴于磁化罩体2内表面，磁钢12在驱动单元的带动下高速旋转，形成螺旋磁场，作用于密实成型的轨枕；磁钢12的另一种实施方为双螺旋设置，磁化罩体2的内壁设有两条以螺旋线排布的磁钢12，两条螺旋线排布的磁钢12以磁化罩体2的轴线中心对称的互成180°角；两个相对设置的磁钢12，形成若干弧形的磁感线；磁钢12在驱动单元的带动下高速旋转增加了内部磁场的变化趋势；即两个相对的磁钢12会形成单独的磁化区域，增加独立区域周向上的磁化效果。

如图7所示，磁化罩体2为单层的圆柱形的桶状结构，在磁化罩体2的两侧端部开设有通气孔13，通气孔13沿着磁化罩体2的内壁切线方向环形阵列有若干个，通气孔13的方向与磁化罩体2转动方向相垂直，在驱动单元驱动磁化罩体2转动时，气流沿着带动通气孔13进入磁化罩体2内部，在磁化罩体2的端部形成简易风幕，以减缓磁化罩体2内部气流的流动趋势。

如图8-9所示，磁化罩体2为双层的圆柱形的桶状结构，包括外筒体14与内筒体15，外筒体14与内筒体15之间设有支撑环17，支撑环17将外筒体14与内筒体15之间的空腔分成左右两个部分；在外筒体14的两端分别开设有若干组通气孔13，通气孔13沿着磁化罩体2的内壁切线方向环形阵列有若干个，通气孔13的方向与磁化罩体2转动方向相垂直；内筒体15两侧端部分别倾斜设有风幕槽16，风幕槽16为环形斜槽结构，其倾斜方向由内筒体15中部向外侧延伸；在驱动单元驱动磁化罩体2转动时，气流沿着带动通气孔13进入空腔内部，从内筒体15的风幕槽16排出，以形成锥形截面的风幕，从而减缓磁化罩体2内部气流的流动趋势。

混凝土的含气量越高，强度越低；因此通过减缓磁化罩体2内部气流的流动趋势，减少混凝土密实成型时含气量；混凝土含气量是指混合料中空气含量；通过磁化罩体2转动形成风幕，减缓磁化罩体2内部气流的流动趋势，从而减缓在混凝土枕振动时，外部气流与混凝土的结合；减少混凝土枕的含气量，以提高成型的强度与性能。

上述中如未单独介绍其固定方式，皆使用业内技术人员通用技术手段，焊接，嵌套，或螺纹固定等方式。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的发明实施方式，并不构成对发明保护范围的限定。任何在发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种混凝土枕振动密实成型系统，其特征在于：包括用于振动密实装置（1）及对混凝土枕的调和水进行磁化的磁化罩体（2）；振动密实装置（1）通过支撑架（3）设于传输辊道之间的坑道内，振动密实装置（1）与传输辊道共平面，磁化罩体（2）对振动密实装置（1）罩设；所述磁化罩体（2）通过驱动磁化罩体（2）转动的驱动单元设于坑道内；在振动密实装置（1）对混凝土枕进行振动成型时，驱动单元驱动磁化罩体（2）转动；所述磁化罩体（2）为圆柱形的桶状结构，磁化罩体（2）内表面设有磁钢（12）。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土枕振动密实成型系统，其特征在于：所述驱动单元包括调速电机（4）、主动轴（5）和从动轴（6），主动轴（5）和从动轴（6）上具有与磁化罩体（2）对应的托轮（7），调速电机（4）通过链条齿轮与主动轴（5）传动连接；磁化罩体（2）卡在四个托轮（7）上。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土枕振动密实成型系统，其特征在于：所述驱动单元包括环形的定子铁芯（8），定子铁芯（8）通过底座（11）固定于坑道内，在定子铁芯（8）上嵌有线圈，组成定子绕组，磁化罩体（2）的外壁的中心环形设有转子磁极（9），定子绕组与转子磁极（9）组成一个永磁电机；磁化罩体（2）的两端通过滚筒轴承（10）与底座（11）的两侧固定进行支撑。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土枕振动密实成型系统，其特征在于：所述磁化罩体（2）转动过程中，磁化罩体（2）的端部形成简易风幕，以减缓磁化罩体（2）内部气流的流动趋势。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土枕振动密实成型系统，其特征在于：所述磁化罩体（2）为单层的圆柱形的桶状结构，在磁化罩体（2）的两侧端部开设有通气孔（13），通气孔（13）沿着磁化罩体（2）的内壁切线方向环形阵列有若干个，通气孔（13）的方向与磁化罩体（2）转动方向相垂直。

6.根据权利要求4所述的一种混凝土枕振动密实成型系统，其特征在于：所述磁化罩体（2）为双层的圆柱形的桶状结构，包括外筒体（14）与内筒体（15），外筒体（14）与内筒体（15）之间设有支撑环（17），支撑环（17）将外筒体（14）与内筒体（15）之间的空腔分成左右两个部分；在外筒体（14）的两端分别开设有若干组通气孔（13），通气孔（13）沿着外筒体（14）的内壁切线方向环形阵列有若干个，通气孔（13）的方向与磁化罩体（2）转动方向相垂直；内筒体（15）两侧端部分别倾斜设有风幕槽（16）。

7.根据权利要求6所述的一种混凝土枕振动密实成型系统，其特征在于：所述风幕槽（16）为环形斜槽结构，其倾斜方向由内筒体（15）中部向外侧延伸。

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