聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統。加熱除濕小車控制系統利用暖氣制造設備控制系統所生成的高壓熱氣對密封道床區域按進行加熱，降溫除塵小車控制系統在加熱過的道床上控制注入高壓冷空氣降低道床溫度至所需溫度并除塵，聚氨酯儲存車廂控制系統自動抽料并輸料至發泡工作車廂，發泡工作車廂控制系統控制發泡比例的設定，澆注小車控制系統控制小車在除濕除塵過的道床區域將聚氨酯泡沫澆注至枕木兩側。本實用新型可以自動完成整個施工過程的道砟除濕和聚氨酯澆注，可持續性好，解決了將現有道床系統改進成聚氨酯泡沫固化道床的道砟除濕和澆注難題，操作簡單直觀，施工效率高，為鐵路道床固化施工節省大量的人力物力。
【專利說明】聚氨酯泡沬固化道床的固化處理設備控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種有砟軌道鐵路道床固化處理設備的控制系統，尤其涉及一種聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統。
【背景技術】
[0002]鐵路軌道結構由鋼軌、軌枕、扣件、道床、道岔等部分組成。現有的鐵路道床主要分為有砟軌道道床和無砟軌道道床。傳統的有砟軌道道床主要是利用碎石等散料鋪成的路砟，路砟和枕木均起加大受力面、分散火車壓力、防止鐵軌下陷的作用。隨著行車速度的不斷提高，有砟道床不均勻下沉產生的震蕩嚴重，軌道破損變形加劇；同時隨著運量、道床臟污程度的不同，其彈性模量和內摩擦角發生很大變化，所以維護周期短，需要大量的養護人員，耗時耗力，影響鐵路的正常運營。
[0003]無砟軌道是指采用混凝土、浙青混合料等整體基礎取代散粒碎石道床的軌道結構，其軌枕本身是混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，鋼軌、軌枕直接鋪在混凝土路基上。無砟軌道道床可以降低粉塵、美化環境，是一種維護工作量少、整體性強、表面整潔的道床結構。由于整體道床是承受列車動載荷反復作用的受彎構件，自身剛度大，彈性較差，所以對鋼軌扣件及彈性墊層的彈性要求較高；此外由于道床本身的混凝土是連續現澆，因此存在多層施工結構面，在列車載荷的反復作用下，道床容易下沉、開裂、翻漿冒泥，而一旦基底發生沉陷，修補極為困難，因此對施工精度和施工質量要求極高。
[0004]目前已經出現利用聚合物材料對道床進行加固的方法，例如聚氨酯泡沫固化道床主要是由道砟石料和聚氨酯泡沫組成，將聚氨酯泡沫澆注到軌道枕木的孔隙中，發泡、固化以加固道床；現場澆注聚氨酯道床對于澆注現場的環境和施工工藝要求較高，需要干燥潔凈的鋪設環境，同時在固定溫度和壓力下進行聚氨酯的澆注，因此需要一種能夠滿足道床固化施工要求的控制系統，來提高工作效率，加強施工質量。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本實用新型提供一種聚氨酯泡沫固化道床固化處理設備的控制系統，不僅能夠滿足聚氨酯泡沫固化道床固化處理設備的所有施工要求，同時自動化程度高，操作簡單，施工效率高。
[0006]為實現上述目的，本聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，包括暖氣制造設備控制系統、加熱除濕小車控制系統、降溫除塵小車控制系統、燒注小車控制系統、發泡工作車廂控制系統和聚氨酯儲存車廂控制系統；
