RU2778526C1 - Линия производства железнодорожной шпалы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) (в том числе и вторичного сырья), с добавлением различных композиционных материалов, а также различных материалов из минеральных и органических волокон - Google Patents
Линия производства железнодорожной шпалы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) (в том числе и вторичного сырья), с добавлением различных композиционных материалов, а также различных материалов из минеральных и органических волокон Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778526C1 RU2778526C1 RU2021118555A RU2021118555A RU2778526C1 RU 2778526 C1 RU2778526 C1 RU 2778526C1 RU 2021118555 A RU2021118555 A RU 2021118555A RU 2021118555 A RU2021118555 A RU 2021118555A RU 2778526 C1 RU2778526 C1 RU 2778526C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- materials
- mould
- mold
- density polyethylene
- composite material
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 241001669679 Eleotris Species 0.000 title claims abstract description 11
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 title description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- 240000000218 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 210000003666 Nerve Fibers, Myelinated Anatomy 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к линии производства железнодорожной шпалы из полиэтилена высокой плотности. Техническим результатом является увеличение прочностных показателей шпалы в различных плоскостях по всем осям деформации и снижение уровня деформации композитного материала при изменении линейного расширения от перепада температур. Технический результат достигается линией производства железнодорожной шпалы из полиэтилена высокой плотности, в том числе вторичного сырья, с наполнителями, которая включает шредер измельчитель роторный для вторичных полимеров, из которого полученный измельченный полимер – сырье поступает в бункер. Далее из него конвейером сырье поступает в смеситель. Также в смеситель поступает наполнитель минеральный или наполнитель, состоящий из вторичного подготовленного материала, такого как: стекло или измельченная резиновая крошка от автомобильных покрышек, текстильный корд. После смешивания композитная смесь поступает по конвейерам в экструдеры двухшнековые, для подготовки нагретой массы композитного материала. Причем шнеки экструдеров имеют покрытие от налипания. Двухшнековые экструдеры выдают разогретую массу композитного материала в матрицу пресс-формы. Затем пресс-форма подается под пресс гидравлический, где формуется изделие. Стенки пресс-формы имеют рубашку для подачи охлаждающей жидкости. После пресс-форма выходит из пресса, а сформированное изделие продвигается далее и опускается в емкость с водой для охлаждения. Вода в этой емкости охлаждается с помощью чиллера или при помощи градирни. При этом пресс-форма имеет возможность размещения Х-образного армирования по всей длине шпалы.
Description
Согласно МПК изобретение относится к области «РАЗЛИЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ», а именно: Раздел B - РАЗЛИЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ; ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ, РАЗДЕЛЕНИЕ; СМЕШИВАНИЕ
В 29 - Обработка пластиков; обработка веществ в пластическом состоянии вообще и относится к области подготовки материалов перед формованием и может быть использовано для производства изделий из полимеров и всех видов композиционных материалов например, вторичного полиэфирного волокна или искусственной травы, как наполнителя и связующего полимера или полимера песчаной смеси и стекла для изготовления различных форм, в том числе черепицы, плитки, конструкций деталей и машин.
Известны конструкции устройства такие как, например патенты; RU116808U1, RU2605910C2, US4897236A, RU2206452C1, KR100483415B1, а также известны способы производства железнодорожных шпал из композитных материалов патенты; US5609295A, US6605343B1, RU2245410C2, WO2014165257A1, RU2389841C2, US6336265B1.
Известна конструкция экструдера, описанного в патенте US 4897236, в котором раскрыты способ и аппарат для непрерывного получения резиновой смеси, где ингредиенты смеси перемешивают и гомогенизируют в двух-шнековом экструдере.
Недостатком представленных конструкций является громоздкость и сложность конструкции, нестабильность обработки исходного продукта, вызванная сложностью местных перегревов в местах перехода, что приводит к возможному его запиранию в переходах.
