RU2793196C2 - Mobile device for rail heating using electric infrared lamps and related heating method - Google Patents

Mobile device for rail heating using electric infrared lamps and related heating method Download PDF

Info

Publication number
RU2793196C2
RU2793196C2 RU2021121935A RU2021121935A RU2793196C2 RU 2793196 C2 RU2793196 C2 RU 2793196C2 RU 2021121935 A RU2021121935 A RU 2021121935A RU 2021121935 A RU2021121935 A RU 2021121935A RU 2793196 C2 RU2793196 C2 RU 2793196C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heating
rail
section
zone
heating zone
Prior art date
Application number
RU2021121935A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021121935A (en
Inventor
Марк-Антуан САВОЙЯ
Original Assignee
Матиса Матерьель Индустриэль С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Матиса Матерьель Индустриэль С.А. filed Critical Матиса Матерьель Индустриэль С.А.
Publication of RU2021121935A publication Critical patent/RU2021121935A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2793196C2 publication Critical patent/RU2793196C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: railway construction.
SUBSTANCE: maintenance of the superstructure of the railway track, in particular, to mobile rail heating units. A mobile device for heating a rail (12) of a railway (2), including a heating module (34) having at least one heating zone (28) and containing at least one source (46) of thermal radiation. The device consists of a heating module with a heating zone and a source of thermal radiation and a vehicle for moving it. The source is directed towards the heating zone. The heating block contains electric lamps of infrared radiation and a primary reflector. The reflector directs the radiation to the heating zone. The heating block also contains a secondary reflector, which returns the beams reflected from the rail to the heating zone.
EFFECT: sufficient heating power of rail bars.
14 cl, 8 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

[0001] Настоящее изобретение относится к нагреву рельса железнодорожного пути с целью нейтрализации или предварительной нейтрализации указанного рельса перед его прикреплением к железнодорожной шпале. Оно относится как к передвижному нагревательному устройству, выполненному с возможностью перемещения вдоль рельсового пути, так и к способу укладки, включающему нагрев рельса. [0001] The present invention relates to the heating of a railroad track to neutralize or pre-neutralize said rail before it is attached to a railway sleeper. It refers both to a movable heating device movable along a rail track and to a laying method including rail heating.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Рельсы железнодорожных путей подвержены воздействию значительных колебаний температуры в зависимости от времени года и метеорологических условий. Рельсы имеют тенденцию расширяться и растягиваться при повышении температуры и, наоборот, сжиматься при падении температуры. [0002] Railroad tracks are subject to significant temperature fluctuations depending on the time of year and meteorological conditions. The rails tend to expand and stretch as the temperature rises and conversely contract as the temperature falls.

[0003] В прошлом между последовательными рельсами линии железнодорожных рельсов применяли компенсаторы теплового расширения. В настоящее время рельсы приваривают встык на очень большом участке и, таким образом, закрепляют на шпалах пути. Под действием температуры окружающей среды, превышающей среднегодовую, рельсы, которые не способны расширяться, подвержены воздействию силы сжатия, а шпалы подвержены воздействию сил, которые стремятся раздвинуть их друг от друга. И наоборот, под действием температуры окружающей среды, которая ниже среднегодовой, рельсы, не способные сжиматься, подвержены воздействию силы растяжения, а шпалы подвержены воздействию сил, которые стремятся переместить их по направлению друг к другу. [0003] In the past, thermal expansion joints have been used between successive rails of a line of railroad rails. At present, the rails are butt-welded over a very large section and thus secured to the sleepers of the track. Under the influence of an ambient temperature exceeding the average annual, rails that are not able to expand are subject to compressive forces, and sleepers are subject to forces that tend to push them apart. Conversely, under the influence of an ambient temperature that is below the annual average, the rails that are not able to compress are subject to tensile forces, and the sleepers are subject to forces that tend to move them towards each other.

[0004] Если во время укладки температура рельса не регулируется, необходимо выполнять операции, называемые механической «нейтрализацией» после укладки, и ограничить скорость перемещения до тех пор, пока эти операции не будут завершены. Механическая нейтрализация заключается в разрезании участка рельса, толщина которого зависит от определенной разности между температурой во время вмешательства и «нейтральной» температурой в местоположении, в демонтаже рельса и его растягивании с помощью натяжителя рельса, чтобы заполнить пространство, оставшееся в вырезанном участке, перед повторным соединением с помощью болтов и, если применимо, перепайкой рельса. До окончания выполнения этой операции нейтрализации скорость перемещения по пути должна быть ограничена, обычно до 50 км/ч. Следует понимать, что такая организация работ приводит к значительному нарушению графика движения железнодорожного транспорта, как во время операции нейтрализации, так и во время предшествующей фазы, между укладкой рельса и нейтрализацией. [0004] If the temperature of the rail is not controlled during laying, it is necessary to perform operations called mechanical "neutralization" after laying and limit the travel speed until these operations are completed. Mechanical neutralization consists of cutting a section of the rail, the thickness of which depends on a certain difference between the temperature at the time of intervention and the "neutral" temperature at the location, dismantling the rail and stretching it with a rail tensioner to fill the space left in the cut section, before reconnecting using bolts and, if applicable, soldering the rail. Until the end of this neutralization operation, the speed of movement along the path must be limited, usually to 50 km / h. It should be understood that such an organization of work leads to a significant disruption of the schedule of railway traffic, both during the neutralization operation, and during the previous phase, between the laying of the rail and the neutralization.

[0005] Непосредственное прикрепление рельсов, непрерывно нагреваемых до температуры, близкой к «нейтральной» температуре или равной ей, позволяет добиться лучших результатов в отношении минимизации нарушения графика движения железнодорожного транспорта. Такую операцию называют тепловой нейтрализацией. [0005] Direct attachment of rails continuously heated to a temperature close to or equal to "neutral" temperature achieves better results in minimizing rail traffic disruption. This operation is called thermal neutralization.

[0006] Решение с непрерывным нагревом рельсов, которое применялось до сих пор, предполагает применение индукционной технологии. Указанный способ позволяет добиться нагрева, который является достаточно точным, чтобы обеспечить укладку рельсов в пределах требуемого допуска, соответствующего «нейтральной» температуре. Таким образом, можно говорить о непосредственной точной тепловой нейтрализации. Однако выбор материала, требуемого для выполнения данной операции, относительно сложен, поскольку для нее требуется генератор энергии, а также охлаждение силовых схем, генератора и индуктора. [0006] The solution with continuous heating of the rails, which has been used so far, involves the use of induction technology. This method achieves heating that is accurate enough to ensure that the rails are laid within the required tolerance corresponding to a "neutral" temperature. Thus, we can speak of direct accurate thermal neutralization. However, the choice of material required for this operation is relatively difficult, since it requires a power generator, as well as cooling of the power circuits, generator and inductor.

[0007] Для участков, требующих последующей стабилизации балласта, был предложен процесс тепловой «предварительной нейтрализации», который заключается в доведении рельса, перед его прикреплением к шпалам, до температуры, достаточно близкой к «нейтральной» температуре для местоположения, однако не обязательно с обеспечением достижения «нейтральной» температуры. Такая «предварительная нейтрализация» предпочтительна в том отношении, что позволяет сразу же двигаться со скоростью около 80 км/ч, а не 50 км/ч, когда необходимо дождаться выполнения заключительных операций по механической нейтрализации, описанных выше. Способ проведения указанной предварительной тепловой нейтрализации состоит в опрыскивании рельсов горячей водой: решение простое, но, тем не менее, имеет недостатки в использовании, в частности, с точки зрения выхода, подачи и отвода воды, что делает его менее пригодным для эксплуатации. [0007] For areas requiring subsequent stabilization of the ballast, a process of thermal "pre-neutralization" has been proposed, which consists in bringing the rail, before attaching it to the sleepers, to a temperature close enough to the "neutral" temperature for the location, but not necessarily with providing reaching "neutral" temperature. This "pre-neutralization" is advantageous in that it allows immediate movement at about 80 km/h rather than 50 km/h when the final mechanical neutralization operations described above must be completed. The method for carrying out said preliminary thermal neutralization consists in spraying the rails with hot water: the solution is simple, but nevertheless has disadvantages in use, in particular in terms of the outlet, supply and discharge of water, which makes it less suitable for operation.

