CN115674411A - 一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置及养护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置及养护方法，属于无砟轨道技术领域。所述养护装置包括箱体、充气组件和蒸气组件。箱体上具有与箱体内腔连通的充气孔、抽气孔和喷水孔，喷水孔位于箱体的顶部，箱体外具有真空泵，真空泵与抽气孔连通。充气组件包括气源和充气机，气源内具有惰性气体，气源、充气机和充气孔依次连通。蒸气组件包括水箱、水泵和电阻加热器，水箱位于箱体外，水箱、水泵和喷水孔依次连通，电阻加热器位于箱体的内腔中。本发明实施例提供的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，不仅可以在养护钢管混凝土轨枕的过程中避免钢管被氧化锈蚀，还能提高钢管混凝土轨枕的养护效率。
Description
技术领域
本发明属于无砟轨道技术领域，更具体地，涉及一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置及养护方法。
背景技术
在铁路无砟轨道系统中，有一种预制的轨枕，轨枕安装在道床中或者采用混凝土与道床浇筑为一体，用来安装扣件，进一步固定上方的钢轨，并需要与道床保持良好的连接性能。
目前，钢管混凝土轨枕通过钢管混凝土与轨枕块一体成型，即在浇筑轨枕块的同时实现钢管混凝土的成形。钢管混凝土轨枕在浇筑完成后，需要进行蒸气养护，从而提高混凝土的强度和硬度，进而提高钢管混凝土轨枕的性能。
然而，现有的钢管混凝土轨枕养护过程中，钢管是直接与氧气、水蒸气接触的，导致钢管表面出现氧化锈蚀现象，导致钢管的结构强度降低。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置及养护方法，其目的在于不仅可以在养护钢管混凝土轨枕的过程中避免钢管被氧化锈蚀，还能提高钢管混凝土轨枕的养护效率。
第一方面，本发明提供了一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，所述养护装置包括箱体、充气组件和蒸气组件；
所述箱体上具有与所述箱体内腔连通的充气孔、抽气孔和喷水孔，所述喷水孔位于所述箱体的顶部，所述箱体外具有真空泵，所述真空泵与所述抽气孔依次连通；
所述充气组件包括气源和充气机，所述气源内具有惰性气体，所述气源、所述充气机和所述充气孔连通；
所述蒸气组件包括水箱、水泵和电阻加热器，所述水箱位于所述箱体外，所述水箱、所述水泵和所述喷水孔依次连通，所述电阻加热器位于所述箱体的内腔中，且位于所述喷水孔下方。
可选地，所述箱体内具有支撑多个钢管混凝土轨枕的托盘，所述托盘的底部具有多个滚轮，以转运多个所述钢管混凝土轨枕。
可选地，所述托盘上具有支架，所述支架包括多个立柱和多个隔板，多个所述立柱的底端垂直固定在所述托盘的周向上，多个所述隔板均与所述托盘平行间隔布置，各所述隔板的侧边分别与多个所述立柱固定连接，所述隔板上具有多个间隔布置的导气孔。
可选地，所述养护装置还包括控制组件，所述控制组件包括控制器和温度传感器，所述控制器分别与所述温度传感器和所述电阻加热器电连接。
可选地，所述箱体的内周壁依次具有保温层和隔水层。
可选地，所述箱体为不锈钢结构。
可选地，所述惰性气体为氦气或者氮气。
第二方面，本发明提供了一种用于钢管混凝土轨枕的养护方法，所述养护方法基于第一方面所述的养护装置，所述养护方法包括：
将多个钢管混凝土轨枕叠放在所述箱体内，并通过所述真空泵对所述箱体抽真空；
启动所述充气机，将所述气源内的惰性气体抽入至所述箱体内，并启动所述水泵，将所述水箱中的水通过所述喷水孔喷洒至所述箱体内；
通过电阻加热器对所述箱体内进行加热，使得喷洒的水汽化养护多个所述钢管混凝土轨枕。
可选地，所述通过电阻加热器对所述箱体内进行加热，包括：
调节所述电阻加热器的加热功率，控制所述箱体内的升温速率为10-15℃/h，并将所述箱体内温度升温至50-60℃；
保持所述箱体内温度为50-60℃的时间为15-20小时；
调节所述电阻加热器的加热功率，控制所述箱体内的降温速率为10-15℃/h，将所述箱体内温度降至室温。
