УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ УКЛАДКИ ШПАЛ НА БАЛЛАСТНУЮ ПОДУШКУ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
DEVICE AND METHOD FOR SLEEPER LAYING ON BALLAST CUSHION FOR RAILWAY CONSTRUCTION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в целом, к железным дорогам; а более конкретно, к устройствам и способам для укладки шпал на балластные подушки для строительства железной дороги.
Уровень техники
В недавнем прошлом путешествие занимало значительную часть дня человека. Учитывая условия дорожного движения текущей эры, путешествие посредством любого вида транспорта, такого как дорожные транспортные средства, железные дороги, авиалинии и т.д., является очень изматывающим и занимающим время. Среди вышеупомянутых, железные дороги являются наиболее предпочтительным средством для путешествия, особенно на длинные расстояния, а также в случаях, когда путешествие на дорожных транспортных средствах сталкивается с бешенным дорожным движением. Однако, создание пути для путешествия, железнодорожных путей на удаленных и протяженных участках является гораздо большим вызовом по сравнению с созданием дорог, маршрутов полета и т.д.
Обычно, железнодорожное строительство применяет укладку и/или установку шпал (а именно, рельсов, шпал) на балластную подушку. Такой процесс укладки и/или установки требует уймы ручных трудозатрат для отдельного подъема тяжелых шпал и помещения каждой из них на балластную подушку. В частности, шпалы требуют укладки и/или установки с равным удалением относительно друг друга, для обеспечения правильной и безопасной эксплуатации поездов, идущих по соответствующим путям. Следовательно, процесс укладки и/или работа по установке требует постоянного ручного вмешательства, чтобы гарантировать правильное расположение шпал, например, для определения точного положения для укладки каждой шпалы, регулировки положения каждой шпалы относительно запланированного положения соответствующих путей, укладки каждой шпалы параллельно друг другу и т.д. Кроме того, традиционный процесс укладки и/или установки шпал может быть дорогостоящим вследствие ручного труда и других затрат, ассоциированных с ним, также как экстенсивно затратным по времени.
Документ GB 2274130 описывает машину по укладке шпал, содержащую шасси, снабженную ходовыми колесами, двухцепным транспортером-накопителем, продолжающимся вдоль шасси, и наклонным гравитационным транспортером в задней части шасси. Перемещение шпал вниз по гравитационному транспортеру контролируется посредством упорных рычагов, выступающих из замкнутых цепей, поддерживаемых над гравитационным транспортером. Периодическая, синхронизированная работа гравитационного и накопительного транспортеров выполняется в ответ на сигнал, формируемый колесом, которое катится по пути. Документ SU 388078 представляет устройство для расположения шпал в ряд, содержащее раму, подвижную на роликах, к лентам которой прикреплены складывающие зубья, расположенные вдоль участка, шпала и механизм возвратно-поступательного перемещения шпалы снабжаются стопором. Для того, чтобы улучшать производительность линии и уменьшать металлическую емкость устройства, роликовая рама устанавливается на верхние поверхности рельсовых подкладок внутри линии сборки, и вращающее устройство, установленное на головке рельса линии сборки, проектируется как ступенчатая пластина.
В недавнем прошлом, с появлением технологии, новые машины были разработаны для строительства железнодорожных путей. Эти машины предоставляют возможность процесса укладки и/или установки шпал автоматическим или полуавтоматическим способом. Однако, такой процесс установки требует множества машин, чтобы выполнять желаемую задачу. Кроме того, даже такие методы не выполняются с заметной эффективностью и/или гибкостью для требуемой цели.
Следовательно, в свете предшествующего обсуждения, существует необходимость преодолевать вышеупомянутые недостатки, ассоциированные с традиционными машинами и методами, используемыми для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение стремится предоставить устройство для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги. Настоящее изобретение также стремится предоставить способ работы устройства для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги.
Настоящее изобретение стремится предоставить решение существующей проблемы, ассоциированной с традиционными машинами и способами для укладки шпал на балластные подушки для строительства железной дороги. Целью настоящего изобретения является предоставление решения, которое преодолевает по меньшей мере частично проблемы, встретившиеся на предшествующем уровне техники, и предоставляет устройство и способ для уменьшения времени, усилий и ручного труда, требуемого для укладки шпал на балластные подушки для строительства железной дороги.