[0007]暖氣制造設備控制系統控制經氣化爐氣化的液化氣燃燒，并利用加熱發生器對流經的空氣加熱到設定溫度；加熱除濕小車控制系統控制加熱除濕小車密封板的開合構建密封道床區域，利用暖氣制造設備所生成的高壓熱氣對密封道床區域按所設定的時間進行加熱；降溫除塵小車控制系統在加熱過的道床上通過控制降溫除塵小車密封板的開合來構建密封區域，并注入高壓冷空氣降低道床溫度至所需溫度并除塵；聚氨酯儲存車廂控制系統自動抽料并輸料至發泡工作車廂；發泡工作車廂控制系統控制聚氨酯的溫度、壓力，并完成黑料、白料、催化劑三者發泡比例的設定；澆注小車控制系統控制小車在除濕除塵過的道床區域將聚氨酯泡沫澆注至枕木兩側。
[0008]暖氣制造設備控制系統包括點火開關、溫度設定顯示儀、溫度傳感器、加熱發生器、控制燃氣的燃氣電磁閥和氣化爐及控制器；點火開關將啟動命令輸送至控制器，控制器控制加熱發生器和燃氣電磁閥，加熱發生器通過燃氣電磁閥與氣化爐相連，控制器通過控制燃氣電磁閥的通斷來控制氣化爐進入加熱發生器的進氣量；溫度傳感器和溫度設定顯示儀將信號輸送至控制器。
[0009]加熱發生器可以具有多種選擇，如熱風爐，電加熱器等，優選的，所述加熱發生器為紅外加熱發生器。
[0010]作為進一步改進，暖氣制造設備控制系統還包括與控制器相連的溫度指示燈。
[0011]加熱除濕小車控制系統包括干燥風機、空氣壓縮機、溫度傳感器和控制器，干燥風機與暖氣制造設備相連用于提供干燥高壓氣體；控制器控制空氣壓縮機和干燥風機的啟閉，向控制器輸入工作時間；操作開關輸出指令至控制器，控制器通過電控二位五通閥控制執行器氣缸的動作，空氣壓縮機與氣缸回路相連用于提供氣源；溫度傳感器將信號輸送至控制器。
[0012]降溫除塵小車控制系統包括調溫風機、空氣壓縮機、溫度傳感器和控制器，調溫風機抽取自然風；控制器控制空氣壓縮機和調溫風機的啟閉，向控制器輸入工作時間；操作開關輸出指令至控制器，控制器通過電控二位五通閥控制執行器氣缸的動作，空氣壓縮機與氣缸回路相連用于提供氣源；溫度傳感器將信號輸送至控制器。
[0013]澆注小車控制系統包括控制器、限位開關、氣缸控制閥塊、伺服驅動器和伺服電機，控制器與氣缸控制閥塊和伺服驅動器相連，限位開關將信號輸送至控制器；設定澆注小車的澆注點位置，并將信號輸送至控制器，控制器通過伺服驅動器驅動伺服電機來帶動澆注頭移動。
[0014]發泡工作車廂控制系統包括控制器、澆注閥塊、冷熱機組和計量泵，設定溫度、物料比、物料流量和物料壓力，并將信號輸送至控制器；控制器控制冷熱機組內的水循環系統的溫度；控制器通過計量泵控制物料比和流量；控制器通過控制澆注閥塊控制物料壓力；液位檢測傳感器將信號輸送至控制器，控制器與報警裝置相連。
[0015]聚氨酯儲存車廂控制系統包括控制器、輸料電機、抽料電機和氣動球閥，控制器分別與抽料電機、輸料電機和氣動球閥相連，控制器控制抽料電機向儲存料罐抽料；控制器控制輸料電機將儲存料罐內的聚氨酯向發泡工作車廂的中間罐輸料，儲存料罐內設置的液位檢測傳感器將信號輸入至控制器，控制器控制氣動球閥的開合實現自動補料。
[0016]所述的加熱除濕小車控制系統、降溫除塵小車控制系統、澆注小車控制系統、發泡工作車廂控制系統和聚氨酯儲存車廂控制系統均具有與控制器相連的觸摸屏，通過觸摸屏將設定的參數信號輸送至控制器；聚氨酯儲存車廂控制系統中儲存料罐的液位可從觸摸屏顯不O