[0008] Кроме того, в US6308635 предложено нагревать рельс, который уже уложен на грунт, с использованием электрического модуля нагрева излучением, содержащего электрические нагревательные элементы из карбида кремния, каждый из которых соединен со специальным параболическим отражателем. Однако производительность такого устройства еще не зафиксирована документально. [0008] In addition, US6308635 proposes to heat a rail that has already been laid on the ground using an electrical radiation heating module comprising silicon carbide electrical heating elements each connected to a special parabolic reflector. However, the performance of such a device has not yet been documented.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

[0009] В настоящем изобретении устранены недостатки предшествующего уровня техники и предложен режим нагрева, который обеспечивает достаточную мощность, является точным в отношении количества передаваемого тепла и реактивным в переходные периоды изменения скорости укладки или изменения температуры окружающей среды. [0009] The present invention overcomes the disadvantages of the prior art and provides a heating mode that provides sufficient power, is accurate in terms of the amount of heat transferred, and is responsive to transitional periods of change in paving speed or change in ambient temperature.

[0010] Для достижения этого согласно первому аспекту настоящего изобретения предложено передвижное устройство для нагрева рельса железнодорожного пути, содержащее: по меньшей мере один нагревательный модуль, имеющий по меньшей мере одну зону нагрева и по меньшей мере один источник теплового излучения, который ориентирован по направлению к зоне нагрева; и транспортное средство для транспортировки нагревательного модуля, которое выполнено с возможностью перемещения по железнодорожному пути в направлении укладки, так что в каждый момент времени участок рельса железнодорожного пути, не прикрепленный к шпалам железнодорожного пути, проходит через зону нагрева в направлении рабочего хода. Как правило, нагревательный модуль содержит по меньшей мере один нагревательный блок, причем нагревательный блок содержит множество электрических ламп инфракрасного излучения, которые распределены по периферии зоны нагрева и ориентированы по направлению к зоне нагрева, при этом каждая из электрических ламп инфракрасного излучения содержит по меньшей мере один источник излучения, способный излучать инфракрасное излучение с максимальной спектральной плотностью распределения мощности для длины волны менее 2 мкм, предпочтительно менее 1,4 мкм, наиболее предпочтительно менее 1,2 мкм, и по меньшей мере один первичный отражатель, который ориентирован таким образом, чтобы отражать инфракрасное излучение, испускаемое источником излучения по направлению к зоне нагрева, причем источник излучения расположен между первичным отражателем и зоной нагрева, непосредственно напротив зоны нагрева, при этом нагревательный блок дополнительно содержит вторичный отражатель, имеющий вогнутую отражающую поверхность, окружающую зону нагрева и способную возвращать отраженные лучи, проходящие между электрическими лампами инфракрасного излучения по направлению к зоне нагрева. [0010] To achieve this, according to the first aspect of the present invention, a mobile device for heating a railway track rail is provided, comprising: at least one heating module having at least one heating zone and at least one source of thermal radiation, which is oriented towards heating zone; and a vehicle for transporting the heating module, which is movable along the railroad track in the direction of laying, so that at each time, the section of the rail of the railroad track not attached to the sleepers of the railroad track passes through the heating zone in the direction of the working stroke. Typically, the heating module comprises at least one heating block, the heating block comprising a plurality of infrared light bulbs that are distributed around the periphery of the heating zone and oriented toward the heating zone, each of the infrared light bulbs comprising at least one a radiation source capable of emitting infrared radiation with a maximum power spectral density for a wavelength of less than 2 µm, preferably less than 1.4 µm, most preferably less than 1.2 µm, and at least one primary reflector that is oriented so as to reflect infrared radiation emitted by a radiation source towards the heating zone, and the radiation source is located between the primary reflector and the heating zone, directly opposite the heating zone, while the heating block further comprises a secondary reflector having a concave reflective surface surrounding the heating zone and capable of returning the reflected rays passing between electric lamps of infrared radiation towards the heating zone.

[0011] Стальной железнодорожный рельс имеет поглощающую способность, которая увеличивается при уменьшении длины волны, по меньшей мере для длин волн более 0,5 мкм. Выбор инфракрасных ламп, максимум излучения которых достигается в ближней инфракрасной области спектра (в частности, IR-A или NIR), обеспечивает лучшее поглощение, чем в случае применения ламп, излучающих свет в средней или дальней инфракрасной области спектра. [0011] A steel railroad rail has an absorbance that increases with decreasing wavelength, at least for wavelengths greater than 0.5 microns. The choice of infrared lamps, the maximum emission of which is achieved in the near infrared region of the spectrum (in particular, IR-A or NIR), provides better absorption than when using lamps that emit light in the middle or far infrared region of the spectrum.

[0012] Наличие отдельных первичных отражателей и общего вторичного отражателя позволяет значительно повысить мощность, возвращая по направлению к рельсам отраженное ими излучение. [0012] The presence of separate primary reflectors and a common secondary reflector allows you to significantly increase the power, returning towards the rails the radiation reflected by them.

[0013] В действительности часть излучения, падающего на рельс, отражается от него. Это, в частности, верно для нижней части рельса, которая является светлой и коэффициент отражения которой может достигать 65%. Первичный отражатель, встроенный в каждую инфракрасную лампу, в первую очередь предназначен для направления излучения, испускаемого лампой, по направлению к рельсу, но он также выполняет функцию вторичного отражателя для перенаправления по направлению к рельсу излучения, которое ранее было отражено рельсом. Общий вторичный отражатель дополняет действие первичных отражателей, перенаправляя непоглощенное излучение по направлению к рельсу. Это положение позволяет достичь очень хорошей выходной мощности при использовании несоединенных ламп. [0013] In reality, part of the radiation incident on the rail is reflected from it. This is particularly true for the lower part of the rail, which is light and whose reflectivity can be as high as 65%. The primary reflector built into each infrared lamp is primarily designed to direct the radiation emitted by the lamp towards the rail, but it also functions as a secondary reflector to redirect towards the rail radiation that was previously reflected by the rail. The common secondary reflector complements the action of the primary reflectors by redirecting unabsorbed radiation towards the rail. This position allows very good power output to be achieved when using unconnected lamps.

[0014] Электрические лампы с излучением в ближней инфракрасной области спектра имеют чрезвычайно малое время отклика по сравнению со скоростью продвижения работ по укладке железнодорожной линии, что позволяет предусмотреть не только операции предварительной нейтрализации, но и операции точной нейтрализации. [0014] Near-infrared electric lamps have an extremely fast response time compared to the progress of a railway laying operation, allowing for not only pre-neutralization operations but also fine neutralization operations.

[0015] Согласно одному варианту осуществления в зоне нагрева существует по меньшей мере одна точка, которая расположена на расстоянии менее 160 мм, а предпочтительно менее 120 мм от источника излучения каждой из электрических ламп инфракрасного излучения. [0015] According to one embodiment, there is at least one point in the heating zone that is located at a distance of less than 160 mm, and preferably less than 120 mm, from the radiation source of each of the infrared light bulbs.

[0016] Согласно одному варианту осуществления в зоне нагрева существует по меньшей мере одна точка, которая расположена на расстоянии менее 160 мм, а предпочтительно менее 120 мм от любой точки отражающей поверхности вторичного отражателя. [0016] According to one embodiment, there is at least one point in the heating zone that is located at a distance of less than 160 mm, and preferably less than 120 mm, from any point on the reflective surface of the secondary reflector.

[0017] Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере некоторые из ламп распределены таким образом, чтобы находиться на расстоянии друг от друга по периферии зоны нагрева. Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере некоторые из электрических ламп инфракрасного излучения соединены попарно. [0017] According to one embodiment, at least some of the lamps are spaced apart from each other along the periphery of the heating zone. According to one embodiment, at least some of the infrared light bulbs are connected in pairs.

[0018] Для ограничения потерь вторичный отражатель предпочтительно должен максимально окружать рельс, расположенный в центре зоны нагрева. Таким образом, предпочтительно можно обеспечить, чтобы в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной направлению рабочего хода, отражающая поверхность вторичного отражателя имела поперечное сечение в форме круговой дуги, имеющей угол более 180°, предпочтительно более 240°, или круглое сечение. В поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной направлению рабочего хода, отражающая поверхность вторичного отражателя предпочтительно имеет радиус кривизны менее 160 мм, предпочтительно менее 120 мм, и более 70 мм, предпочтительно более 100 мм. [0018] To limit losses, the secondary reflector should preferably surround the rail located in the center of the heating zone as much as possible. Thus, it can advantageously be ensured that, in a cross section in a plane perpendicular to the direction of the stroke, the reflective surface of the secondary reflector has a cross section in the form of a circular arc having an angle of more than 180°, preferably more than 240°, or a circular cross section. In a cross section in a plane perpendicular to the direction of the stroke, the reflective surface of the secondary reflector preferably has a radius of curvature of less than 160 mm, preferably less than 120 mm, and more than 70 mm, preferably more than 100 mm.