В одном аспекте вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет устройство для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги, устройство содержит
основную часть, имеющую перемещающий механизм, выполненный с возможностью обеспечения перемещения устройства;
вильчатый подъемник, расположенный на первой стороне основной части и выполненный с возможностью подъема и удерживания по меньшей мере одного комплекта шпал над балластной подушкой;
пару поворотных рычагов, соединенных с возможностью перемещения с основной частью, при этом каждый из поворотных рычагов содержит механизм захвата, и при этом механизмы захвата каждого из поворотных рычагов выполнены с возможностью подбора комплекта шпал с вильчатого подъемника и перемещения комплекта шпал с первой стороны основной части ко второй стороне основной части, противоположной первой стороне;
при этом
опорная конструкция установлена на второй стороне основной части, при этом опорная конструкция содержит
пару удлиненных неподвижных опорных элементов, продолжающихся от второй стороны основной части и расположенных на расстоянии друг от друга; и
пару подвижных опорных элементов, при этом каждая пара подвижных опорных элементов содержит множество подпружиненных элементов, выполненных с возможностью нахождения в закрытом состоянии и отпущенном состоянии, при этом пара подвижных опорных элементов включает в себя выдвижную плиту для приема отпущенной шпалы во время прямой фазы,
и при этом
пара удлиненных неподвижных опорных элементов выполнена с возможностью поддержания на ней комплекта шпал, перемещенного посредством механизмов захвата пары поворотных рычагов с первой стороны основной части ко второй стороне основной части; и
пара подвижных опорных элементов выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно пары удлиненных неподвижных опорных элементов, чтобы последовательно отпускать одну шпалу из комплекта шпал за раз из пары удлиненных неподвижных опорных элементов.
В другом аспекте вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет способ работы устройства для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги, устройство содержит основную часть, имеющую перемещающий механизм; вильчатый подъемник, расположенный на первой стороне основной части и выполненный с возможностью подъема и удерживания по меньшей мере одного комплекта шпал над балластной подушкой; пару поворотных рычагов, соединенных с возможностью перемещения с основной частью, при этом каждый из поворотных рычагов содержит механизм захвата; опорную конструкцию, установленную на второй стороне основной части и содержащую пару удлиненных неподвижных опорных элементов, продолжающихся от второй стороны основной части и расположенных на расстоянии друг от друга; и пару подвижных опорных элементов, каждый из подвижных опорных элементов содержит множество подпружиненных элементов, функционирующих, чтобы получать запертое состояние и отпущенное состояние, при этом пара подвижных опорных элементов включает в себя выдвижную плиту для приема отпущенной шпалы во время прямой фазы.
Способ включает
подбор комплекта шпал с вильчатого подъемника посредством механизмов захвата пары поворотных рычагов и перемещение комплекта шпал с первой стороны основной части ко второй стороне основной части, противоположной первой стороне;
приведение в действие перемещающего механизма, чтобы предоставлять возможность перемещения устройства;
поддержку комплекта шпал, перемещенных посредством механизмов захвата пары поворотных рычагов с первой стороны основной части ко второй стороне основной части, на паре удлиненных неподвижных опорных элементов; и
обеспечение возвратно-поступательного перемещения для пары подвижных опорных элементов относительно пары удлиненных неподвижных опорных элементов, чтобы последовательно отпускать одну шпалу из комплекта шпал за раз с пары удлиненных неподвижных опорных элементов.
Варианты осуществления настоящего изобретения практически устраняют или по меньшей мере частично урегулируют вышеупомянутые проблемы на предшествующем уровне техники и предоставляют возможность эффективной по времени и недорогостоящей работы, подразумевающей наименьшее ручное вмешательство.
Дополнительные аспекты, преимущества, признаки и объекты настоящего изобретения станут понятными из чертежей и подробного описания иллюстративных вариантов осуществления, интерпретируемых вместе с прилагаемой формулой изобретения, которая следует.
Следует понимать, что признаки настоящего изобретения допускают объединение в различные сочетания без отступления от рамок объема настоящего изобретения, который определен прилагаемой формулой изобретения.
Краткое описание чертежей
Приведенная выше сущность изобретения, также как последующее подробное описание иллюстративных вариантов осуществления, являются более понятной при прочтении совместно с прилагаемыми чертежами. С целью иллюстрации настоящего изобретения примерные конструкции изобретения показаны на чертежах. Однако, настоящее изобретение не ограничивается конкретными способами и техническими средствами, описанными в данном документе. Кроме того, специалистам в данной области техники будет понятно, что чертежи выполнены не в масштабе. Везде, где возможно, аналогичные элементы были обозначены идентичными позициями.
Варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь описаны, только в качестве примера, со ссылкой на последующие чертежи, на которых:
Фиг. 1 является видом сбоку устройства для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 является видом сверху устройства (как показано на фиг. 1), в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3A-D являются схематичными представлениями устройства (как показано на фиг. 1) в работе, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4A-C являются схематичными иллюстрациями устройства в работе, в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения и
Фиг. 5 является иллюстрацией этапов способа для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На сопровождающих чертежах подчеркнутая позиция применяется, чтобы обозначать элемент, над которым подчеркнутая позиция располагается, или элемент, к которому подчеркнутая позиция примыкает. Неподчеркнутая позиция относится к элементу, идентифицируемому линией, связывающей подчеркнутую позицию с элементом. Когда позиция является неподчеркнутой и сопровождается соответствующей стрелкой, неподчеркнутая позиция используется для идентификации общего элемента, на который стрелка указывает.
Подробное описание вариантов осуществления
Последующее подробное описание иллюстрирует варианты осуществления настоящего изобретения и способы, которыми они могут быть реализованы. Хотя некоторые режимы выполнения настоящего изобретения были описаны, специалисты в области техники поймут, что другие варианты осуществления для выполнения или применения на практике настоящего изобретения также являются возможными.
В одном аспекте вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет устройство для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги, устройство содержит
основную часть, имеющую перемещающий механизм, выполненный с возможностью обеспечения перемещения устройства;
вильчатый подъемник, расположенный на первой стороне основной части и выполненный с возможностью подъема и удерживания по меньшей мере одного комплекта шпал над балластной подушкой;
пару поворотных рычагов, соединенных с возможностью перемещения с основной частью, при этом каждый из поворотных рычагов содержит механизм захвата, и при этом механизмы захвата каждого из поворотных рычагов выполнены с возможностью подбора комплекта шпал с вильчатого подъемника и перемещения комплекта шпал с первой стороны основной части ко второй стороне основной части, противоположной первой стороне;
при этом
опорная конструкция установлена на второй стороне основной части, при этом опорная конструкция содержит
пару удлиненных неподвижных опорных элементов, продолжающихся от второй стороны основной части и расположенных на расстоянии друг от друга; и
пару подвижных опорных элементов, при этом каждая пара подвижных опорных элементов содержит множество подпружиненных элементов, выполненных с возможностью нахождения в закрытом состоянии и отпущенном состоянии, при этом пара подвижных опорных элементов включает в себя выдвижную плиту для приема отпущенной шпалы во время прямой фазы,
и при этом
пара удлиненных неподвижных опорных элементов выполнена с возможностью поддержания на ней комплекта шпал, перемещенного посредством механизмов захвата пары поворотных рычагов с первой стороны основной части ко второй стороне основной части; и
пара подвижных опорных элементов выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно пары удлиненных неподвижных опорных элементов, чтобы последовательно отпускать одну шпалу из комплекта шпал за раз из пары удлиненных неподвижных опорных элементов.
В другом аспекте вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет способ работы устройства для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги, устройство содержит основную часть, имеющую перемещающий механизм; вильчатый подъемник, расположенный на первой стороне основной части и выполненный с возможностью подъема и удерживания по меньшей мере одного комплекта шпал над балластной подушкой; пару поворотных рычагов, соединенных с возможностью перемещения с основной частью, при этом каждый из поворотных рычагов содержит механизм захвата; опорную конструкцию, установленную на второй стороне основной части и содержащую пару удлиненных неподвижных опорных элементов, продолжающихся от второй стороны основной части и расположенных на расстоянии друг от друга; и пару подвижных опорных элементов, каждый из подвижных опорных элементов содержит множество подпружиненных элементов, выполненных с возможностью нахождения в закрытом состоянии и отпущенном состоянии, при этом пара подвижных опорных элементов включает в себя выдвижную плиту для приема отпущенной шпалы во время прямой фазы.
Способ включает
подбор комплекта шпал с вильчатого подъемника посредством механизмов захвата пары поворотных рычагов и перемещение комплекта шпал с первой стороны основной части ко второй стороне основной части, противоположной первой стороне;
приведение в действие перемещающего механизма, чтобы предоставлять возможность перемещения устройства;
поддержку комплекта шпал, перемещенных посредством механизмов захвата пары поворотных рычагов с первой стороны основной части ко второй стороне основной части, на паре удлиненных неподвижных опорных элементов; и
обеспечение возвратно-поступательного перемещения для пары подвижных опорных элементов относительно пары удлиненных неподвижных опорных элементов, чтобы последовательно отпускать одну шпалу из комплекта шпал за раз с пары удлиненных неподвижных опорных элементов.
