КОНДИЦИОНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ СУШКИ И ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В БАЛЛАСТНОМ СЛОЕ

Настоящее изобретение относится к кондиционирующему устройству и способу сушки и/или поддержания температурного режима балластного слоя, с помощью которого может сушиться и поддерживаться температурный режим в балластной подушке железнодорожного рельсового пути, чтобы в последующем иметь возможность по меньшей мере частично осуществлять запенивание балластного слоя.

Для стабилизации балластной подушки железнодорожного рельсового пути и возможности воспринимать более высокие нагрузки известно заполнение пенистым материалом полостей балластного слоя железнодорожного рельсового пути с помощью полиуретана (PU). Для этого в полости балластного слоя производятся инъекции эдуктов изоцианата и полиола, где они реагируют с образованием полиуретановой пены. Чтобы добиться определенной реакции, требуется определенным образом обеспечить соответствующие условия реакции внутри балластного слоя, В частности, балластный слой должен быть, по возможности, сухим и свободным от воды. Например, из европейского патента ЕР 1 619 305 В1 известно опускание на рельсовый путь, перед заполнением пенистым материалом балластного слоя, нагревательного колокола и сушка балластного слоя горячим воздухом. Это мероприятие оказалось на практике не эффективным, в частности, если ранее перед этим железнодорожные рельсовые пути подверглась воздействию ливня. Сравнимые предложения известны из международных заявок WO 2009/068169 A1, WO 2008/128665 и заявки США US 2008/0173724 А1.

Задачей изобретения является создания кондиционирующего устройства для сушки и поддержания температурного режима балластного слоя (например щебеночного балластного слоя), также способа сушки и поддержания температурного режима балластного слоя, с помощью которого внутри балластного слоя могут создаваться заданные условия реакции, в частности, относительно содержания влаги.

Решение задачи осуществляется с помощью кондиционирующего устройства с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также способа с признаками пункта 10 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения изобретения приведены в зависимых пунктах.

Предложенное согласно изобретению кондиционирующее устройство для сушки и/или поддержания температурного режима балластного слоя железнодорожного рельсового пути, причем железнодорожный рельсовый путь имеет лежащие на балластном слое шпалы и лежащие на шпалах рельсы, имеет шасси (тележку) для перемещения кондиционирующего устройства, в частности, по рельсам. С шасси соединено выпускное сопло для нагнетания воздуха, посредством по меньшей мере одной расположенной между двумя соседними шпалами области нагнетания. Согласно изобретению с шасси соединена по меньшей мере одна защитная пластина для, по существу, воздухонепроницаемой защиты верхней стороны, ориентированной в основном против направления действия сил гравитации, боковой полосы балластного слоя, предусмотренной в направлении движения рядом со шпалами.

С помощью кондиционирующего устройства контролируется не только нагнетание поддерживающего температурный режим воздуха, но и выход поддерживающего температурный режим воздуха из балластного слоя. С помощью защитной пластины создается препятствие тому, чтобы поддерживающий температурный режим воздух сразу после поступления в балластный слой мог снова выходить рядом с областью нагнетания через боковые полосы балластного слоя. С помощью по меньшей мере одной защитной пластины может создаваться в некотором роде изоляция балластного слоя, в частности балластного слоя, расположенного вокруг области нагнетания, и предотвращаться соответствующее короткое замыкание потока. С помощью защитной пластины в области верхней стороны балластного слоя создается такое высокое сопротивление потоку, что поддерживающий температурный режим воздух должен направляться по меньшей мере до наклонных поверхностей откосов балластного слоя, чтобы иметь возможность выхода сбоку из щебеночного балластного слоя. Это ведет к тому, что поддерживающий температурный режим воздух сравнительно глубоко проникает в балластный слой, прежде чем поддерживающий температурный режим воздух сможет выйти из балластного слоя. Это дает возможность производить сушку вплоть до поверхности грунта или дренажного мата, расположенного между балластным слоем и поверхностью грунта, и устанавливать определенную температуру, преимущественно температуру от 20 до 50°С. При этом, в частности, учитывается, что боковая полоса балластного слоя имеет определенную минимальную ширину, чтобы возникающие силы сжатия могли надежно отводиться и рельсы железнодорожного рельсового пути сохраняли свое положение. Защитная пластина по своей протяженности, направленной поперек направления движения, таким образом, может соответствовать, по существу, этой минимальной ширине боковой полосы. По существу, воздухонепроницаемая защита боковой полосы в области минимальной ширины боковой полосы, по существу, достаточна, чтобы поддерживающий температурный режим воздух мог проникать на глубину около 350 мм в балластный слой. Эта глубина проникновения, как правило, достаточна, чтобы поддерживающий температурный режим воздух прошел весь балластный слой.