[0019] Отражающая поверхность вторичного отражателя предпочтительно должна обладать значительной отражающей способностью в рассматриваемой области спектра. На практике предпочтительно выбирать отражающую поверхность с отражающей способностью более 80% в спектральном диапазоне от 0,5 до 2 мкм, что может быть достигнуто при разумных затратах, в частности, с применением поверхности из полированного алюминия или, если применимо, из серебра или золота. [0019] The reflective surface of the secondary reflector should preferably have a significant reflectivity in the region of the spectrum under consideration. In practice, it is preferable to choose a reflective surface with a reflectivity of more than 80% in the spectral range from 0.5 to 2 microns, which can be achieved at reasonable cost, in particular using a surface of polished aluminum or, if applicable, of silver or gold.

[0020] Аналогичным образом, предпочтительно, чтобы отражающая способность первичных отражателей была очень высокой, предпочтительно более 90%, в спектральном диапазоне от 0,5 до 2 мкм. Первичный отражатель каждой из электрических ламп инфракрасного излучения предпочтительно изготавливают из серебра или золота. [0020] Likewise, it is preferable that the reflectivity of the primary reflectors be very high, preferably more than 90%, in the spectral range from 0.5 to 2 microns. The primary reflector of each of the electric infrared lamps is preferably made of silver or gold.

[0021] Для достижения оптимального перенаправления потока, испускаемого каждым источником излучения по направлению к зоне нагрева, первичный отражатель каждой из электрических ламп инфракрасного излучения имеет параболическую форму или форму эллиптической или круговой дуги в поперечном сечении в соответствии с плоскостью сечения, перпендикулярной направлению рабочего хода. Источник излучения предпочтительно расположен в области фокуса параболы, или эллипса, либо в центре круговой дуги. [0021] In order to achieve optimal redirection of the flux emitted by each radiation source towards the heating zone, the primary reflector of each of the electric infrared radiation lamps has a parabolic shape or the shape of an elliptical or circular arc in cross section in accordance with a sectional plane perpendicular to the direction of the working stroke. The radiation source is preferably located in the area of focus of the parabola or ellipse, or in the center of a circular arc.

[0022] На практике максимальная спектральная плотность распределения мощности наблюдается для длины волны более 0,7 мкм. В частности, в качестве источника излучения можно выбрать галогенные лампы накаливания, которые излучают свет в ближней инфракрасной области спектра. [0022] In practice, the maximum power spectral density is observed for a wavelength greater than 0.7 microns. In particular, halogen incandescent lamps, which emit light in the near infrared region of the spectrum, can be chosen as the radiation source.

[0023] Предпочтительно, чтобы количество электрических ламп инфракрасного излучения было больше 2, предпочтительно больше 4. [0023] Preferably, the number of infrared light bulbs is greater than 2, preferably greater than 4.

[0024] Согласно одному варианту осуществления, который является очень простым в реализации, вторичный отражатель окружает электрические лампы инфракрасного излучения. Таким образом, вторичный отражатель может быть выполнен в виде единой детали без вырезов. [0024] According to one embodiment, which is very simple to implement, the secondary reflector surrounds the infrared light bulbs. Thus, the secondary reflector can be made as a single piece without cutouts.

[0025] В качестве альтернативы может быть предусмотрено, чтобы вторичный отражатель проходил между электрическими лампами инфракрасного излучения. В этом случае во вторичном отражателе необходимо вырезать или вырубить проемы для размещения электрических ламп инфракрасного излучения. [0025] Alternatively, it can be provided that the secondary reflector extends between the electric infrared lamps. In this case, it is necessary to cut or cut openings in the secondary reflector to accommodate electric lamps of infrared radiation.

[0026] Транспортное средство нагревательного модуля предпочтительно содержит средства подъема участка рельса, расположенного в зоне нагрева, по отношению к железнодорожному пути, а также средства позиционирования участка рельса после подвода тепла на шпалах железнодорожного пути и для фиксации участка рельса на шпалах. [0026] The heating module vehicle preferably includes means for raising the rail section located in the heating zone with respect to the railway track, as well as means for positioning the rail section after heat supply on the sleepers of the railway track and for fixing the rail section on the sleepers.

[0027] Транспортное средство нагревательного модуля предпочтительно содержит средства подъема участка рельса, расположенного в зоне нагрева, по отношению к пути и средства позиционирования участка рельса после подвода тепла на шпалах перед фиксацией участка рельса на шпалах. Как было указано выше, приподнятие участка рельса в зоне нагрева позволяет лучше окружить рельс во время его нагрева не только сверху, но и с боков и, если применимо, снизу, чтобы обеспечить равномерный подвод тепла по периферии участка рельса и минимизировать потери. Тот факт, что зона нагрева находится на удалении от пути, и, в частности, от шпал, дает возможность, если это применимо, использовать повышенную мощность нагрева без какого-либо риска повреждения пути. [0027] The heating module vehicle preferably comprises means for raising the rail section located in the heating zone with respect to the track and means for positioning the rail section after applying heat to the sleepers before fixing the rail section to the sleepers. As mentioned above, raising the rail section in the heating zone allows better surrounding the rail during heating, not only from above, but also from the sides and, if applicable, from below, in order to ensure uniform heat supply around the periphery of the rail section and minimize losses. The fact that the heating zone is located at a distance from the track, and in particular from the sleepers, makes it possible, if applicable, to use an increased heating power without any risk of damaging the track.

[0028] Согласно одному варианту осуществления нагревательный модуль содержит по меньшей мере два нагревательных блока, которые выровнены в направлении рабочего хода, образуя зону нагрева. Нагревательный модуль предпочтительно содержит направляющие для обеспечения направления участка рельса в зоне нагрева направляемого нагревательного модуля, причем эти направляющие предпочтительно содержат ролики, которые катятся по участку рельса. [0028] According to one embodiment, the heating module comprises at least two heating blocks that are aligned in the direction of the power stroke to form a heating zone. The heating module preferably includes guides for guiding the rail section in the heating zone of the guided heating module, which guides preferably include rollers that roll on the rail section.

[0029] Конечно, мощность нагрева необходимо модулировать в зависимости от внешних условий, чтобы достичь требуемой заданной температуры рельса. [0029] Of course, the heating power must be modulated depending on the external conditions in order to achieve the desired target temperature of the rail.

[0030] Согласно одному варианту осуществления множество электрических ламп инфракрасного излучения включает по меньшей мере две электрические лампы инфракрасного излучения, предпочтительно по меньшей мере четыре электрические лампы инфракрасного излучения и наиболее предпочтительно большее количество таких ламп. [0030] According to one embodiment, the plurality of infrared lamps includes at least two infrared lamps, preferably at least four infrared lamps, and most preferably more such lamps.

[0031] Если применимо, можно модулировать множество включенных электрических ламп инфракрасного излучения в зависимости от одного или более параметров управления. [0031] If applicable, it is possible to modulate a plurality of infrared light bulbs on depending on one or more control parameters.

[0032] Параметр или параметры управления предпочтительно включают один или более из следующих измеренных или оцененных параметров: температуру участка рельса перед нагревом, температуру участка рельса после нагрева, температуру участка рельса во время нагрева, температуру внешней среды, скорость перемещения транспортного средства нагревательного модуля, скорость перемещения рельса относительно нагревательного устройства, продолжительность нагрева, отклонение между заданной температурой и измеренной температурой участка рельса перед нагревом, отклонение между заданной температурой и измеренной температурой участка рельса после нагрева, отклонение между заданной температурой и измеренной температурой участка рельса во время подвода тепла, влажность окружающей среды или скорость ветра. В частности, может быть выполнена одна или более из следующих процедур: [0032] The control parameter or parameters preferably include one or more of the following measured or estimated parameters: temperature of the rail section before heating, temperature of the rail section after heating, temperature of the rail section during heating, ambient temperature, vehicle speed of the heating module, speed rail movement relative to the heating device, heating duration, deviation between the set temperature and the measured temperature of the rail section before heating, the deviation between the set temperature and the measured temperature of the rail section after heating, the deviation between the set temperature and the measured temperature of the rail section during heat supply, ambient humidity or wind speed. In particular, one or more of the following procedures may be performed:

- измерение по меньшей мере одной температуры участка рельса после подвода тепла с помощью датчика температуры, расположенного в области выхода зоны нагрева или за зоной нагрева в направлении укладки;- measurement of at least one temperature of the rail section after heat supply by means of a temperature sensor located in the region of the outlet of the heating zone or behind the heating zone in the laying direction;

- измерение по меньшей мере одной температуры участка рельса перед подводом тепла с помощью датчика температуры, расположенного в области входа зоны нагрева или перед зоной нагрева в направлении укладки;- measuring at least one temperature of the rail section before the heat supply by means of a temperature sensor located in the area of the entrance of the heating zone or in front of the heating zone in the laying direction;

- измерение по меньшей мере одной температуры участка рельса во время подвода тепла с помощью датчика температуры, расположенного в зоне нагрева.- measuring at least one temperature of the rail section during heat supply by means of a temperature sensor located in the heating zone.