Известна линия по производству изделий из композитного материала и устройство для подготовки формовочной смеси по патенту РФ на полезную модель №116808, состоящую из устройства для подготовки формовочной смеси, осуществляющего продвижение смеси по двум сформированным в его корпусе разнотемпературным зонам при одновременном перемешивании, и устройство формования, представляющее собой гидравлический пресс. Разнотемпературные зоны для подготовки формовочной смеси выполнены с использованием температурного режима работы смеси, при этом протяженность зоны находится в зависимости от плотности перемешивания и скорости прохождения смеси,
Недостатком устройства подготовки формовочной смеси является недостаточная стабильность работы, которая обусловлена забиванием смесью рабочей полости устройства, возможного налипания смеси на шнек.
Все эти устройства имеют один существенный недостаток они не могут быть использованы в непрерывном производстве, необходимое время на перезапуск приводит к дополнительным трудозатратам и тем самым к увеличению себестоимости продукции.
Также способы производства:
Патент US5609295A: в этом способе изготовления железнодорожных шпал используется в качестве связующего материала переработанный пластик, но переработанный пластик имеет разный химический состав и разные физические свойства, поэтому очень тяжело предугадать конечные физико-химические свойства изделия. Использование сердечника в данном изделии, безусловно приводит к увеличению прочности и жесткости, но имеют с материалом изделия разные температурные коэффициенты сжатия и расширения при температурных минимумах и максимумах использования, что очень быстро приведет к разрушению изделия, особенно при низких температурах.
Патент US6605343B1: способ послойного изготовления шпалы из синтетической смолы и продольных армирующих волокон, очень трудоёмкий процесс и получаемое изделие также имеет недостатки, связанные с использованием при больших нагрузках и при низких и высоких температурах.
Все способы производства шпал из композитных материалов, описанные в патентах: US5609295A, US6605343B1, RU2245410C2, WO2014165257A1, RU2389841C2 и US6336265B1, имеют лишь небольшие различия в компонентах и этапах производства.
Также все полученные изделия, описанные в патентах: US5609295A, US6605343B1, RU2245410C2, WO2014165257A1, RU2389841C2 и US6336265B1, имеют одни и теже недостатки, которые не позволяют данным изделиям получить широкое применение в производстве наземных железнодорожных путей, в качестве шпал. Используются данные изделия для изготовления подземных железнодорожных путей (метрополитена и шахт по добыче полезных ископаемых), где практически всегда щадящие условия эксплуатации, постоянная температура и влажность, а так же на некоторых локальных участках наземной железной дороги, там где нет больших нагрузок.
Основной недостаток присущий всем изделиям описанным в патентах US5609295A, US6605343B1, RU2245410C2, WO2014165257A1, RU2389841C2 и US6336265B1, это не возможность использования при низких температурах. Все синтетические смолы и пластмассы при -20ºС становятся хрупкими и при больших и регулярных нагрузках разрушаются. Армирование применяемое в данных изобретениях увеличивает прочность изделия (шпалы) только на разрыв, но изделия (шпалы) при эксплуатации испытывают разные нагрузки, вибрацию и деформацию по всем осям (изгиб и скручивание), что при низких температурах приводит к разрушению изделия.
Раскрытие изобретения:
Линия производства железнодорожной шпалы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) (в том числе и вторичного сырья), с добавлением различных композиционных материалов,
а также различных материалов из минеральных и органических волокон, включает в себя:
Участок подготовки сырья для композитной смеси включающий : шредер измельчитель универсальный роторный для вторичных полимеров . подготовленное сырье загружается в бункер из него подача конвейером сырье поступает в смеситель. так же в смеситель поступает наполнитель минеральный или наполнитель состоящий из вторичного подготовленного материала такого как стекло или измельченная резиновая крошка от использованных автомобильных покрышек или какой либо другой наполнитель. В качестве дополнения к наполнителю: измельченный базальт, волластонит , текстильный корд : смесь полиэфирных и анидных кордов, допустимо наличие вкраплений резины, эти мелкие нити дополнительно придают армирование самой массе из которой производится шпала, что придаёт ещё большую прочность изделию. После смешивания, составляющие композитной смеси поступают по конвейерам в экструдеры двухшнековые, шнеки имеют специальное покрытие предотвращающие налипание смеси и подготавливается разогретая композитная масса для дальнейшего использования.