Настоящее изобретение предоставляет устройство для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги. Кроме того, настоящее изобретение предоставляет способ для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги с помощью вышеупомянутого устройства. Устройство автоматически выпускает шпалы из себя на предварительно определенном расстоянии друг от друга. Таким образом, усилие, прилагаемое при подъеме и расположении шпал на равных расстояниях относительно друг друга рабочими, экономится, так как устройство не требует или требует ничтожного ручного вмешательства. Устройство устраняет необходимость во множестве машин для укладки шпал, таких как механизм перевозки для перевозки шпал к их предназначенному местоположению, кран для подъема шпал, и т.д. Следовательно, необходимость в рабочих для работы каждой из множества машин снижается, и, следовательно, укладка шпал с помощью устройства является недорогой, так как меньшее ручное вмешательство обеспечивает меньшую стоимость труда. Кроме того, укладка шпал вручную рабочими может вести к их неточному расположению, таким образом, препятствуя правильной и безопасной эксплуатации поездов, идущих по соответствующим путям. Устройство и способ предоставляют возможность точного расположения шпал, так что шпалы укладываются на равном расстоянии относительно друг друга, следовательно, обеспечивая безопасную, правильную и эффективную по времени эксплуатацию поездов, идущих по соответствующим железнодорожным путям.
Устройство содержит основную часть, имеющую перемещающий механизм. Основная часть может быть реализована как корпус для расположения одного или более компонентов устройства, таких как один или более электронных и/или механических компонентов устройства. Например, один или более компонентов, заключенных в основную часть, могут содержать силовую установку для обеспечения возможности работы перемещающего механизма.
Перемещающий механизм содержит механизм перемещения, т.е., компоненты для обеспечения возможности перемещения устройства по балластной подушке. Например, перемещающий механизм может содержать колесную компоновку, которая приводится в движение с помощью силовой установки (как упомянуто выше в данном документе). В варианте осуществления перемещающий механизм содержит по меньшей мере одно из множества ведущих колес или гусеничную компоновку. Например, перемещающий механизм содержит по меньшей мере два колеса на каждой из левой стороны и правой стороны основной части устройства, при этом колеса на каждой стороне окружены по окружности гусеничными лентами. Такие гусеничные ленты могут быть изготовлены с помощью стального материала, материала из нержавеющей стали, материала из синтетического каучука и т.д.
Кроме того, устройство содержит вильчатый подъемник, расположенный на первой стороне основной части и выполненный с возможностью подъема и удерживания по меньшей мере одного комплекта шпал над балластной подушкой. Комплект шпал содержит множество шпал, расположенных комплектно, при этом каждый комплект содержит конкретное число шпал. Кроме того, такое множество комплектов шпал может быть расположено на балластной подушке перед началом работы устройства и на пути перемещения устройства по балластной подушке. Следует понимать, что, когда устройство перемещается поблизости от множества комплектов шпал, расположенных на балластной подушке, вильчатый подъемник функционирует, чтобы поднимать по меньшей мере один комплект шпал из множества комплектов шпал над балластной подушкой и удерживать (например, поддерживать) по меньшей мере один комплект шпал. Дополнительно, вильчатый подъемник может быть выполнен с возможностью поднимать и перемещать по меньшей мере один комплект шпал в боковом направлении относительно железной дороги, которая должна быть построена. Кроме того, может быть поддерживающий поддон по меньшей мере между одним комплектом шпал и балластной подушкой, чтобы предоставлять возможность вилам вильчатого подъемника поднимать их со дна комплекта.
Устройство содержит пару поворотных рычагов, соединенных с возможностью перемещения с основной частью, при этом каждая пара поворотных рычагов содержит механизм захвата. Типично, поворотные рычаги соединяются с промежуточным участком основной части. Пара поворотных рычагов может, например, быть поворотным образом присоединена к промежуточному участку основной части, и каждый из пары поворотных рычагов присоединяется к каждой из левой стороны и правой стороны основной части устройства, соответственно. В варианте осуществления каждый из пары поворотных рычагов включает в себя первый конец, подвижным образом присоединенный к промежуточному участку основной части, и второй конец с установленным механизмом захвата. Пара поворотных рычагов содержит механизм захвата, установленный на их первом конце, например, на свободном конце каждого из пары поворотных рычагов, а другой конец (или второй конец) пары поворотных рычагов поворотным образом присоединен к промежуточному участку основной части. Механизмы захвата пары поворотных рычагов выполнены с возможностью подбора комплекта шпал с вильчатого подъемника и перемещения комплекта шпал с первой стороны основной части ко второй стороне основной части, противоположной первой стороне. Механизмы захвата пары поворотных рычагов ассоциируются с шириной и растягивающей нагрузкой, которая предоставляет возможность поднятия комплекта шпал посредством механизмов захвата с вильчатого подъемника. В примере каждый механизм захвата содержит L-образный компонент на своем нижнем конце. В таком примере механизмы захвата функционируют, чтобы подбирать комплект шпал с вильчатого подъемника посредство скольжения короткого рычага L-образного компонента под комплект шпал и затем вертикального подъема комплекта шпал. После этого пара поворотных рычагов функционирует, чтобы поворачиваться вокруг промежуточного участка основной части, тем самым, перемещая комплект шпал с первой стороны основной части (такой как передняя сторона основной части) ко второй стороне основной части (такой как задняя сторона основной части), противоположной первой стороне.