Область нагнетания, в частности, может включать шпальный ящик, образуемый между двумя соседними шпалами. Предпочтительно область нагнетания включает два расположенных рядом друг с другом шпальных ящика. Область нагнетания, в частности, может быть ограничена сбоку рельсами. Благодаря этому выпускное сопло может опускаться до поверхности шпал, чтобы нагнетать поддерживающий температурный режим воздух. Выпускное сопло может быть образовано в виде простого конца трубы и, например, иметь, по существу, прямоугольное поперечное сечение, которое, по существу, соответствует области нагнетания. Выпускное сопло может быть образовано также в виде копья, которое, в частности, может погружаться в балластный слой. Область нагнетания и, при необходимости, зона, окружающая область нагнетания, может с помощью кондиционирующего устройства воздухонепроницаемо перекрываться по отношению к окружающей среде, так что нагнетаемый поддерживающий температурный режим воздух собирается внутри кондиционирующего устройства и там может создавать соответственно высокое давление, чтобы предотвратить дальнейший выход поддерживающего температурный режим воздуха в область кондиционирующего устройства. В частности, по меньшей мере изолирующее устройство для, по существу, воздухонепроницаемого уплотнения шпал и/или рельсов и/или, по существу, ориентированной против направления действия силы гравитации верхней стороны опорной полосы балластного слоя, предусмотренной в направлении движения перед или позади шпалы, соединено с шасси. С помощью защитной пластины может предотвращаться боковой выход поддерживающего температурный режим воздуха, в то время как с помощью изолирующего устройства может предотвращаться выход поддерживающего температурный режим воздуха спереди и позади области нагнетания. При этом, в частности, используется то, что шпала сама представляет собой воздухонепроницаемое перекрытие балластного слоя, так что достаточно изоляции кондиционирующего устройства, по существу, воздухонепроницаемо на шпале и, при необходимости, на рельсе, соединенном со шпалой. Дополнительно, или в качестве альтернативы, также и шпальный ящик может быть защищен посредством изолирующего устройства соизмеримо с защитной пластиной по плоскости и, по существу, воздухонепроницаемо.

Предпочтительно изолирующее устройство выполнено таким образом, что изолирующее устройство, по существу, воздухонепроницаемо изолирует от воздуха шпалу, отстоящую от другой шпалы (14), что и определяет область нагнетания, причем изолирующее устройство изолирует, в частности, боковую поверхность шпалы, ориентированную в направлении движения или против направления движения. В частности, при очищенном шпальном ящике на стороне шпалы, ориентированной в направлении движения или против направления движения, получается, по существу, ровная поверхность, которая дает возможность особенно простой, по существу, воздухонепроницаемой изоляции. Для этого, в частности, используются не те из шпал, которые ограничивают область нагнетания, а шпала, которая предпочтительно расположена дальше шпального ящика. Это дает возможность с помощью кондиционирующего устройства осуществлять предварительное нагревание шпального ящика, расположенного в направлении движения впереди зоны нагнетания, и осуществлять испарение части воды, находящейся в балластном слое рядом с зоной нагнетания. В частности, давления, поддерживающего температурный режим воздуха, существующего внутри кондиционера, может хватать для противодействия выходу поддерживающего температурный режим воздуха в области отстоящего от области вдувания шпального ящика. Это делает возможным, соответственно, сильное сопротивление потоку на верхней стороне балластного слоя в сравнительно большой области, которое приводит к особенно большой глубине проникновения поддерживающего температурный режим воздуха в балластный слой.