可选地，所述将所述水箱中的水通过所述喷水孔喷洒至所述箱体内，包括：
每隔2-3小时向所述箱体内喷洒5-7L水。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
对于本发明实施例提供的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，在对钢管混凝土轨枕进行养护时，首先，将多个钢管混凝土轨枕叠放在箱体内，并通过真空泵对箱体抽真空，从而可以将箱体的内腔中的空气抽出，形成真空，避免后续在蒸气养护时防止钢管氧化锈蚀，进而提高钢管的结构强度。然后，启动充气机，将气源内的惰性气体抽入至箱体内，惰性气体可以平衡箱体内外气压，避免箱体长时间处于真空状态而影响其结构强度。并启动水泵，将水箱中的水通过喷水孔喷洒至箱体内，从而为后续蒸气的形成提高水原料。最后，通过电阻加热器对箱体内进行加热，使得喷洒的水汽化形成湿润的水气混合物，养护多个钢管混凝土轨枕。电阻加热器通过加热可以对喷水汽化，使得整个箱体在密封的无氧条形件内充设水气混合物并循环，加快对钢管混凝土轨枕的养护，保证了工程进度，节约了生产制造周期。
也就是说，本发明实施例提供的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，不仅可以在养护钢管混凝土轨枕的过程中避免钢管被氧化锈蚀，还能提高钢管混凝土轨枕的养护效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的托盘的使用示意图；
图3是本发明实施例提供的一种用于钢管混凝土轨枕的养护方法的流程图。
图中各符号表示含义如下：
1、箱体；11、充气孔；12、抽气孔；13、喷水孔；14、真空泵；141、截止阀；15、托盘；151、滚轮；16、支架；161、立柱；162、隔板；2、充气组件；21、气源；22、充气机；3、蒸气组件；31、水箱；32、水泵；33、电阻加热器；100、钢管混凝土轨枕。
具体实施方式
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详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例提供的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置的结构示意图，如图1所示，该养护装置包括箱体1、充气组件2和蒸气组件3。
箱体1上具有与箱体1内腔连通的充气孔11、抽气孔12和喷水孔13，喷水孔13位于箱体1的顶部，箱体1外具有真空泵14，真空泵14与抽气孔12连通。
充气组件2包括气源21和充气机22，气源21内具有惰性气体，气源21、充气机22和充气孔11依次连通。
蒸气组件3包括水箱31、水泵32和电阻加热器33，水箱31位于箱体1外，水箱31、水泵32和喷水孔13依次连通，电阻加热器33位于箱体1的内腔中，且位于喷水孔13下方。
对于本发明实施例提供的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，在对钢管混凝土轨枕100进行养护时，首先，将多个钢管混凝土轨枕100叠放在箱体1内，并通过真空泵14对箱体1抽真空，从而可以将箱体1的内腔中的空气抽出，形成真空，避免后续在蒸气养护时防止钢管氧化锈蚀，进而提高钢管的结构强度。然后，启动充气机22，将气源21内的惰性气体抽入至箱体1内，惰性气体可以平衡箱体1内外气压，避免箱体1长时间处于真空状态而影响其结构强度。并启动水泵32，将水箱31中的水通过喷水孔13喷洒至箱体1内，从而为后续蒸气的形成提高水原料。最后，通过电阻加热器33对箱体1内进行加热，使得喷洒的水汽化形成湿润的水气混合物，养护多个钢管混凝土轨枕100。电阻加热器33通过加热可以对喷水汽化，使得整个箱体1在密封的无氧条形件内充设水气混合物并循环，加快对钢管混凝土轨枕100的养护，保证了工程进度，节约了生产制造周期。
也就是说，本发明实施例提供的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，不仅可以在养护钢管混凝土轨枕100的过程中避免钢管被氧化锈蚀，还能提高钢管混凝土轨枕100的养护效率。