[0033] Чтобы достичь воспроизводимого позиционирования участка рельса, подлежащего фиксации, проходящего через зону нагрева, можно, в частности, выполнить одну или более из следующих процедур: [0033] In order to achieve a reproducible positioning of the section of the rail to be fixed passing through the heating zone, one or more of the following procedures can be performed in particular:

- направление участка рельса относительно рамы шасси транспортного средства нагревательного модуля таким образом, чтобы участок рельса проходил через зону нагрева во время перемещения транспортного средства нагревательного модуля;guiding the rail section relative to the chassis frame of the heating module vehicle so that the rail section passes through the heating zone during the movement of the heating module vehicle;

- направление нагревательного модуля относительно рамы шасси транспортного средства нагревательного модуля таким образом, чтобы участок рельса проходил через зону нагрева во время перемещения транспортного средства нагревательного модуля;guiding the heating module relative to the chassis frame of the heating module vehicle so that the rail section passes through the heating zone during the movement of the heating module vehicle;

- направление нагревательного модуля относительно участка рельса и, предпочтительно, обеспечение качения нагревательного модуля по участку рельса таким образом, чтобы участок рельса проходил через зону нагрева во время перемещения транспортного средства нагревательного модуля.guiding the heating module relative to the rail section, and preferably causing the heating module to roll over the rail section so that the rail section passes through the heating zone during movement of the heating module vehicle.

[0034] Согласно одному варианту осуществления перемещение транспортного средства нагревательного модуля в направлении укладки происходит без остановки. [0034] According to one embodiment, the movement of the heating module vehicle in the paving direction occurs without stopping.

[0035] Настоящее изобретение, в частности, может быть реализовано при первой укладке нового пути, а также при восстановлении или обновлении. В частности, и согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения. [0035] The present invention, in particular, can be implemented when laying a new path for the first time, as well as when restoring or updating. In particular, and according to a preferred aspect of the present invention.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0036] Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятными из нижеследующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: [0036] Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, in which:

[Фиг. 1]: представлен схематический вид площадки для укладки рельса железнодорожного пути с использованием нагревательного устройства согласно настоящему изобретению;[Fig. 1] shows a schematic view of a railroad track laying site using a heating device according to the present invention;

[Фиг. 2]: представлен подробный схематический вид участка по фиг. 1, изображающий нагрев рельса, подлежащего фиксации, с использованием нагревательного устройства согласно настоящему изобретению;[Fig. 2] shows a detailed schematic view of the area of FIG. 1 showing the heating of a rail to be fixed using a heating device according to the present invention;

[Фиг. 3]: представлен схематический вид снизу нагревательного модуля нагревательного устройства согласно настоящему изобретению;[Fig. 3] is a schematic bottom view of a heating module of a heating device according to the present invention;

[Фиг. 4]: представлен схематический вид спереди нагревательного модуля по фиг. 3;[Fig. 4] is a schematic front view of the heating module of FIG. 3;

[Фиг. 5]: представлен схематический вид, изображающий систему управления нагревательным модулем по фиг. 3 и 4;[Fig. 5] is a schematic view showing the control system of the heating module of FIG. 3 and 4;

[Фиг. 6]: представлен схематический вид спереди лампы инфракрасного излучения нагревательного модуля согласно первому варианту;[Fig. 6] is a schematic front view of the infrared lamp of the heating unit according to the first embodiment;

[Фиг. 7]: представлен схематический вид спереди нагревательного модуля согласно второму варианту;[Fig. 7]: a schematic front view of the heating module according to the second embodiment is shown;

[Фиг. 8]: представлен схематический вид спереди нагревательного модуля согласно третьему варианту.[Fig. 8]: a schematic front view of the heating module according to the third embodiment is shown.

[0037] Для большей ясности идентичные или аналогичные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями на всех фигурах.[0037] For greater clarity, identical or similar elements are designated by the same reference numerals throughout the figures.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

[0038] На фиг. 1 представлен общий вид площадки для замены железнодорожного пути 2, на которой с помощью рабочего поезда 4 (показан частично) старые рельсы 6 (передний сектор) и старые шпалы 8 снимают и заменяют на новые шпалы 10 и новые рельсы 12, причем указанные операции выполняют непрерывно по мере продвижения поезда в рабочем направлении 100. Рабочий поезд 4 состоит из вагонов 16, расположенных на тележках 18, 20, которые катятся по старым рельсам 6 в передней части рабочего поезда 4 и по новым рельсам 12 в задней части рабочего поезда 4. Средняя часть рабочего поезда 4, в свою очередь, опирается на гусеничные ленты 22, которые при отсутствии рельсов на пути 2 в этой части площадки катятся непосредственно по старым шпалам 8 перед их снятием. [0038] FIG. 1 shows a general view of the site for the replacement of the railway track 2, on which, with the help of a working train 4 (partially shown), the old rails 6 (front sector) and the old sleepers 8 are removed and replaced with new sleepers 10 and new rails 12, and these operations are performed continuously as the train moves in the working direction 100. The working train 4 consists of cars 16 located on bogies 18, 20, which roll along the old rails 6 in front of the working train 4 and along the new rails 12 at the rear of the working train 4. The middle part the working train 4, in turn, rests on caterpillar tracks 22, which, in the absence of rails on the track 2 in this part of the site, roll directly on the old sleepers 8 before they are removed.

[0039] На переднем участке площадки с помощью инструментов старые рельсы 6 отделяют от шпал 8. Постепенно в ходе разборки старые рельсы 6 поднимают и размещают на балласте 24 сбоку пути. На переднем участке площадки старые шпалы 8 открыты, что позволяет продолжать их снятие с помощью набора инструментов для снятия и их замену на новые шпалы 10 с помощью набора инструментов для укладки. Новые рельсы 12, которые перед прохождением рабочего поезда 4 были размещены на грунте по обе стороны пути 2, поднимают и позиционируют, придерживаясь требуемой геометрической конфигурации пути 2, перед укладкой на новые шпалы 10. Окончательную фиксацию новых рельсов 12 осуществляют с помощью скоб после прохождения рабочего поезда 4. [0039] At the front section of the site, using tools, the old rails 6 are separated from the sleepers 8. Gradually, during disassembly, the old rails 6 are lifted and placed on the ballast 24 at the side of the track. At the front section of the site, the old sleepers 8 are open, allowing them to continue to be removed with a removal tool kit and replaced with new sleepers 10 using a laying tool kit. The new rails 12, which before the passage of the working train 4 were placed on the ground on both sides of the track 2, are lifted and positioned, adhering to the required geometric configuration of the track 2, before laying on the new sleepers 10. The final fixation of the new rails 12 is carried out using brackets after the passage of the working trains 4.

[0040] Чтобы предотвратить или ограничить риск ухудшения состояния пути, который может быть вызван изменением размеров рельсов 12 под действием более суровых климатических или метеорологических условий, предусматривается окончательная фиксация новых или восстановленных рельсов 12 на шпалах путем доведения указанных металлических профилей до средней температуры для местоположения укладки, которое называют «предварительной нейтрализацией» или «нейтрализацией». [0040] In order to prevent or limit the risk of deterioration of the track, which may be caused by a change in the dimensions of the rails 12 under the influence of more severe climatic or meteorological conditions, the final fixation of new or restored rails 12 on the sleepers is provided by bringing these metal profiles to an average temperature for the laying location. , which is called "pre-neutralization" or "neutralization".

[0041] Для этого участок нового или восстановленного рельса 12, подлежащего укладке, доводят до заданной температуры в зоне 28 тепловой обработки, расположенной раньше по ходу перемещения относительно зоны 30 фиксации указанного участка рельса и рядом с ней на одной или более шпалах 10. Если работы на площадке выполняют в момент, когда температура окружающей среды ниже, чем заданная температура, называемая температурой «предварительной нейтрализации» или «нейтрализации», указанное регулирование включает нагрев рельса, при этом зона 28 тепловой обработки, таким образом, является зоной нагрева. [0041] For this, the section of the new or restored rail 12 to be laid is brought to a predetermined temperature in the heat treatment zone 28 located earlier in the direction of travel relative to the fixation zone 30 of the specified rail section and next to it on one or more sleepers 10. If work on site is performed at a time when the ambient temperature is lower than the set temperature, referred to as the "pre-neutralization" or "neutralization" temperature, said regulation includes heating the rail, with the heat treatment zone 28 thus being the heating zone.