Особенно предпочтительно изолирующее устройство имеет по меньшей мере одну подвижную поперечно к направлению движения перегородку для бокового, по существу, воздухонепроницаемой изоляции рельса и/или защитной пластины. Это позволяет опускать изолирующее устройство, в основном вертикально между рельсами, и затем с помощью, по существу, горизонтального перемещения перегородки добиваться боковой изоляции рельса или же защитной пластины. Это способствует, по существу, воздухонепроницаемой изоляции, даже если имеются подлежащие уплотнению поднутрения, как, например, у рельса, выполненного в виде двутавровой балки. Это способствует особенно простой изоляции кондиционирующего устройства по отношению к окружающей среде, которая осуществляется вокруг зоны нагнетания предпочтительно на расстоянии, причем может осуществляться изоляция и горизонтальных поверхностей, и/или вертикальных поверхностей, и/или проходящих наклонно, или, соответственно, как поднутренная поверхность,

В частности, предусмотрен кожух, соединенный с шасси, причем кожух, в частности, по существу, воздухонепроницаемо соединен с защитной пластиной и/или изолирующим устройством. С помощью кожуха может предотвращаться выход поддерживающего температурный режим воздуха через верхнюю область кондиционирующего устройства. Препятствию выхода поддерживающего температурный режим воздуха из балластного слоя обратно в кондиционирующее устройство способствует обеспечение внутри кондиционирующего устройства под кожухом повышенного уровня давления, при помощи направленного через выпускное сопло поддерживающего температурный режим воздуха. Благодаря этому устраняются короткие замыкания потоков. Кожух, в частности, имеет отверстие для выпускного сопла. С помощью кожуха, защитной пластины и изолирующего устройства может образовываться прерываемый только выпускным соплом замкнутый купол (колокол), который, по существу, полностью может быть воздухонепроницаемо изолирован относительно окружающей среды. Благодаря этому может предотвращаться неиспользуемый выходящий поток поддерживающего температурный режим воздуха из кондиционера наружу. Вместо этого поддерживающий температурный режим воздух может выходить из кондиционера только через балластный слой и благодаря этому в балластном слое поддерживается заданная температура и из балластного слоя удаляется влага, в частности вода.

Предпочтительно для, по существу, воздухонепроницаемой изоляции защитная пластина, и/или изолирующее устройство, и/или кожух снабжены эластичным в части формы уплотнительным материалом, причем уплотнительный материал имеет, в частности, воздушную подушку, и/или щетки, и/или резиноподобную обкладку, и/или вспененный материал, причем уплотнительный материал покрыт, в частности, стойкой к истиранию пленкой и/или текстильным материалом. Благодаря эластичному в части формы исполнению уплотнительного материала могут быть автоматически скомпенсированы неровности поверхности, подлежащей уплотнению, в частности, поверхности балластного слоя. Благодаря стойкой к истиранию пленке, например, резиновой пленке, может предотвращаться истирание уплотнительного материала щебеночным камнем. Благодаря тому, что уплотнительный материал, так же при неровной поверхности, может попадать в углубления и поднутрения, может быть скомпенсирована неточная установка и достигнута по возможности плоскостная, свободная от полостей защита. В частности, разность давлений между давлением внутри кондиционирующего устройства и окружения, например в 40 мбар, может быть надежно изолирована, лишь с небольшой утечкой.