需要说明的是，箱体1上设置有箱门(图未示)，起到进出钢管混凝土轨枕100的作用，而在养护时使得箱体1形成密封结构。
图2是本发明实施例提供的托盘的使用示意图，如图2所示，箱体1内具有支撑多个钢管混凝土轨枕100的托盘15，托盘15的底部具有多个滚轮151，以转运多个钢管混凝土轨枕100。
在上述实施方式中，托盘15可以提高钢管混凝土轨枕100的转运效率，从而提高本养护装置的养护效率。
在本实施例中，托盘15上具有支架16，支架16包括多个立柱161和多个隔板162，多个立柱161的底端垂直固定在托盘15的周向上，多个隔板162均与托盘15平行间隔布置，各隔板162的侧边分别与多个立柱161固定连接，隔板162上具有多个间隔布置的导气孔。
在上述实施方式中，多个立柱161和多个隔板162可以形成对多个钢管混凝土轨枕100的稳定支撑，在避免在转运或者后续养护过程中出现钢管混凝土轨枕100掉落或者垮塌的问题。另外，通过隔板162之间的间隔可以形成一定空间上的隔离(使得相邻两个钢管混凝土轨枕100在空间上隔离)，并且导气孔连通隔板162上下区域，可以保证水气混合物能够与各钢管混凝土轨枕100充分接触，且水气混合物能够在整个支架16对应的空间流通顺畅。
在本发明的一种实现方式中，养护装置还包括控制组件，控制组件包括控制器和温度传感器，控制器分别与温度传感器和电阻加热器33电连接。
在上述实施方式中，温度传感器可以监测箱体1内的温度，在箱体1内温度过高或者过低(或者养护末段需要降温)时，可以将监测到的数据及时传递给控制器，控制器则可以调控电阻传感器的功率或者启停，可以有效节约电力资源。
在本实施例中，箱体1的内周壁依次具有保温层和隔水层。
在上述实施方式中，保温层可以对箱体1的内腔起到保温的作用，避免加热的热量流失。而隔水层则可以有效防止水汽渗入，起到隔水的作用。
示例性地，保温层可以为岩棉板、玻化微珠保温砂浆、泡沫水泥板、模塑聚苯板、挤塑聚苯板或者酚醛树脂板等。隔水层可以为厚膜或油毡等材料。
示例性地，箱体1为不锈钢结构，从而增加其结构强度，延长其使用寿命。
另外，真空泵14的出口还设置有截止阀141，避免真空泵14故障时箱体1的内腔与外界连通。
示例性地，惰性气体为氦气或者氮气，优选为氮气。
图3是本发明实施例提供的一种用于钢管混凝土轨枕的养护方法的流程图，如图3所示，该养护方法基于上述的养护装置，该养护方法包括：
S301、将多个钢管混凝土轨枕100叠放在箱体1内，并通过真空泵14对箱体1抽真空。
S302、启动充气机22，将气源21内的惰性气体抽入至箱体1内，并启动水泵32，将水箱31中的水通过喷水孔13喷洒至箱体1内。
S303、通过电阻加热器33对箱体1内进行加热，使得喷洒的水汽化养护多个钢管混凝土轨枕100。
本发明提供的养护方法通过抽出箱体1内空气，充满惰性气体的方式，保证了裸露钢材在升温养护的过程中不发生锈蚀，解决了钢管混凝土轨枕100蒸汽养护时钢管发生锈蚀的难题。
在本实施例中，通过电阻加热器33对箱体1内进行加热，包括：
a、调节电阻加热器33的加热功率，控制箱体1内的升温速率为10-15℃/h，并将箱体1内温度升温至50-60℃。
b、保持箱体1内温度为50-60℃的时间为15-20小时。
c、调节电阻加热器33的加热功率，控制箱体1内的降温速率为10-15℃/h，将箱体1内温度降至室温。
在上述实施方式中，在开始阶段，温度按梯度缓慢上升可以保证喷洒的水在初始加热过程中(主要为液态水，少量水蒸气)先充分湿润钢管混凝土轨枕100，便于后续水气混合物的渗入。而在保温阶段，通过50-60℃则可以保证蒸气湿润(主要为水气混合物)，气态水带动液态水充分流通并渗入至钢管混凝土轨枕100中，养护质量高。最后，通过降温使得钢管混凝土轨枕100与外界温度一致，便于转运。
另外，通过上述养护方式，极大提高了钢管混凝土轨枕100的生产制造效率。通过箱体1可基本实现24小时轨枕强度迅速提高，实现批量化出厂，避免了常规混凝土结构28天才能达到强度要求的时间限制，保证了工程进度，节约了生产制造工期，提高了劳动生产率。
需要说明的是，在箱体1内养护完成后，通过托盘15取出钢管混凝土轨枕100，运送至室温养护区，进行7天室温自然养护。
另外，将水箱31中的水通过喷水孔13喷洒至箱体1内，包括：