[0042] Для этой цели согласно настоящему изобретению предлагается использовать нагревательное устройство 32, которое схематично показано на фиг. 2-4 и функционирование которого главным образом основано на тепловом излучении в ближней инфракрасной области спектра. Нагревательное устройство 32 содержит по меньшей мере один нагревательный модуль 34, который установлен в одном из вагонов 16 рабочего поезда 4. Каждый нагревательный модуль состоит по меньшей мере из одного, а предпочтительно, как показано на фиг. 3, по меньшей мере из двух нагревательных блоков 36, образующих продольную зону 28 нагрева, которая расположена на расстоянии от пути и ориентирована в направлении 200 рабочего хода, предпочтительно параллельно направлению 100 укладки, осуществляемой рабочим поездом 4. Зона 28 нагрева открыта на переднем конце 38 и на заднем конце 40, чтобы участок рельса 12 мог входить в нее через один конец 38 и выходить через другой конец 40. Два нагревательных блока 36 расположены один за другим вдоль зоны нагрева и каждый из них по меньшей мере частично окружает зону 28 нагрева. [0042] For this purpose, according to the present invention, it is proposed to use a heating device 32, which is schematically shown in FIG. 2-4 and whose operation is mainly based on thermal radiation in the near infrared region of the spectrum. The heating device 32 comprises at least one heating module 34 which is installed in one of the wagons 16 of the work train 4. Each heating module consists of at least one, and preferably, as shown in FIG. 3, at least two heating blocks 36 forming a longitudinal heating zone 28 which is located at a distance from the track and oriented in the working direction 200, preferably parallel to the laying direction 100 of the working train 4. The heating zone 28 is open at the front end 38 and at the rear end 40 so that the section of the rail 12 can enter it through one end 38 and exit through the other end 40. Two heating blocks 36 are located one after the other along the heating zone and each of them at least partially surrounds the heating zone 28.

[0043] Каждый нагревательный блок 36 содержит множество электрических ламп 42 инфракрасного излучения, которые распределены по периферии зоны 28 нагрева и ориентированы по направлению к зоне 28 нагрева. Каждая из электрических ламп 42 содержит трубку 44, которая ориентирована параллельно направлению 200 рабочего хода и охватывает по меньшей мере одну нить 46 накала. Нить 46 накала представляет собой источник излучения, который выполнен с возможностью испускания излучения в ближней инфракрасной области спектра, имеющего максимальную спектральную плотность распределения мощности для длины волны менее 2 мкм, предпочтительно менее 1,4 мкм, наиболее предпочтительно менее 1,2 мкм. Внутренняя вогнутая поверхность трубки, которая покрыта материалом с высокой отражающей способностью, образует первый отражатель 48, который ориентирован таким образом, чтобы отражать излучение, испускаемое источником 46 излучения, по направлению к зоне 28 нагрева, причем нить или нити 46 накала расположены между первичным отражателем 48 и зоной нагрева 28, непосредственно напротив зоны 28 нагрева. В поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной направлению рабочего хода, первичный отражатель может иметь постоянный радиус кривизны. Однако согласно различным вариантам осуществления может быть использован отражатель, имеющий параболический, эллиптический или многофокусный профиль в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной направлению 200 рабочего хода. Таким образом, нить 46 накала предпочтительно проходит через фокус параболы или эллипса. [0043] Each heating block 36 includes a plurality of electric lamps 42 infrared radiation, which are distributed around the periphery of the zone 28 of the heating and oriented towards the zone 28 of the heating. Each of the electric lamps 42 includes a tube 44 which is oriented parallel to the stroke direction 200 and surrounds at least one filament 46. The filament 46 is a radiation source that is configured to emit radiation in the near infrared region of the spectrum having a maximum spectral power distribution density for a wavelength of less than 2 microns, preferably less than 1.4 microns, most preferably less than 1.2 microns. The inner concave surface of the tube, which is coated with a highly reflective material, forms a first reflector 48, which is oriented so as to reflect the radiation emitted by the radiation source 46 towards the heating zone 28, with the filament or filaments 46 located between the primary reflector 48 and a heating zone 28 directly opposite the heating zone 28. In cross section in a plane perpendicular to the direction of the working stroke, the primary reflector may have a constant radius of curvature. However, in various embodiments, a reflector having a parabolic, elliptical, or multifocal cross-sectional profile in a plane perpendicular to stroke direction 200 may be used. Thus, the filament 46 preferably passes through the focus of the parabola or ellipse.

[0044] Электрические лампы 42 инфракрасного излучения соединены друг с другом или расположены на расстоянии друг от друга и каждая из них проходит параллельно направлению 200 рабочего хода. Каждый нагревательный блок 36 дополнительно содержит вторичный отражатель 50, который имеет вогнутую цилиндрическую отражающую поверхность из полированного алюминия, которая окружает зону 28 нагрева и электрические лампы 42 инфракрасного излучения. Вторичный отражатель 50 может представлять собой полный цилиндр, который полностью окружает зону 28 нагрева. В качестве альтернативы, если желательно сохранить доступ к рельсу для его направления, указанный отражатель может представлять собой часть цилиндра, которая покрывает угол α более 180°, а предпочтительно более 240°, в плоскости сечения, перпендикулярной направлению 200 рабочего хода. Радиус кривизны вторичного отражателя 50 в плоскости сечения, перпендикулярной направлению рабочего хода, предпочтительно находится в диапазоне от 70 мм до 160 мм. Длина электрических ламп 42 инфракрасного излучения и вторичного отражателя 50, измеренная параллельно направлению 200 рабочего хода, предпочтительно превышает 80 см. [0044] Electric lamps 42 infrared radiation connected to each other or located at a distance from each other, and each of them runs parallel to the direction 200 of the stroke. Each heating block 36 further comprises a secondary reflector 50 which has a concave cylindrical polished aluminum reflective surface that surrounds the heating zone 28 and the infrared light bulbs 42. The secondary reflector 50 may be a complete cylinder that completely surrounds the heating zone 28. Alternatively, if it is desired to retain access to the rail to guide it, said reflector may be a part of a cylinder that covers an angle α of more than 180°, and preferably more than 240°, in a sectional plane perpendicular to the stroke direction 200. The radius of curvature of the secondary reflector 50 in a sectional plane perpendicular to the direction of the stroke is preferably in the range of 70 mm to 160 mm. The length of the infrared light bulbs 42 and the secondary reflector 50, measured parallel to the stroke direction 200, preferably exceeds 80 cm.

[0045] На входе 38 и на выходе 40 зоны 28 нагрева нагревательного устройства предусмотрены направляющие 52 для обеспечения направления рельса 12 в зоне 28 нагрева. В этом предпочтительном варианте осуществления участок рельса 12, проходящий через зону 28 нагрева, приподнят, т.е. расположен выше в вертикальном направлении на расстоянии от его конечного положения в конце процесса укладки. Сам нагревательный модуль 34 может содержать один или более исполнительных механизмов 54 или пассивный механизм позиционирования для обеспечения его правильного позиционирования относительно рельса 12 и для компенсации отклонения при позиционировании транспортного средства 16 нагревательных блоков 36 относительно требуемой траектории пути. Направляющие 52 предпочтительно содержат ролики, которые катятся по рельсу 12 и, если применимо, поддерживают нагревательный модуль 34. [0045] At the inlet 38 and outlet 40 of the heating zone 28 of the heating device, guides 52 are provided to guide the rail 12 in the heating zone 28. In this preferred embodiment, the section of rail 12 passing through the heating zone 28 is raised, i.e. located higher in the vertical direction at a distance from its final position at the end of the laying process. The heater module 34 itself may include one or more actuators 54 or a passive positioning mechanism to ensure it is correctly positioned relative to the rail 12 and to compensate for deviations in the positioning of the vehicle 16 of the heater blocks 36 relative to the desired track path. The guides 52 preferably include rollers that roll on the rail 12 and, if applicable, support the heating module 34.