[0017]本實用新型通過預先在觸摸屏設定好所需參數后，固化處理設備的控制系統可以自動完成整個施工過程的道砟除濕和聚氨酯澆注，可持續性好，解決了將現有道床系統改進成聚氨酯泡沫固化道床的道砟除濕和澆注難題，操作簡單直觀，施工效率高，為鐵路道床固化施工節省大量的人力物力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型原理示意圖；
[0019]圖2為暖氣制造設備控制系統的原理示意圖；
[0020]圖3為加熱除濕小車控制系統的原理示意圖；
[0021]圖4為降溫除塵小車控制系統的原理示意圖；
[0022]圖5為澆注小車控制系統的原理示意圖；
[0023]圖6為發泡工作車廂控制系統原理示意圖；
[0024]圖7為聚氨酯儲存車廂控制系統的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述。
[0026]如圖1所示，本聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，包括暖氣制造設備控制系統、加熱除濕小車控制系統、降溫除塵小車控制系統、澆注小車控制系統、發泡工作車廂控制系統和聚氨酯儲存車廂控制系統；
[0027]暖氣制造設備控制系統控制經氣化爐氣化的液化氣燃燒，并利用加熱發生器對流經的空氣加熱到設定溫度；加熱除濕小車控制系統控制加熱除濕小車密封板的開合構建密封道床區域，利用暖氣制造設備所生成的高壓熱氣對密封道床區域按所設定的時間進行加熱；降溫除塵小車控制系統在加熱過的道床上通過控制降溫除塵小車密封板的開合來構建密封區域，并注入高壓冷空氣降低道床溫度至所需溫度并除塵；聚氨酯儲存車廂控制系統自動抽料并輸料至發泡工作車廂；發泡工作車廂控制系統控制聚氨酯的溫度、壓力，并完成黑料、白料、催化劑三者發泡比例的設定；澆注小車控制系統控制小車在除濕除塵過的道床區域將聚氨酯泡沫澆注至枕木兩側。
[0028]如圖2所示，暖氣制造設備控制系統包括點火開關、溫度設定顯示儀、溫度傳感器、加熱發生器、控制燃氣的燃氣電磁閥和氣化爐及控制器；點火開關將啟動命令輸送至控制器，控制器控制加熱發生器和燃氣電磁閥，加熱發生器通過燃氣電磁閥與氣化爐相連，控制器通過控制燃氣電磁閥的通斷來控制氣化爐進入加熱發生器的進氣量；溫度傳感器和溫度設定顯示儀將信號輸送至控制器。
[0029]加熱發生器可以具有多種選擇，如熱風爐，電加熱器等，優選的，所述加熱發生器為紅外加熱發生器。
[0030]作為進一步改進，暖氣制造設備控制系統還包括與控制器相連的溫度指示燈。
[0031]暖氣制造設備控制系統控制經氣化爐氣化的液化氣燃燒，并利用加熱發生器將流經的空氣加熱到設定溫度。在溫度設定顯示儀表上設定所需要的溫度，啟動點火開關，點火開關將啟動命令輸送至控制器，控制器控制紅外加熱發生器和燃氣電磁閥動作，經氣化爐氣化的燃氣燃燒形成高溫煙氣，當暖氣制造設備小車內的溫度達到設定溫度時，溫度傳感器將信號輸送至控制器，控制器控制溫度指示燈熄滅，同時燃氣電磁閥復位，停止進氣，力口熱暫時停止。
[0032]紅外加熱發生器的升溫速度快，熱轉換效率高，使用壽命長，同時節能效果好，熱損失較少；燃氣電磁閥確保了用氣安全，符合安全管理要求；溫度指示燈的設置方便工作人員了解設備運行狀況，進一步保證設備安全運行。
[0033]如圖3所示，加熱除濕小車控制系統包括干燥風機、空氣壓縮機、溫度傳感器和控制器，干燥風機與暖氣制造設備相連用于提供干燥高壓氣體；控制器控制空氣壓縮機和干燥風機的啟閉，向控制器輸入工作時間；操作開關輸出指令至控制器，控制器通過電控二位五通閥控制執行器氣缸的動作，空氣壓縮機與氣缸回路相連用于提供氣源；溫度傳感器將信號輸送至控制器。