В предпочтительной форме осуществления предусмотрены по меньшей мере два выпускных сопла для нагнетания поддерживающего температурный режим воздуха в балластный слой посредством по меньшей мере двух, отстоящих друг от друга, зон нагнетания, причем предпочтительно две области нагнетания с помощью соединенного с шасси разделительного устройства, которое, в частности, выполнено соизмеримо с изолирующим устройством, по существу, воздухонепроницаемо отделены друг от друга. Благодаря по меньшей мере двум выпускным соплам может соответственно повышаться объемный поток поддерживающего температурный режим воздуха. В частности, может нагнетаться объемный поток в 10000 м³/час. Благодаря двум областям нагнетания одновременно можно параллельно сушить и поддерживать температурный режим в балластном слое в двух различных местах, без создания помех вдуваемым поддерживающий температурный режим воздухом одной области нагнетания нагнетаемому поддерживающему температурный режим воздуху другой области нагнетания. Это позволяет, например, сначала подводить поддерживающий температурный режим воздух к обеим областям нагнетания и затем, при помощи шасси, переместить кондиционирующее устройство таким образом, чтобы обеспечить не имевшие до этого подвода области нагнетания поддерживающим температурный режим воздухом. Установка температурного режима и сушка балластного слоя благодаря этому может быть ускорена. В частности, если оба выпускных сопла с помощью разделительного устройства, по существу, воздухонепроницаемо отделены друг от друга, возможно к соответствующей области нагнетания подавать воздух с различной температурой. Например, в передней в направлении движения области балластный слой может быть, по существу, полностью высушен посредством особо высокой температуры, прежде чем в заднем в направлении движения выпускным соплом в этой области балластного слоя будет установлен температурный режим с заданной, несколько более низкой температурой.

Предпочтительно выпускное сопло выполнено таким образом, что область нагнетания включает по меньшей мере два расположенных между двумя шпалами шпальных ящика. Это позволяет подводить поддерживающий температурный режим воздух одновременно к двум шпальным ящикам. В частности, кондиционирующее устройство при помощи шасси после первого процесса кондиционирования может дальше двигаться на расстояние шпального ящика, так что при втором процессе кондиционирования область нагнетания включает шпальный ящик предыдущей области нагнетания и шпальный ящик, к которому до сих пор не подводился поддерживающий температурный режим воздух. Это позволяет сначала предварительно нагревать новый шпальный ящик и предпочтительно, по существу, полностью высушить его и затем в следующем процессе кондиционирования устанавливать желаемую конечную температуру. Благодаря этому может учитываться, что в зависимости от содержания влаги в балластном слое соответственно потребуется большое количество теплоты испарения, чтобы высушить балластный слой, так что при особо влажном балластном слое внутри балластного слоя не обязательно может быть установлена требуемая конечная температура при помощи только процесса кондиционирования.

В частности, защитная пластина соединена с шасси с возможностью поворота из рабочего положения в транспортное положение, причем протяженность кондиционирующего устройства в транспортном положении защитной пластины для транспортировки в железнодорожном вагоне меньше, чем в рабочем положении защитной пластины. Когда защитная пластина находится в транспортном положении, кондиционирующее устройство, например, с помощью крана можно устанавливать в транспортный вагон, без соприкосновения защитной пластины со стенками транспортного вагона. В рабочем положении защитная пластина заметно простирается по бокам наружу за обычные габариты транспортного вагона, чтобы иметь возможность воздухонепроницаемо перекрыть особенно большую поверхность боковой полосы балластного слоя. Защитная пластина в случае необходимости может фиксироваться в транспортном положении, например, с помощью предохранительных штифтов, чтобы защитная пластина при транспортировке по недосмотру не выходила из транспортного положения.

Изобретение далее относится к способу сушки и поддержания температурного режима в балластном слое железнодорожного рельсового пути, причем железнодорожный рельсовый путь имеет шпалы, лежащие на балластном слое и лежащие на шпалах рельсы, при котором, в частности, с помощью кондиционирующего устройства, которое может быть выполнено и усовершенствовано, как описано выше, снаружи области нагнетания, по существу, воздухонепроницаемо изолируется верхняя сторона балластного слоя и/или по меньшей мере шпала, и/или по меньшей мере рельс, прежде чем через область нагнетания в балластный слой будет нагнетаться поддерживающий температурный режим воздух. С помощью изоляции области, окружающей область нагнетания, могут предотвращаться короткие замыкания потоков, так что поддерживающий температурный режим воздух может особенно глубоко проникать в балластный слой, чтобы сушить балластный слой и поддерживать в нем требуемую конечную температуру. Способ может быть выполнен и усовершенствован, в частности, как пояснялось выше, с помощью кондиционирующего устройства.