[0046] Датчики 56 температуры расположены на входе 38 зоны 28 нагрева, внутри зоны 28 нагрева и на выходе 40 зоны 28 нагрева и, если применимо, непосредственно вблизи зоны 30 фиксации. Указанные датчики 56 температуры подключены к блоку управления 58, показанному на фиг. 5, который также принимает сигналы других датчиков 60, например: датчика скорости транспортного средства 16 нагревательных блоков 36, датчика скорости рельса, подлежащего фиксации, датчика температуры окружающей среды, датчика атмосферного давления и/или датчика влажности окружающей среды. Таким образом, блок 58 управления выполнен с возможностью измерения, оценки или вычисления одного или более из следующих параметров: температуры участка рельса, подлежащего фиксации перед нагревом, температуры участка рельса, подлежащего фиксации после нагрева, температуры участка рельса, подлежащего фиксации во время нагрева, температуры окружающей среды, скорости перемещения транспортного средства нагревательных блоков 16, скорости перемещения рельса относительно нагревательного устройства, количества тепла, передаваемого участку рельса, нагревательным устройством. [0046] The temperature sensors 56 are located at the entrance 38 of the heating zone 28, inside the heating zone 28 and at the exit 40 of the heating zone 28 and, if applicable, immediately adjacent to the fixation zone 30. These temperature sensors 56 are connected to the control unit 58 shown in FIG. 5, which also receives signals from other sensors 60, for example: a vehicle speed sensor 16 of heating blocks 36, a rail speed sensor to be fixed, an ambient temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, and/or an ambient humidity sensor. Thus, the control unit 58 is configured to measure, evaluate or calculate one or more of the following parameters: the temperature of the rail section to be fixed before heating, the temperature of the rail section to be fixed after heating, the temperature of the rail section to be fixed during heating, the temperature the environment, the speed of movement of the vehicle of the heating blocks 16, the speed of movement of the rail relative to the heating device, the amount of heat transferred to the section of the rail, the heating device.

[0047] Кроме того, блок 58 управления хранит в запоминающем устройстве заданное значение температуры, которая может быть получена или запрограммирована, и представляет собой температуру «предварительной нейтрализации» для достижения температуры «нейтрализации», которую необходимо обеспечить в зоне 30 фиксации, что позволяет, если применимо, определять отклонение между заданной температурой и измеренной температурой участка рельса, подлежащего фиксации, перед нагревом, отклонение между заданной температурой и измеренной температурой участка рельса, подлежащего фиксации, после нагрева, или отклонение между заданной температурой и измеренной температурой участка рельса, подлежащего фиксации, во время нагрева. [0047] In addition, the control unit 58 stores in the memory the temperature setpoint, which can be obtained or programmed, and is the "pre-neutralization" temperature to achieve the "neutralization" temperature that must be provided in the fixation zone 30, which allows, if applicable, determine the deviation between the set temperature and the measured temperature of the rail section to be fixed before heating, the deviation between the set temperature and the measured temperature of the rail section to be fixed after heating, or the deviation between the set temperature and the measured temperature of the rail section to be fixed, during heating.

[0048] И наконец, блок 58 управления подключен к источнику 62 питания (источнику напряжения или источнику переменного или постоянного тока), который связан с устройством 64 для модуляции, выполненным с возможностью модуляции мощности электропитания электрических ламп 42 инфракрасного излучения. [0048] Finally, the control unit 58 is connected to a power source 62 (voltage source or AC or DC source), which is connected to a modulation device 64 configured to modulate the power supply of the infrared light bulbs 42.

[0049] Таким образом, можно относительно непрерывно модулировать электрическую мощность каждой электрической лампы 42 инфракрасного излучения в некотором диапазоне относительно номинального значения, например, от 10% до 100% максимального значения, изменяя амплитуду и/или частоту тока и/или напряжения питания на устройстве 58 для модуляции. Вне этого диапазона модуляции большие вариации могут быть получены путем полного выключения некоторых ламп 42 или всего нагревательного блока 36. [0049] Thus, it is possible to relatively continuously modulate the electrical power of each electric lamp 42 of infrared radiation in a certain range relative to the nominal value, for example, from 10% to 100% of the maximum value, changing the amplitude and/or frequency of the current and/or supply voltage on the device 58 for modulation. Outside this modulation range, large variations can be obtained by completely turning off some of the lamps 42 or the entire heater block 36.

[0050] Когда транспортное средство 16 нагревательных блоков 36 продвигается в направлении 100 укладки, рельс 12, подлежащий фиксации, перемещается по отношению к нагревательному устройству 28 в противоположном направлении и направляется таким образом, что в каждый момент времени приподнятый участок 12 рельса, подлежащего фиксации, проходит через зону 28 нагрева. Если применимо, положение нагревательного модуля 34 регулируют с помощью исполнительных механизмов 54 или механизма позиционирования. Обеспечивают, чтобы электрические лампы 42 инфракрасного излучения находились вблизи участка 12 рельса, подлежащего фиксации, предпочтительно на расстоянии менее 20 см, предпочтительно менее 10 см, но без соприкосновения. [0050] When the vehicle 16 of the heater blocks 36 advances in the laying direction 100, the rail 12 to be fixed moves with respect to the heater 28 in the opposite direction and is guided in such a way that at each time the raised section 12 of the rail to be fixed passes through the zone 28 heating. If applicable, the position of the heating module 34 is controlled by the actuators 54 or the positioning mechanism. It is ensured that the infrared electric lamps 42 are close to the rail section 12 to be fixed, preferably at a distance of less than 20 cm, preferably less than 10 cm, but without contact.

[0051] Таким образом, обеспечивают, чтобы в каждый момент времени и в зависимости от продвижения транспортного средства 16 нагревательных блоков 36 участок 12 рельса, подлежащий фиксации, проходил через зону 28 нагрева, в которой он нагревается нагревательным блоком 36 перед выходом из зоны 28 нагрева и транспортировкой по направлению к зоне 30 фиксации, в которой его укладывают на шпалы 10 железнодорожного пути. [0051] In this way, it is ensured that at each moment of time and depending on the progress of the vehicle 16 of the heating blocks 36, the section 12 of the rail to be fixed passes through the heating zone 28, in which it is heated by the heating block 36 before leaving the heating zone 28 and transportation towards the fixation zone 30, in which it is placed on the sleepers 10 of the railway track.

[0052] Блок 54 управления определяет с помощью алгоритма вычисления и на основе всех или некоторых из упомянутых выше параметров количество электрических ламп 42 инфракрасного излучения и/или электрическую мощность, необходимую для нагрева рельса 12, подлежащего фиксации. [0052] The control unit 54 determines, by means of a calculation algorithm, and based on all or some of the parameters mentioned above, the number of infrared lamps 42 and/or the electric power required to heat the rail 12 to be fixed.

[0053] Посредством концентрации инфракрасного излучения в ближней инфракрасной области спектра таким образом, чтобы оно находилось в области высокого поглощения излучения рельсом, и размещения вторичного отражателя таким образом, чтобы обеспечить отражение по меньшей мере 50% непоглощенного излучения по направлению к зоне нагрева, обеспечено значительное повышение мощности устройства. Размещение ламп инфракрасного излучения на небольшом расстоянии от центральной оси зоны нагрева и вокруг зоны нагрева позволяет ограничить передачу тепла за счет конвекции. [0053] By concentrating the near infrared radiation so that it is in the region of high radiation absorption by the rail, and arranging the secondary reflector so as to ensure that at least 50% of the unabsorbed radiation is reflected towards the heating zone, significant increasing the power of the device. Placing infrared lamps at a small distance from the central axis of the heating zone and around the heating zone allows you to limit the transfer of heat due to convection.

[0054] Перемещение транспортного средства нагревательных блоков в направлении укладки предпочтительно осуществляют без остановки со скоростью, которая на практике превышает 30 мм/с, предпочтительно превышает 100 мм/с. [0054] The movement of the vehicle of the heating blocks in the laying direction is preferably carried out without stopping at a speed that in practice exceeds 30 mm/s, preferably exceeds 100 mm/s.

[0055] Конечно, аспекты, показанные на чертежах и рассмотренные выше, представлены исключительно в качестве примера и не являются ограничивающими. [0055] Of course, the aspects shown in the drawings and discussed above are by way of example only and are not limiting.

[0056] Каждая из электрических ламп может содержать более одной нити накала. В частности, могут быть использованы электрические лампы инфракрасного излучения, называемые сдвоенными, которые состоят из двух соединенных между собой трубок и общего первичного отражателя, как показано на фиг. 6. [0056] Each of the electric lamps may contain more than one filament. In particular, electric infrared lamps, referred to as twin lamps, can be used, which consist of two interconnected tubes and a common primary reflector, as shown in FIG. 6.