Кроме того, устройство содержит опорную конструкцию, установленную на второй стороне основной части (такой как задняя сторона основной части). Опорная конструкция содержит пару удлиненных неподвижных опорных элементов, продолжающихся от второй стороны основной части и расположенных на расстоянии друг от друга. Пара удлиненных неподвижных опорных элементов может быть реализована как горизонтальные элементы, расположенные в направлении нижнего конца на второй стороне основной части. Кроме того, каждый из пары удлиненных неподвижных опорных элементов размещается напротив друг друга, например, один из удлиненных неподвижных опорных элементов размещается в направлении левой стороны основной части на второй ее стороне (такой как задняя сторона основной части), а другой удлиненный неподвижный опорный элемент размещается в направлении правой стороны основной части на второй ее стороне. Кроме того, удлиненные неподвижные опорные элементы размещаются на расстоянии друг от друга. Например, удлиненные неподвижные опорные элементы размещаются на расстоянии друг от друга на расстоянии, которое может быть слегка меньше длины шпал, так что шпалы поддерживаются их концами.
Опорная конструкция содержит пару подвижных опорных элементов, при этом каждый из подвижных опорных элементов содержит множество подпружиненных элементов, выполненных с возможностью нахождения в закрытом состоянии или отпущенном состоянии. Пара подвижных опорных элементов размещается так, что горизонтальное положение каждого из подвижных опорных элементов практически соответствует горизонтальному положению каждого из пары удлиненных неподвижных опорных элементов. Однако, пара подвижных опорных элементов размещается так, что зазор формируется вертикально, между парой удлиненных неподвижных опорных элементов и парой подвижных опорных элементов, чтобы предоставлять возможность относительного перемещения между ними. Кроме того, такой зазор может быть сформирован так, что плоскость пары удлиненных неподвижных опорных элементов, на которых размещается шпала, является практически копланарной с плоскостью подвижных опорных элементов (когда каждый из множества подпружиненных элементов находится в своем запертом состоянии, объясняется подробно в данном документе позже), которые находятся рядом с нижней плоскостью комплекта шпал, поддерживаемых на опорной конструкции. Кроме того, каждый подвижный опорный элемент содержит множество подпружиненных элементов, так что множество подпружиненных элементов линейно размещаются между парой плоскостных элементов, имеющих ту же вертикальную высоту, что и множество подпружиненных элементов. Кроме того, каждый подпружиненный элемент выполнен с возможностью нахождения в закрытом состоянии и отпущенном состоянии.
В одном варианте осуществления каждый из множества подпружиненных элементов содержит полую основную часть, рычаг толкателя, поворотно соединенный с полой основной частью, и пружину, соединенную с полой основной частью и рычагом толкателя. Подпружиненный элемент передает толкающее усилие, прикладываемое к нему, к шпалам для их перемещения и для их расположения на балластной подушке. Кроме того, каждый из множества подпружиненных элементов содержит полую основную часть, такую как кубическую основную часть, которая является открытой со своей верхней стороны и полой внутри. Кроме того, ширина полой основной части может соответствовать ширине каждой шпалы из комплекта шпал. Подпружиненные элементы типично содержат рычаг толкателя, поворотно присоединенный к заднему концу полой основной части и пружине. Пружина может быть присоединена к промежуточному участку внутри полой основной части и соответствующей области нижней стороны рычага толкателя. Подпружиненный элемент находится в закрытом состоянии, когда пружина сжимается, и рычаг толкателя поворотно опускается к полой основной части. Пружина каждого из множества подпружиненных элементов ассоциируется с константой пружины, так что усилие пружины, прикладываемое пружиной, когда шпала помещается на соответствующий подпружиненный элемент, уравновешивает (или практически равно) вес шпалы. В таком случае, пружина сжимается, рычаг толкателя поворотно опускается, так что рычаг толкателя полностью размещается в полой основной части подпружиненного элемента, и подпружиненный элемент находится в закрытом состоянии. Кроме того, подпружиненный элемент находится в отпущенном состоянии, когда пружина разжимается, и рычаг толкателя поворотно поднимается от полой основной части. Следует понимать, что, так как константа пружины для пружины предоставляет возможность сжатия пружины, когда шпала помещается на рычаг толкателя, когда шпала не помещается на рычаг толкателя, усилие пружины для пружины не уравновешивается (или нейтрализуется) весом шпалы. Следовательно, пружина разжимается, и рычаг толкателя поворотно толкается вверх из корпуса полой основной части, и, таким образом, подпружиненный элемент находится в отпущенном состоянии. В одном варианте осуществления угол рычага толкателя относительно полой основной части, когда подпружиненный элемент размещается на горизонтальной поверхности, и подпружиненному элементу обеспечивается возможность находиться в отпущенном состоянии, находится в диапазоне от 30° до 60°. Например, такой угол может быть от 30, 35, 40, 45 или 50 градусов до 40, 45, 50, 55 или 60 градусов.