每隔2-3小时向箱体1内喷洒5-7L水，从而可以在保证水气混合物充气的情况下节省水资源。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，其特征在于，所述养护装置包括箱体(1)、充气组件(2)和蒸气组件(3)；
所述箱体(1)上具有与所述箱体(1)内腔连通的充气孔(11)、抽气孔(12)和喷水孔(13)，所述喷水孔(13)位于所述箱体(1)的顶部，所述箱体(1)外具有真空泵(14)，所述真空泵(14)与所述抽气孔(12)连通；
所述充气组件(2)包括气源(21)和充气机(22)，所述气源(21)内具有惰性气体，所述气源(21)、所述充气机(22)和所述充气孔(11)依次连通；
所述蒸气组件(3)包括水箱(31)、水泵(32)和电阻加热器(33)，所述水箱(31)位于所述箱体(1)外，所述水箱(31)、所述水泵(32)和所述喷水孔(13)依次连通，所述电阻加热器(33)位于所述箱体(1)的内腔中，且位于所述喷水孔(13)下方。
2.根据权利要求1所述的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，其特征在于，所述箱体(1)内具有支撑多个钢管混凝土轨枕(100)的托盘(15)，所述托盘(15)的底部具有多个滚轮(151)，以转运多个所述钢管混凝土轨枕(100)。
3.根据权利要求2所述的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，其特征在于，所述托盘(15)上具有支架(16)，所述支架(16)包括多个立柱(161)和多个隔板(162)，多个所述立柱(161)的底端垂直固定在所述托盘(15)的周向上，多个所述隔板(162)均与所述托盘(15)平行间隔布置，各所述隔板(162)的侧边分别与多个所述立柱(161)固定连接，所述隔板(162)上具有多个间隔布置的导气孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，其特征在于，所述养护装置还包括控制组件，所述控制组件包括控制器和温度传感器，所述控制器分别与所述温度传感器和所述电阻加热器(33)电连接。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，其特征在于，所述箱体(1)的内周壁依次具有保温层和隔水层。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，其特征在于，所述箱体(1)为不锈钢结构。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种用于钢管混凝土轨枕的养护装置，其特征在于，所述惰性气体为氦气或者氮气。
8.一种用于钢管混凝土轨枕的养护方法，其特征在于，所述养护方法基于权利要求1-7任意一项所述的养护装置，所述养护方法包括：
将多个钢管混凝土轨枕(100)叠放在所述箱体(1)内，并通过所述真空泵(14)对所述箱体(1)抽真空；
启动所述充气机(22)，将所述气源(21)内的惰性气体抽入至所述箱体(1)内，并启动所述水泵(32)，将所述水箱(31)中的水通过所述喷水孔(13)喷洒至所述箱体(1)内；
通过电阻加热器(33)对所述箱体(1)内进行加热，使得喷洒的水汽化养护多个所述钢管混凝土轨枕(100)。
9.根据权利要求8所述的一种用于钢管混凝土轨枕的养护方法，其特征在于，所述通过电阻加热器(33)对所述箱体(1)内进行加热，包括：
调节所述电阻加热器(33)的加热功率，控制所述箱体(1)内的升温速率为10-15℃/h，并将所述箱体(1)内温度升温至50-60℃；
保持所述箱体(1)内温度为50-60℃的时间为15-20小时；
调节所述电阻加热器(33)的加热功率，控制所述箱体(1)内的降温速率为10-15℃/h，将所述箱体(1)内温度降至室温。
10.根据权利要求8所述的一种用于钢管混凝土轨枕的养护方法，其特征在于，所述将所述水箱(31)中的水通过所述喷水孔(13)喷洒至所述箱体(1)内，包括：
每隔2-3小时向所述箱体(1)内喷洒5-7L水。
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