[0057] Вторичный отражатель может быть расположен на том же расстоянии от центральной оси зоны нагрева, что и лампы, и может проходить между лампами таким образом, чтобы вместе с первичными отражателями образовывать квазинепрерывную отражающую поверхность, за пределы которой не может выходить излучение. Для этой цели может быть применен вторичный отражатель 50, в стенке которого имеются вырезы 150 для установки электрических ламп 42 инфракрасного излучения, как показано на фиг. 7. В качестве альтернативы может быть использован вторичный отражатель 50, в стенке которого образованы углубления 250, например, путем вырубки или штамповки, предназначенные для размещения электрических ламп 42 инфракрасного излучения, как показано на фиг. 8. [0057] The secondary reflector may be located at the same distance from the central axis of the heating zone as the lamps, and may extend between the lamps in such a way that, together with the primary reflectors, form a quasi-continuous reflective surface, beyond which radiation cannot escape. For this purpose, a secondary reflector 50 can be used, in the wall of which there are cutouts 150 for receiving electric lamps 42 of infrared radiation, as shown in FIG. 7. Alternatively, a secondary reflector 50 may be used in which recesses 250 are formed, for example by punching or stamping, to receive electric lamps 42 of infrared radiation, as shown in FIG. 8.

[0058] Количество электрических ламп 42 инфракрасного излучения и их расположение в каждом нагревательном блоке 36 может отличаться. В частности, можно использовать приподнятие участка рельса 12, проходящего через зону 28 нагрева, для ориентирования по меньшей мере части теплового излучения таким образом, чтобы достичь нижней поверхности рельса, как показано на фиг. 7 и 8. В этом отношении приведены некоторые положения. Кроме того, предпочтительно применять множество нагревательных блоков 36, расположенных в ряд в продольном направлении перемещения транспортного средства, как показано на фиг. 3, или даже множество нагревательных модулей 34, как показано на фиг. 2, для обеспечения постепенного нагрева в несколько ступеней или для достижения большей мощности нагрева. Нагревательные модули 34, расположенные в ряд, могут быть размещены непосредственно рядом друг с другом или разделены изотермическими изолирующими участками. Они также могут быть разделены участками открытого воздуха. [0058] The number of electric lamps 42 infrared radiation and their location in each heating block 36 may vary. In particular, the elevation of the section of rail 12 passing through the heating zone 28 can be used to orient at least a portion of the thermal radiation so as to reach the lower surface of the rail, as shown in FIG. 7 and 8. Some provisions are given in this regard. In addition, it is preferable to use a plurality of heating blocks 36 arranged in a row in the longitudinal direction of the vehicle as shown in FIG. 3, or even a plurality of heating modules 34 as shown in FIG. 2, to achieve gradual heating in several steps or to achieve a higher heating power. Heating modules 34 arranged in a row can be placed directly next to each other or separated by isothermal insulating sections. They can also be separated by open air areas.

[0059] Транспортное средство для нагревательного модуля может представлять собой вагон 16 рабочего поезда 4. Оно также может представлять собой автономное транспортное средство на колесах или гусеницах, выполненное с возможностью перемещения по пути. [0059] The vehicle for the heating module may be a car 16 of the work train 4. It may also be an autonomous vehicle on wheels or tracks, configured to move along the track.

[0060] Если применимо, только некоторые из электрических ламп 42 инфракрасного излучения могут быть оборудованы устройством 64 для модуляции. [0060] If applicable, only some of the electric lamps 42 infrared radiation may be equipped with a device 64 for modulation.

[0061] Кроме того, возможно обеспечить, чтобы устройства 64 для модуляции работали не равномерно, а работали в режиме «полная мощность/выключение», выключая или включая электрические лампы 42 инфракрасного излучения в соответствии с необходимостью. Кроме того, может быть предусмотрен импульсный режим работы, при котором некоторые из электрических ламп 42 инфракрасного излучения светятся с некоторой периодичностью. Кроме того, может быть предусмотрено шарнирное крепление нагревательных блоков 36, позволяющее быстрого перемещать их в направлении от зоны 28 нагрева, когда требуется уменьшить количество тепла, подаваемого на рельс 12, подлежащий укладке. [0061] In addition, it is possible to ensure that the modulation devices 64 do not operate uniformly, but operate in a "full power/off" mode, turning off or on the infrared lamps 42 according to need. In addition, a pulsed mode of operation may be provided in which some of the infrared light bulbs 42 are lit at intervals. In addition, the heating blocks 36 may be hinged to allow them to be quickly moved away from the heating zone 28 when it is desired to reduce the amount of heat supplied to the rail 12 to be laid.

[0062] Благодаря очень малому времени отклика электрических ламп 42 инфракрасного излучения способ согласно настоящему изобретению может быть реализован не только для выполнения предварительной тепловой нейтрализации, но также для непосредственной точной тепловой нейтрализации. [0062] Due to the very fast response time of the infrared electric lamps 42, the method according to the present invention can be implemented not only to perform pre-thermal neutralization, but also for direct precise thermal neutralization.

[0063] Направление 200 рабочего хода рельса 12 в зоне 28 нагрева может быть немного наклонным по отношению к направлению 100 укладки, при этом оставаясь в основном параллельным вертикальной продольной плоскости. [0063] The stroke direction 200 of the rail 12 in the heating zone 28 may be slightly oblique with respect to the stacking direction 100 while remaining substantially parallel to the vertical longitudinal plane.

[0064] В одном варианте операцию нагрева рельса 12, подлежащего фиксации, могут осуществлять, когда рельс 12, подлежащий фиксации, уже уложен на шпалы. [0064] In one embodiment, the operation of heating the rail 12 to be fixed may be carried out when the rail 12 to be fixed has already been placed on the sleepers.

[0065] Режим нагрева рельсов, который был описан выше для обновления железнодорожного пути, замены рельсов также применяется при обновлении пути с заменой старых рельсов или для первой укладки. [0065] The rail heating mode that was described above for railroad track renovation, rail replacement is also applied in rail track renovation or first laying.

Claims (15)