Пара подвижных опорных элементов выполнена с возможностью поддержания на ней комплекта шпал, перемещенного посредством механизмов захвата пары поворотных рычагов с первой стороны основной части ко второй стороне основной части. Следует понимать, что, так как вертикальный зазор формируется между парой удлиненных неподвижных опорных элементов и парой подвижных опорных элементов, комплект шпал поддерживается только на паре удлиненных неподвижных опорных элементов. Следовательно, может быть относительное перемещение между шпалами и парой подвижных опорных элементов.
Перемещающий механизм выполнен с возможностью обеспечения перемещения устройства, например, в течение первого периода времени и поддерживать устройство в неподвижном положении в течение второго периода времени. Фактически, согласно варианту осуществления, в течение первого периода времени перемещающий механизм выполнен с возможностью перемещения устройства с заданной первой скоростью, и возвратно-поступательное перемещение имеет заданную частоту. Согласно другому варианту осуществления, перемещающий механизм выполнен с возможностью перемещения устройства в течение первого периода времени и поддерживания устройства в неподвижном положении в течение второго периода времени, и возвратно-поступательное перемещение осуществляется в течение второго периода времени.
Фактически было обнаружено, что перемещение устройства посредством перемещающего механизма и впоследствии поддержание устройства в неподвижном положении в течение второго периода времени предоставляет возможность расположения шпал на фиксированных расстояниях друг от друга. Шпала размещается, когда устройство поддерживается в неподвижном положении в течение второго периода времени, и затем устройству обеспечивается возможность перемещения в положение, в котором требуется расположение другой шпалы, такое перемещение устройства соответствует первому периоду времени. Перемещение устройства и затем поддержание устройства в неподвижном положении выполняется до тех пор, пока все шпалы по меньшей мере одного комплекта шпал не будут расположены. В варианте осуществления первый период времени, когда устройству обеспечивается возможность перемещения, изменяется посредством перемещающего механизма, чтобы изменять расстояние между отпусканием каждой последующей шпалы из комплекта шпал с пары удлиненных неподвижных опорных элементов. Например, когда расстояние между расположением последовательных шпал требуется изменить, первый период времени, когда перемещающий механизм предоставляет возможность устройству перемещаться, может быть изменен.
Пара подвижных опорных элементов выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно пары удлиненных неподвижных опорных элементов, чтобы последовательно отпускать одну шпалу из комплекта шпал за раз с пары удлиненных неподвижных опорных элементов. Например, шпала отпускается, когда устройство поддерживается в неподвижном положении, после каждого возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов. Каждая шпала отпускается в свою очередь. Пара подвижных опорных элементов выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения, так что оба подвижных опорных элемента одновременно перемещаются к основной части устройства (называется обратной фазой возвратно-поступательного перемещения) или к дальнему концу пары удлиненных неподвижных опорных элементов (называется прямой фазой возвратно-поступательного перемещения). Кроме того, после завершения каждого последовательного возвратно-поступательного перемещения (или одного цикла из обратной фазы и соответствующей прямой фазы возвратно-поступательного перемещения), одна шпала из комплекта шпал будет отпускаться с пары удлиненных неподвижных опорных элементов до тех пор, пока все шпалы, поддерживаемые на паре удлиненных неподвижных опорных элементов, не будут отпущены из опорной конструкции. Кроме того, шпала отпускается с опорной конструкции, когда устройство поддерживается в неподвижном положении.
В другом варианте осуществления устройство конфигурируется, чтобы перемещаться с заданной первой скоростью. Частота (т.е., сколько раз в минуту шпала отпускается) возвратно-поступательного перемещения может быть сконфигурирована. Расстояние между двумя шпалами является функцией заданной первой скорости и частоты. В качестве примера, если устройство перемещается со скоростью 10 метров в минуту, и частота возвратно-поступательного перемещения равна 20 раз в минуту, шпалы будут размещаться на земле с равными расстояниями 50 см друг от друга. В альтернативном варианте осуществления расстояние от предыдущей шпалы измеряется перед активизацией возвратно-поступательного перемещения, чтобы регулировать расстояния между шпалами. Дополнительно, устройство может содержать спидометр или средство наблюдения за расстоянием (такое как лазер, камера и т.д.).