На Конвейер устанавливается матрица пресс-формы. с боку устанавливаются несколько двухшнековых экструдеров, которые выдают разогретую массу композитного материала. которая попадает в пресс-форму. После заполнения пресс-форма по конвейеру проходит под пресс гидравлический. Закрывается пуансоном. Лишняя масса выходит в отводы выхода лишней массы, где под давлением формуется изделие, также стенки пресс-формы имеют рубашку для подачи в неё охлаждающей жидкости для более быстрого охлаждения и фиксации геометрической формы. После форма выходит из пресса, и сформированное изделие продвигается по конвейеру и опускается в емкость с водой для охлаждения. Вода в емкости для охлаждения изделий, охлаждается с помощью чиллера либо при помощи градирни. После остывания изделие вынимается из ванны достается и переносится на хранение.
Конструкция пресс-формы для шпал выполнена таким образом, что имеет рубашку для более быстрого охлаждения и фиксации формы изделия, а также приспособления для возможности размещения Х-образного армирования в изделии по всей его длине. Вид такого армирования позволяет увеличить прочностные показатели изделия в различных плоскостях по всем осям деформации и не ограничен в количестве определенных материалов армирования или их геометрических составляющих.
Х-образное армирование может выполняться из листов железа, сваренных между собой X-образной формой по всей длине шпалы, также, что чаще применимо из арматуры в виде решетки также Х-образной формы по всей длине шпалы.
Применение Х-образного армирования и устройства крепления и фиксации шпалы к рельсам, дает гарантию жесткого сцепления всего полотна железной дороги, что дает геометрическую точность и не позволяет композитному материалу при изменении линейного расширения от перепада температур деформировать и увеличивать принятые погрешности при эксплуатации.
Полиэтилен высокой плотности (HDPE) выбранный в качестве связующего материала, является самым оптимальным пластиком для производства шпал. HDPE имеет плотность от 960 кг/м³ до 1300 кг/м³, период распада 100 лет, а самое главное может не терять своих свойств и использоваться при температурах от +70ºС до -60ºС.
Всё вышеперечисленное позволяет широко использовать данные шпалы для строительства наземных железных дорог во всех климатических зонах.
Claims (1)
- Линия производства железнодорожной шпалы из полиэтилена высокой плотности, в том числе вторичного сырья, с наполнителями, включающая шредер измельчитель роторный для вторичных полимеров, из которого полученный измельченный полимер – сырье поступает в бункер, далее из него конвейером сырье поступает в смеситель, также в смеситель поступает наполнитель минеральный или наполнитель, состоящий из вторичного подготовленного материала, такого как: стекло или измельченная резиновая крошка от автомобильных покрышек, текстильный корд, после смешивания композитная смесь поступает по конвейерам в экструдеры двухшнековые, для подготовки нагретой массы композитного материала, причем шнеки экструдеров имеют покрытие от налипания, двухшнековые экструдеры выдают разогретую массу композитного материала в матрицу пресс-формы, затем пресс-форма подается под пресс гидравлический, где формуется изделие, стенки пресс-формы имеют рубашку для подачи охлаждающей жидкости, после пресс-форма выходит из пресса, а сформированное изделие продвигается далее и опускается в емкость с водой для охлаждения, вода в этой емкости охлаждается с помощью чиллера или при помощи градирни, при этом пресс-форма имеет возможность размещения Х-образного армирования по всей длине шпалы.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2778526C1 true RU2778526C1 (ru) | 2022-08-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU83265U1 (ru) * | 2009-01-11 | 2009-05-27 | Лёма Хамидович Базаев | Арматурный каркас |