1. Передвижное устройство для нагрева рельса (12) железнодорожного пути (2), содержащее: по меньшей мере один нагревательный модуль (34), содержащий по меньшей мере одну зону (28) нагрева и по меньшей мере один источник (46) теплового излучения, который ориентирован по направлению к зоне (28) нагрева; и транспортное средство (16) для транспортировки нагревательного модуля (34), которое выполнено с возможностью перемещения по железнодорожному пути (2) в направлении (100) укладки таким образом, чтобы в каждый момент времени участок рельса (12) железнодорожного пути (2), не зафиксированный на шпале (8, 10) железнодорожного пути (2), проходил через зону (28) нагрева в направлении (200) рабочего хода; причем нагревательный модуль содержит по меньшей мере один нагревательный блок (36), отличающееся тем, что нагревательный блок (36) содержит множество электрических ламп (42) инфракрасного излучения, которые распределены по периферии зоны (28) нагрева и ориентированы по направлению к зоне (28) нагрева, причем каждая из электрических ламп (42) инфракрасного излучения содержит по меньшей мере один источник (46) излучения, который выполнен с возможностью испускания инфракрасного излучения, имеющего максимальную спектральную плотность распределения мощности для длины волны менее 2 мкм, и по меньшей мере один первичный отражатель (48), который ориентирован таким образом, чтобы отражать инфракрасное излучение, испускаемое источником (46) излучения, по направлению к зоне (28) нагрева, причем источник (46) излучения расположен между первичным отражателем (48) и зоной (28) нагрева, непосредственно напротив зоны (28) нагрева, а нагревательный блок (36) дополнительно содержит вторичный отражатель (50), имеющий вогнутую отражающую поверхность, окружающую зону (28) нагрева, и выполненный с возможностью возврата отраженных лучей, проходящих между электрическими лампами (42) инфракрасного излучения, по направлению к зоне (28) нагрева.1. A mobile device for heating a rail (12) of a railway track (2), containing: at least one heating module (34), containing at least one heating zone (28) and at least one source (46) of thermal radiation, which is oriented towards the heating zone (28); and a vehicle (16) for transporting the heating module (34), which is configured to move along the railway track (2) in the laying direction (100) so that at each moment of time the rail section (12) of the railway track (2), not fixed on the sleeper (8, 10) of the railway track (2), passed through the heating zone (28) in the direction (200) of the working stroke; moreover, the heating module contains at least one heating block (36), characterized in that the heating block (36) contains a plurality of electric lamps (42) of infrared radiation, which are distributed along the periphery of the heating zone (28) and oriented towards the zone (28 ) heating, each of the electric lamps (42) of infrared radiation contains at least one source (46) of radiation, which is configured to emit infrared radiation having a maximum spectral power distribution density for a wavelength of less than 2 μm, and at least one primary reflector (48), which is oriented in such a way as to reflect the infrared radiation emitted by the radiation source (46) towards the heating zone (28), and the radiation source (46) is located between the primary reflector (48) and zone (28) directly opposite the heating zone (28), and the heating unit (36) additionally contains a secondary reflector (50) having a concave reflective surface surrounding the heating zone (28) and configured to return the reflected rays passing between the electric lamps (42 ) infrared radiation, towards the heating zone (28). 2. Передвижное нагревательное устройство (32) по п. 1, отличающееся тем, что электрические лампы инфракрасного излучения являются трубчатыми и ориентированы параллельно направлению (200) рабочего хода.2. A movable heating device (32) according to claim 1, characterized in that the infrared electric lamps are tubular and oriented parallel to the stroke direction (200). 3. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной направлению рабочего хода, отражающая поверхность вторичного отражателя (50) имеет поперечное сечение в форме круговой дуги, имеющей угол более 180°, предпочтительно более 240°, или круглое сечение.3. A mobile heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the cross section in a plane perpendicular to the direction of the stroke, the reflective surface of the secondary reflector (50) has a cross section in the form of a circular arc having an angle of more than 180°, preferably more than 240°, or circular cross section. 4. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной направлению рабочего хода, отражающая поверхность вторичного отражателя (50) имеет радиус кривизны менее 160 мм, предпочтительно менее 120 мм и более 70 мм, предпочтительно более 100 мм.4. A movable heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that in cross section in a plane perpendicular to the direction of the stroke, the reflective surface of the secondary reflector (50) has a radius of curvature of less than 160 mm, preferably less than 120 mm and more than 70 mm, preferably more than 100 mm. 5. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что отражающую поверхность вторичного отражателя (50) изготавливают из полированного алюминия, серебра или золота.5. A mobile heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that the reflective surface of the secondary reflector (50) is made of polished aluminium, silver or gold. 6. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первичный отражатель (48) каждой из электрических ламп (42) инфракрасного излучения изготавливают из серебра или золота.6. A mobile heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that the primary reflector (48) of each of the infrared light bulbs (42) is made of silver or gold. 7. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первичный отражатель (48) каждой из электрических ламп (42) инфракрасного излучения имеет параболическую форму или же форму эллиптической или круговой дуги в поперечном сечении в плоскости сечения, перпендикулярной направлению (200) рабочего хода.7. A mobile heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that the primary reflector (48) of each of the electric lamps (42) of infrared radiation has a parabolic shape or the shape of an elliptical or circular arc in cross section in a section plane perpendicular to direction (200) of the stroke. 8. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что максимальная спектральная плотность распределения мощности наблюдается для длины волны более 0,7 мкм.8. A mobile heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that the maximum power spectral density is observed for a wavelength greater than 0.7 µm. 9. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что количество электрических ламп (42) инфракрасного излучения больше 2, предпочтительно больше 4.9. A mobile heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that the number of electric lamps (42) of infrared radiation is greater than 2, preferably greater than 4. 10. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что вторичный отражатель (50) окружает электрические лампы (42) инфракрасного излучения.10. Mobile heating device (32) according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that the secondary reflector (50) surrounds the electric lamps (42) of infrared radiation. 11. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что вторичный отражатель (50) проходит между электрическими лампами (42) инфракрасного излучения.11. Mobile heating device (32) according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that the secondary reflector (50) passes between the electric lamps (42) of infrared radiation. 12. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что транспортное средство (16) нагревательного модуля (34) содержит средства подъема участка рельса (12), расположенного в зоне (28) нагрева, по отношению к железнодорожному пути (2), а также средства позиционирования участка рельса (12) после подвода тепла на шпалах (10) железнодорожного пути (2) и для фиксации участка рельса на шпалах.12. Mobile heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that the vehicle (16) of the heating module (34) contains means for lifting the section of the rail (12) located in the heating zone (28) in relation to the railway track (2), as well as means for positioning the rail section (12) after heat supply on the sleepers (10) of the railway track (2) and for fixing the rail section on the sleepers. 13. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный модуль (34) содержит по меньшей мере два нагревательных блока (36), которые выровнены в направлении (200) рабочего хода, образуя зону (28) нагрева.13. A mobile heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating module (34) comprises at least two heating blocks (36) that are aligned in the direction (200) of the stroke, forming a heating zone (28) . 14. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный модуль содержит направляющие (52) для обеспечения направления участка рельса (12) в зоне нагрева направляемого нагревательного модуля, причем указанные направляющие предпочтительно содержат ролики, которые катятся по участку рельса.14. A movable heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating module comprises guides (52) for guiding a section of rail (12) in the heating zone of the guided heating module, said guides preferably comprising rollers that roll along rail section. 15. Передвижное нагревательное устройство (32) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что источник (46) излучения выполнен с возможностью испускания излучения в инфракрасной области спектра, имеющего максимальную спектральную плотность распределения мощности для длины волны менее 1,4 мкм, предпочтительно менее 1,2 мкм.15. A mobile heating device (32) according to any one of the preceding claims, characterized in that the radiation source (46) is configured to emit radiation in the infrared region of the spectrum, having a maximum spectral power distribution density for a wavelength of less than 1.4 μm, preferably less than 1.2 µm.
RU2021121935A 2019-02-21 2020-01-30 Mobile device for rail heating using electric infrared lamps and related heating method RU2793196C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1901736 2019-02-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021121935A RU2021121935A (en) 2023-03-21
RU2793196C2 true RU2793196C2 (en) 2023-03-29

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910601B2 (en) * 1978-02-15 1984-03-10 富士通株式会社 Microwave band circuit assembly structure
US6308635B1 (en) * 1998-09-24 2001-10-30 Kershaw Manufacturing Company Rail heating module and assembly
RU2495975C2 (en) * 2011-10-28 2013-10-20 Открытое акционерное общество Научно-внедренческий центр "Путевые машины" Method to extend continuous welded rail track lengths
WO2018215356A1 (en) * 2017-05-22 2018-11-29 Matisa Materiel Industriel Sa Method for laying a rail of a railway line

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910601B2 (en) * 1978-02-15 1984-03-10 富士通株式会社 Microwave band circuit assembly structure
US6308635B1 (en) * 1998-09-24 2001-10-30 Kershaw Manufacturing Company Rail heating module and assembly
RU2495975C2 (en) * 2011-10-28 2013-10-20 Открытое акционерное общество Научно-внедренческий центр "Путевые машины" Method to extend continuous welded rail track lengths
WO2018215356A1 (en) * 2017-05-22 2018-11-29 Matisa Materiel Industriel Sa Method for laying a rail of a railway line

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2007116167A (en) METHOD FOR SCRIBING FRAGILE MATERIAL AND SCRIBING DEVICE
US9018600B2 (en) UV LED curing assembly
JP5662022B2 (en) System and method for heating objects in a production line
US20100007061A1 (en) Method and installation for the production of containers
FI80099C (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER TORKNING AV ROERLIGT BANMATERIAL.
EP1386893A1 (en) Apparatus and method for curing a fiber, having at least two fiber coating curing stages
RU2793196C2 (en) Mobile device for rail heating using electric infrared lamps and related heating method
US20220042251A1 (en) Mobile device for heating a rail of a permanent way using infrared-radiation electric lamps, and associated heating method
EP3609642B1 (en) Apparatus for pre- and/or post-heating metal powders in an additive manufacturing process and additive manufacturing process
RU2727659C1 (en) Method of railroad laying
US6373025B1 (en) Apparatus and method for laser fusion bonding
CN102656002A (en) A method of heating a preform, a driving arrangement, a preform heating system and a computer program
EP2964446B1 (en) Heating system for pet-preforms
JP2000054761A (en) Glazing panel take-out method and equipment therefor
ES2031386T3 (en) TEMPLE PROCEDURE OF SUCH SIMPLE ELEMENTS IN SOLIDARITY WITH A COMMON SUPPORT AND REGULARLY SPACED BETWEEN YES AND DEVICE FOR THE PERFORMANCE OF THIS PROCEDURE.
ES2216395T3 (en) PROCEDURE AND DEVICE FOR THE THERMAL TREATMENT OF FRICTION LINING SURFACES.
RU2021121935A (en) MOBILE DEVICE FOR RAILWAY RAIL HEATING USING ELECTRIC INFRARED LAMPS AND RELATED HEATING METHOD
RU2776495C1 (en) Emitting system for irradiating multilayer glass panes of different widths, apparatus for cutting glass using the emitting system, method for producing the emitting system, and application thereof
CN111032590A (en) Improved heat treatment equipment
CN219055379U (en) Protection device for heating tread joint
EP0493691B1 (en) Ultraviolet light irradiation device in painting plants using photopolymerizable paints
JP3839149B2 (en) Line-type irradiation device that uniformly irradiates the workpiece
US20220144684A1 (en) Jet system for jetting laminated glass panels of differing widths
GB2151994A (en) Heat-treating vehicle bodies
WO2004071746A1 (en) Shaping apparatus for a membrane for a glassplane shaped by bending and a method therefore