В варианте осуществления устройство дополнительно содержит по меньшей мере один актуатор, функционально соединенный с каждой из пары подвижных опорных элементов, для обеспечения возвратно-поступательного перемещения для пары подвижных опорных элементов. Такой актуатор обеспечивает тянущее и толкающее усилие для обеспечения возможности обратной фазы и прямой фазы возвратно-поступательного перемещения, соответственно, каждого из пары подвижных опорных элементов относительно пары удлиненных неподвижных опорных элементов. В одном варианте осуществления по меньшей мере один актуатор является гидравлическим актуатором. Альтернативно по меньшей мере один актуатор является пневматическим актуатором (например, пневматическим актуатором, который снабжается клапаном регулировки скорости).
Согласно варианту осуществления, во время прямой фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов, шпала, поддерживаемая парой удлиненных неподвижных опорных элементов (типично на их дальнем конце), отпускается посредством пары подвижных опорных элементов, непосредственно на балластную подушку. Это осуществляется посредством простого толкающего усилия подвижных опорных элементов.
Во время прямой фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов шпала, поддерживаемая парой удлиненных неподвижных опорных элементов (например, на их дальнем конце), отпускается посредством пары подвижных опорных элементов на пластину расширения подвижных опорных элементов, и во время обратной фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов пара подвижных опорных элементов втягивается к основной части, таким образом, отпуская шпалу на балластную подушку. Фактически, пара подвижных опорных элементов содержит пластину расширения для приема отпущенной шпалы во время прямой фазы. Как упомянуто выше в данном документе, пара подвижных опорных элементов функционируют, чтобы выполнять возвратно-поступательное перемещение относительно пары удлиненных неподвижных опорных элементов. Кроме того, во время прямой фазы возвратно-поступательного перемещения, пара подвижных опорных элементов функционирует, чтобы перемещаться так, что комплект шпал, поддерживаемых на паре удлиненных неподвижных опорных элементов (таких как шпала, поддерживаемая на удлиненных неподвижных опорных элементах, наиболее отдаленная от основной части), толкается до тех пор, пока шпала, поддерживаемая на дальнем конце пары удлиненных неподвижных опорных элементов не будет столкнута с него. Следует понимать, что когда каждая шпала из комплекта шпал отпускается, комплект шпал будет перемещаться ближе к дальнему концу пары удлиненных неподвижных опорных элементов. Следовательно, возвратно-поступательное перемещение пары подвижных опорных элементов регулируется так, что пара подвижных опорных элементов перемещаются на дополнительное расстояние во время каждого последующего возвратно-поступательного перемещения до тех пор, пока все шпалы из комплекта шпал не будут отпущены с удлиненных неподвижных опорных элементов. Кроме того, во время обратной фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов, подвижные опорные элементы функционируют, чтобы втягиваться к основной части устройства (или пара подвижных опорных элементов "сбрасывается"), чтобы выполнять последующее возвратно-поступательное перемещение.
В одном варианте осуществления, во время прямой фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов по меньшей мере одной паре подпружиненных элементов обеспечивается возможность достигать отпущенного состояния для обеспечения возможности отпускания шпалы, поддерживаемой на дальнем конце пары удлиненных неподвижных опорных элементов, и оставшимся подпружиненным элементам оставаться в закрытом состоянии, а во время обратной фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов другой паре из оставшихся подпружиненных элементов в закрытом состоянии обеспечивается возможность достигать отпущенного состояния для обеспечения возможности отпускания оставшейся по меньшей мере одной шпалы из комплекта шпал. Комплект шпал может быть расположен на паре удлиненных неподвижных опорных элементов, так что подпружиненный элемент, ближайший к основной части устройства, всегда поддерживается в отпущенном состоянии. Следовательно, число для множества подпружиненных элементов на каждом подвижном опорном элементе будет больше числа шпал по меньшей мере в одном комплекте шпал. Кроме того, во время прямой фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов, подпружиненный элемент, ближайший к основной части, действует в качестве "толкающего элемента", так как подпружиненный элемент передает толкающее усилие, прикладываемое по меньшей мере одним актуатором, к комплекту шпал, поддерживаемых на паре удлиненных неподвижных опорных элементов, до тех пор, пока шпала на дальнем конце пары удлиненных неподвижных опорных элементов будет отпущена с него. Затем, пара подвижных опорных элементов выполняют обратную фазу возвратно-поступательного перемещения, при этом пара подвижных опорных элементов втягивается к основной части устройства. Следует понимать, что, вследствие вертикального зазора, сформированного между парой подвижных опорных элементов и парой удлиненных неподвижных опорных элементов, пара подвижных опорных элементов может перемещаться к основной части без нарушения положения комплекта шпал на паре удлиненных неподвижных опорных элементов, во время обратной фазы возвратно-поступательного перемещения.