В частности, возможно позиционирование друг за другом двух или более кондиционирующих устройств на том же самом железнодорожном рельсовом пути, причем различные кондиционирующие устройства соответственно устанавливают температурный режим в областях, в которых температурный режим не был установлен с помощью соответственно другого кондиционирующего устройства. Это позволяет за сравнительно короткое время устанавливать температурный режим соответственно на большом участке железнодорожного рельсового пути. Области балластного слоя, в которых был установлен температурный режим, затем могут быть запенены, в частности полиуретаном, причем, в частности, запенивается конус поглощения нагрузки, образованный под шпалами. Далее незапененные области балластного слоя на верхней стороне могут склеиваться или фиксироваться, в частности, пористой пеной, предпочтительно из полиуретана. Благодаря этому может предотвращаться разлет щебня. Запенивание под шпалами осуществляется, в частности, таким образом, чтобы дождевая вода между запененными областями могла отводиться. Особенно предпочтительно, чтобы между двумя шпалами оставалась по меньшей мере одна область, которая проходит от верхней стороны до поверхности грунта, или, соответственно, лежащего на поверхности грунта дренажного мата, так что дождевая вода может надежно отводиться. Чтобы перемещать кондиционирующее устройство, предпочтительно предусмотрено, например, гидравлически или пневматически несколько приподнимать вверх кожух, и/или защитную пластину, и/или изолирующее устройство и перемещать кондиционирующее устройство с шасси по рельсам железнодорожного рельсового пути. Затем приподнятые области можно снова опускать, чтобы добиться воздухонепроницаемой защиты, в частности, кондиционирующее устройство может собственным весом, по меньшей мере частично, нагружать защитную пластину и/или изолирующее устройство, чтобы обеспечить соответственно высокое усилие прижима для, по существу, воздухонепроницаемой изоляции. Для этого, например, кожух и соединенные с кожухом части могут, предпочтительно гидравлически, или пневматически, или электрически, например, с помощью привода винтового домкрата, опускаться относительно рельсов, соответственно относительно находящихся на рельсах колес шасси. Непреднамеренное перемещение в направлении движения, или, соответственно, против направления движения изолирующего устройства относительно шпалы может, в частности, компенсироваться перемещением изолирующего устройства в направлении движения, или, соответственно, против направления движения, предпочтительно с помощью пневматически или гидравлически действующей системы.

Ниже изобретение поясняется на примере предпочтительного варианта осуществления со ссылкой на приложенные чертежи. Где показано:

фиг.1: схематичный вид сверху железнодорожного рельсового пути,

фиг.2: схематичный вид разреза в продольном направлении кондиционирующего

устройства в приподнятом положении согласно изобретению,

фиг.3: схематичный вид разреза в поперечном направлении кондиционирующего устройства с фиг.2,

фиг.4: схематичный вид разреза в поперечном направлении кондиционирующего устройства на фиг.3 в опущенном положении; и

фиг.5: схематичный вид в перспективе кондиционера на фиг.4.