[0034]加熱除濕小車控制系統用于控制加熱除濕小車密封板的開合構建密封道床區域，利用暖氣制造設備所生成的高壓熱氣對密封道床區域按所設定的時間進行加熱，排除濕氣。操作開關向控制器輸入指令，控制器通過控制氣路雙電控二位五通閥使氣缸動作完成小車剎車、小車機架下降、枕木抱緊、導軌抱緊的動作，從而形成密閉道砟空間，空氣壓縮機為氣缸提供氣源；在觸摸屏設定加熱時間，控制器輸出啟動信號啟動干燥風機將暖氣制造設備生成的高溫煙氣抽送至密閉道砟區，設定時間到后自動停機；溫度檢測器監測密閉道砟空間內橡膠墊等鋼軌部件溫度，防止溫度高于橡膠墊等鋼軌部件的失效溫度造成部件損壞。
[0035]如圖4所示，降溫除塵小車控制系統包括調溫風機、空氣壓縮機、溫度傳感器和控制器，調溫風機抽取自然風；控制器控制空氣壓縮機和調溫風機的啟閉，向控制器輸入工作時間；操作開關輸出指令至控制器，控制器通過電控二位五通閥控制執行器氣缸的動作，空氣壓縮機與氣缸回路相連用于提供氣源；溫度傳感器將信號輸送至控制器。
[0036]降溫除塵小車控制系統在加熱過的道床上通過控制降溫除塵小車密封板的開合來構建密封區域，并通過注入高壓冷空氣降低道床溫度至所需溫度同時高壓氣體將道床上灰塵清除。降溫除塵小車控制系統的控制過程與加熱除濕小車控制系統的控制過程大致相同，不同之處在于調溫風機所抽取的為自然風。
[0037]如圖5所示，澆注小車控制系統包括控制器、限位開關、氣缸控制閥塊、伺服驅動器和伺服電機，控制器與氣缸控制閥塊和伺服驅動器相連，限位開關將信號輸送至控制器；設定澆注小車的澆注點位置，并將信號輸送至控制器，控制器通過伺服驅動器驅動伺服電機來帶動燒注頭移動。
[0038]澆注小車控制系統控制小車在除濕除塵過的道床區域按照鐵路施工工藝要求在枕木兩側進行聚氨酯澆注；操作開關向控制器輸入指令，控制器控制氣缸升/降閥利用氣缸調整澆注頭的高度；在澆注小車觸摸屏上設定軌枕兩側澆注點的位置，控制器控制伺服驅動器使澆注頭在設定位置自動停止，伺服驅動器采用集電極開路、方向+脈沖序列正邏輯驅動方式，通過脈沖輸入接口接受從控制器發來的脈沖序列，驅動伺服電機拖動澆注頭在軌枕兩側設定澆注點順序移動完成自動澆注；觸摸屏手動控制單點澆注，控制器信號控制澆注頭準確停止完成單點澆注；根據施工的需要手動操作開關，控制器控制吊臂伸縮，使澆注小車前行不受所連接管線的限制；各動作均設置限位開關，當澆注小車到達極限位置時，控制器控制伺服驅動器及氣缸控制閥來限制小車的動作。
[0039]如圖6所示，發泡工作車廂控制系統包括控制器、澆注閥塊、冷熱機組和計量泵，設定溫度、物料比、物料流量和物料壓力，并將信號輸送至控制器；控制器控制冷熱機組內的水循環系統的溫度；控制器通過計量泵控制物料比和流量；控制器通過控制澆注閥塊控制物料壓力；液位檢測傳感器將信號輸送至控制器，控制器與報警裝置相連。
[0040]發泡工作車廂控制系統閉環調控聚氨酯的溫度、壓力，并完成黑料、白料、催化劑三者發泡比例的設定，保證澆注小車澆注的聚氨酯在其混合發泡的最佳狀態，且實現料位下限報警功能。在觸摸屏上設定料溫，控制器控制冷熱機組的水循環系統適時調整料溫；觸摸屏設定物料的壓力，控制器通過調整澆注頭閥塊利用憋壓使物料的壓力達到設定值；觸摸屏設定黑料、白料、催化劑三者的料比和流速、流量，控制器控制變頻器的輸出頻率，使計量泵準確計量輸出黑料、白料、催化劑三者的量，滿足設定料比和流量，使澆注頭出料符合聚氨酯發泡的比例、料量要求；澆注罐內設置的液位檢測傳感器將檢測信號輸送至控制器，澆注罐料位可在觸摸屏上顯示，料位低時自動報警。