| CN102248653A (zh) * | 2010-05-21 | 2011-11-23 | 北京恒通创新木塑科技发展有限公司 | 一种废旧塑料铁路枕木成型设备及成型方法 |
| RU2540641C2 (ru) * | 2009-02-27 | 2015-02-10 | Дьюропар Текнолоджиз Инк. | Композиция и способ для производства железнодорожных шпал |
| CN105348609A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-02-24 | 潘成才 | Hdpe塑料铁路合成枕木及加工工艺 |
| CN109501322A (zh) * | 2017-09-14 | 2019-03-22 | 洛阳双瑞橡塑科技有限公司 | 一种纤维增强合成轨枕及其制备方法 |
| RU2737711C1 (ru) * | 2020-05-26 | 2020-12-02 | Валерий Иванович Кондращенко | Устройство для изготовления композиционных армированных шпал |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU83265U1 (ru) * | 2009-01-11 | 2009-05-27 | Лёма Хамидович Базаев | Арматурный каркас |
| RU2540641C2 (ru) * | 2009-02-27 | 2015-02-10 | Дьюропар Текнолоджиз Инк. | Композиция и способ для производства железнодорожных шпал |
| CN102248653A (zh) * | 2010-05-21 | 2011-11-23 | 北京恒通创新木塑科技发展有限公司 | 一种废旧塑料铁路枕木成型设备及成型方法 |
| CN105348609A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-02-24 | 潘成才 | Hdpe塑料铁路合成枕木及加工工艺 |
| CN109501322A (zh) * | 2017-09-14 | 2019-03-22 | 洛阳双瑞橡塑科技有限公司 | 一种纤维增强合成轨枕及其制备方法 |
| RU2737711C1 (ru) * | 2020-05-26 | 2020-12-02 | Валерий Иванович Кондращенко | Устройство для изготовления композиционных армированных шпал |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9816235B2 (en) | Thermoset composite material and structural component and method of making the same from engineered recycled rubber powder | |
| US8252216B2 (en) | Method for the production of railway ties | |
| JPH04502132A (ja) | 射出または押出しされたプラスチック廃棄物からなる成形品 | |
| KR101987629B1 (ko) | 폐플라스틱을 이용한 철도 침목의 제조방법 및 장치 | |
| CN107325481A (zh) | 一种酚醛塑料检查井井盖及其制备方法 | |
| CN101434751B (zh) | 用废旧塑料和植物纤维做板材的材料及其制备方法 | |
| EP1859915A1 (en) | Board for formworks and manufacturing system | |
| CN103146047A (zh) | 高强度超微孔纤维增强复合材料及其制备方法 | |
| RU2778526C1 (ru) | Линия производства железнодорожной шпалы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) (в том числе и вторичного сырья), с добавлением различных композиционных материалов, а также различных материалов из минеральных и органических волокон | |
| CN107383517A (zh) | 一种塑料板材、型材及生产方法 | |
| WO2019057929A1 (en) | METHOD OF MOLDING A FIBER-REINFORCED THERMOSETTING RESIN TO FORM A MOLDED ARTICLE | |
| CN105694206B (zh) | 一种以水作发泡剂生产长玻纤增强聚丙烯发泡注射制品的方法 | |
| KR100767030B1 (ko) | 몰딩가능한 물질의 몰딩 | |
| KR102257189B1 (ko) | 봉형 아스팔트 보강재의 제조 방법 | |
| CN105773943B (zh) | 一种铁路枕木的制备方法 | |
| CN105062017A (zh) | 碳纤维增强聚乳酸复合材料制品的制备方法 | |
| KR0134682B1 (ko) | 섬유 및 플라스틱 폐기물을 이용한 성형제품의 제조방법 | |
| CN1050392A (zh) | 废旧橡胶、废旧塑料、木粉组合物及其制造方法 | |
| CN101913226A (zh) | 橡塑电绝缘手形手套、胶靴的注射成型方法 | |
| RU2597908C1 (ru) | Состав кровельно-строительного материала | |
| CN112112000A (zh) | 一种加筋复合轨枕及其制备方法 | |
| US20030161973A1 (en) | Composite, method for producing a product from a composite, and method for producing a shaped body from a composite | |
| US20060086817A1 (en) | Composite material and method of manufacture | |
| KR102323916B1 (ko) | 투수블럭 제조방법 및 이에 따라 제조된 투수블럭 | |
| WO2022107015A1 (en) | Low pressure extruder, equipment and method for manufacturing a low-density plastic composite material, and the low-density plastic composite material |