Представленный на фиг.1 железнодорожный рельсовый путь 10 имеет балластный слой 12, на котором лежат несколько шпал 14. Шпалы 14 несут два рельса 16, которые расположены на расстоянии друг от друга соответственно ширине колеи. Область между двумя шпалами 14 называется «шпальным ящиком». Шпалы 14 лежат в опорной полосе 18 на балластном слое 12. Около шпал 14 балластный слой 12 имеет в основном горизонтально выровненные боковые полосы 20. К боковым полосам 20 примыкает проходящая в основном наклонно вверх или в большинстве случаев проходящая наклонно вниз поверхность 22 откоса. Представленное на фиг.2-5 кондиционирующее устройство 24 в показанном примере осуществления может нагнетать поддерживающий температурный режим воздух в области нагнетания 26 между рельсами 16 над двумя шпальными ящиками. Кондиционирующее устройство 24 в области 28 защиты вокруг области нагнетания 26 может препятствовать выходу поддерживающего температурный режим воздуха из балластного слоя 12.

Как представлено на фиг.2, кондиционирующее устройство 24 имеет шасси 30, с которым соединено подъемное устройство 32, которое может устанавливать и снимать кожух 34. Сквозь кожух 34 пропущено выпускное сопло 36, с помощью которого устанавливающий температурный режим воздух воздуходувкой может нагнетаться в область нагнетания 26. С кожухом 34 далее в представленном примере осуществления соединены четыре проходящие поперек направления движения кондиционирующего устройства 24 изолирующие устройства 38. Изолирующие устройства 38 с помощью устройств 40 для перемещения пневматически, или гидравлически, или электрически могут перемещаться в направлении движения, соответственно против направления движения.

Как представлено на фиг.3, далее с кожухом 34 соединена отстоящая на расстоянии сбоку защитная пластина 42. Защитная пластина 42 соединена с кожухом 34 с возможностью поворота и может поворачиваться из представленного рабочего положения в непоказанное транспортное положение, в котором защитная пластина 42 может фиксироваться посредством крепежных колец 44 с помощью предохранительных штифтов или стяжных хомутов или растяжек. Для поворота защитной пластины 42 защитная пластина 42 может быть снабжена ручкой 46.

Изолирующее устройство 38 имеет перемещаемые поперек направления движения перегородки 48, которые на своих ограничительных поверхностях имеют эластичный в части формы уплотнительный материал 50. Остальные уплотняющие ограничительные поверхности изолирующего устройства 38, а также защитная пластина 42 могут быть точно также снабжены эластичным в части формы уплотнительным материалом 50. Изолирующее устройство 38 и защитная пластина 42, со своей стороны, по существу, воздухонепроницаемо соединены с кожухом.

В изображенном опущенном положении, представленном на фиг.4, кондиционирующее устройство 24 с помощью уплотнительного материала, по существу, воздухонепроницаемо изолировано относительно балластного слоя 12, шпал 14 и рельсов 16. В частности, с помощью защитной пластины 42 защищена боковая полоса 20, так что поддерживающий температурный режим воздух, нагнетаемый через выпускное сопло 36 в область 26 нагнетания, очевидно может выходить из балластного слоя 12 только на расстоянии от области 26 нагнетания, например, через поверхность 22 откоса. Благодаря высокому сопротивлению потоку на поверхности балластного слоя 12 и достигнутому благодаря этому длинному пути потока нагнетаемый поддерживающий температурный режим воздух может особенно глубоко проникать в балластный слой 12. Чтобы предотвратить подъем защитных пластин 42 вследствие возрастающего давления воздуха, защитные пластины 42 можно дополнительно утяжелять, например, отдельными гирями.

Как показано на фиг.5, с помощью кожуха 34, защитной пластины 42, а также изолирующего устройства 38 создается изолированный, по существу, воздухонепроницаемо по отношению к окружающей среде колокол, в котором может собираться нагнетаемый поддерживающий температурный режим воздух и внутри этого колокола соответственно может создаваться высокое давление, которое препятствует поступлению проникшего в щебеночный балластный слой 12 устанавливающего температурный режим воздуха обратно в колокол. Чтобы подготовить соответственно высокий объемный поток, выпускное сопло 36 может быть соединено более чем с одной подводящей трубой 52, которые могут быть соединены с воздуходувкой. В представленном примере осуществления выпускное сопло 36 оформлено в основном в виде прямоугольной трубы, которая пропущена через кожух 34