[0041]如圖7所75,聚氨酯儲存車廂控制系統包括控制器、輸料電機、抽料電機和氣動球閥，控制器分別與抽料電機、輸料電機和氣動球閥相連，控制器控制抽料電機向儲存料罐抽料；控制器控制輸料電機將儲存料罐內的聚氨酯向發泡工作車廂的中間罐輸料，儲存料罐內設置的液位檢測傳感器將信號輸入至控制器，控制器控制氣動球閥的開合實現自動補料。
[0042]聚氨酯儲存車廂控制系統可以實現自動抽料輸料，確保澆注的持續進行。施工開始前，控制器啟動抽料電機，聚氨酯儲存小車在站點向儲存料罐抽料，并按照施工需求量抽取。然后聚氨酯儲存小車移動至施工點向發泡工作車廂的中間罐輸料，控制器啟動輸料電機和并控制氣動球閥的開合，儲存料罐內設置的液位檢測傳感器將信號輸送至控制器，控制器通過控制氣動球閥的開合來控制輸料電機向發泡工作車廂的中間罐輸料。
[0043]所述的加熱除濕小車控制系統、降溫除塵小車控制系統、澆注小車控制系統、發泡工作車廂控制系統和聚氨酯儲存車廂控制系統均具有與控制器相連的觸摸屏，通過觸摸屏將設定的參數信號輸送至控制器；聚氨酯儲存車廂控制系統中儲存料罐的液位可從觸摸屏顯不O
[0044]本實用新型通過預先在觸摸屏設定好所需參數后，固化處理設備的控制系統可以自動完成整個施工過程的道砟除濕和聚氨酯澆注，可持續性好，解決了將現有道床系統改進成聚氨酯泡沫固化道床的道砟除濕和澆注難題，操作簡單直觀，施工效率高，為鐵路道床固化施工節省大量的人力物力。
【權利要求】
1.一種聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，包括澆注小車控制系統、發泡工作車廂控制系統和聚氨酯儲存車廂控制系統，其特征在于:還包括暖氣制造設備控制系統、加熱除濕小車控制系統和降溫除塵小車控制系統； 暖氣制造設備控制系統控制經氣化爐氣化的液化氣燃燒，并利用加熱發生器對流經的空氣加熱到設定溫度；加熱除濕小車控制系統控制加熱除濕小車密封板的開合構建密封道床區域，利用暖氣制造設備所生成的高壓熱氣對密封道床區域按所設定的時間進行加熱；降溫除塵小車控制系統在加熱過的道床上通過控制降溫除塵小車密封板的開合來構建密封區域，并注入高壓冷空氣降低道床溫度至所需溫度并除塵；聚氨酯儲存車廂控制系統自動抽料并輸料至發泡工作車廂；發泡工作車廂控制系統控制聚氨酯的溫度、壓力，并完成黑料、白料、催化劑三者發泡比例的設定；澆注小車控制系統控制小車在除濕除塵過的道床區域將聚氨酯泡沫澆注至枕木兩側。
2.根據權利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，其特征在于:暖氣制造設備控制系統包括點火開關、溫度設定顯示儀、溫度傳感器、加熱發生器、控制燃氣的燃氣電磁閥和氣化爐及控制器；點火開關將啟動命令輸送至控制器，控制器控制加熱發生器和燃氣電磁閥，加熱發生器通過燃氣電磁閥與氣化爐相連，控制器通過控制燃氣電磁閥的通斷來控制氣化爐進入加熱發生器的進氣量；溫度傳感器和溫度設定顯示儀將信號輸送至控制器。
3.根據權利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，其特征在于:加熱除濕小車控制系統包括干燥風機、空氣壓縮機、溫度傳感器和控制器，干燥風機與暖氣制造設備相連用于提供干燥高壓氣體；控制器控制空氣壓縮機和干燥風機的啟閉，向控制器輸入工作時間；操作開關輸出指令至控制器，控制器通過電控二位五通閥控制執行器氣缸的動作，空氣壓縮機與氣缸回路相連用于提供氣源；溫度傳感器將信號輸送至控制器。
4.根據權利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，其特征在于:降溫除塵小車控制系統包括調溫風機、空氣壓縮機、溫度傳感器和控制器，調溫風機抽取自然風；控制器控制空氣壓縮機和調溫風機的啟閉，向控制器輸入工作時間；操作開關輸出指令至控制器，控制器通過電控二位五通閥控制執行器氣缸的動作，空氣壓縮機與氣缸回路相連用于提供氣源；溫度傳感器將信號輸送至控制器。
5.根據權利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，其特征在于:澆注小車控制系統包括控制器、限位開關、氣缸控制閥塊、伺服驅動器和伺服電機，控制器與氣缸控制閥塊和伺服驅動器相連，限位開關將信號輸送至控制器；設定澆注小車的澆注點位置，并將信號輸送至控制器，控制器通過伺服驅動器驅動伺服電機來帶動澆注頭移動。
6.根據權利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，其特征在于:發泡工作車廂控制系統包括控制器、澆注閥塊、冷熱機組和計量泵，設定溫度、物料比、物料流量和物料壓力，并將信號輸送至控制器；控制器控制冷熱機組內的水循環系統的溫度；控制器通過計量泵控制物料比和流量；控制器通過控制澆注閥塊控制物料壓力；液位檢測傳感器將信號輸送至控制器，控制器與報警裝置相連。
7.根據權利要求1所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，其特征在于:聚氨酯儲存車廂控制系統包括控制器、輸料電機、抽料電機和氣動球閥，控制器分別與抽料電機、輸料電機和氣動球閥相連，控制器控制抽料電機向儲存料罐抽料；控制器控制輸料電機將儲存料罐內的聚氨酯向發泡工作車廂的中間罐輸料，儲存料罐內設置的液位檢測傳感器將信號輸入至控制器，控制器控制氣動球閥的開合實現自動補料。
8.根據權利要求2所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，其特征在于:所述加熱發生器為紅外加熱發生器。
9.根據權利要求1至8任一權利要求所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，其特征在于:暖氣制造設備控制系統還包括與控制器相連的溫度指示燈。
10.根據權利要求9所述的聚氨酯泡沫固化道床的固化處理設備控制系統，其特征在于:所述的加熱除濕小車控制系統、降溫除塵小車控制系統、澆注小車控制系統、發泡工作車廂控制系統和聚氨酯儲存車廂控制系統均具有與控制器相連的觸摸屏，通過觸摸屏將設定的參數信號輸送至控制器；聚氨酯儲存車廂控制系統中儲存料罐的液位可從觸摸屏顯/Jn ο
【文檔編號】G05B19/418GK204116917SQ201420493011
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】牟春燕, 王偉, 王海榮, 牛勇, 潘加佳, 劉海東, 謝蛟 申請人:徐州徐工鐵路裝備有限公司