После этого, когда комплект шпал перемещается на паре удлиненных неподвижных опорных элементов на расстояние, соответствующее ширине каждой шпалы, когда пара подвижных опорных элементов достигает первоначального своего положения (или положения, ближайшего к основной части устройства), подпружиненный элемент, который является следующим по отношению к подпружиненному элементу, ближайшему к основной части, не будет иметь шпалы, соответствующей его положению. Затем, подпружиненному элементу обеспечивается возможность достигать отпущенного состояния и, следовательно, соответствующий подпружиненный элемент действует в качестве толкающего элемента. Следует понимать, что такое возвратно-поступательное перемещение пары подвижных опорных элементов повторяется до тех пор, пока все подпружиненные элементы не достигнут отпущенного состояния, при этом такое достижение отпущенного состояния всех подпружиненных элементов будет соответствовать отпусканию всех шпал из комплекта шпал, поддерживаемых на паре удлиненных неподвижных опорных элементов. Кроме того, опорная конструкция, содержащая удлиненные неподвижные опорные элементы и подвижные опорные элементы, изготавливается имеющей низкую высоту подъема относительно балластной подушки. Следовательно, шпалы отпускаются с низкой высоты подъема, тем самым, практически минимизируя необязательное перемещение шпалы, после того как шпала соприкасается с балластной подушкой.
В одном варианте осуществления вильчатый подъемник выполнен с возможностью подъема другого комплекта шпал над балластной подушкой для приема механизмами захвата пары поворотных рычагов, прежде чем последняя шпала из комплекта шпал, поддерживаемых на паре удлиненных неподвижных опорных элементов, была отпущена. Следует понимать, что, как только последняя шпала из комплекта шпал была отпущена из опорной конструкции, другой комплект шпал потребуется переместить на нее. В таком случае, вильчатый подъемник выполнен с возможностью подъема другого комплекта шпал над балластной подушкой, прежде чем последняя шпала из комплекта шпал была отпущена. Следовательно, пара поворотных рычагов функционирует, чтобы перемещать другой комплект шпал с первой стороны на вторую сторону основной части устройства. Затем, механизмы захвата пары поворотных рычагов функционируют, чтобы помещать комплект шпал на пару удлиненных неподвижных опорных элементов, как только пара подвижных опорных элементов завершает обратную фазу возвратно-поступательного перемещения после отпускания последней шпалы. Следует понимать, что, когда другой комплект шпал помещается на пару удлиненных неподвижных опорных элементов, их подпружиненные элементы функционируют, чтобы достигать закрытого состояния из своего отпущенного состояния. Однако, как упомянуто выше в данном документе, подпружиненный элемент, ближайший к основной части устройства, всегда поддерживается в отпущенном состоянии.
Настоящее изобретение также относится к способу работы устройства для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги, как описано выше. Различные варианты осуществления и варианты, описанные выше, применяются с необходимыми изменениями к способу.
В варианте осуществления способ содержит отпускание посредством пары подвижных опорных элементов шпалы, поддерживаемой на дальнем конце пары удлиненных неподвижных опорных элементов, во время прямой фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов, и втягивание пары подвижных опорных элементов к основной части, во время обратной фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов.
Согласно одному варианту осуществления, способ включает обеспечение возможности по меньшей мере одной паре подпружиненных элементов нахождения в отпущенном состоянии во время прямой фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов, для обеспечения возможности отпускания шпалы, поддерживаемой на дальнем конце пары удлиненных неподвижных опорных элементов, и одновременное поддержание оставшихся подпружиненных элементов в закрытом состоянии; и обеспечение возможности другой паре из оставшихся подпружиненных элементов в закрытом состоянии нахождения в отпущенном состоянии во время обратной фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов, для обеспечения возможности отпускания оставшейся по меньшей мере одной шпалы из комплекта шпал.
В варианте осуществления устройство дополнительно содержит по меньшей мере один актуатор, функционально соединенный с каждой из пары подвижных опорных элементов, и при этом способ содержит приведение в действие актуатора для обеспечения возвратно-поступательного перемещения для пары подвижных опорных элементов.
В одном варианте осуществления вильчатый подъемник выполнен с возможностью подъема другого комплекта шпал над балластной подушкой для приема механизмами захвата пары поворотных рычагов, прежде чем последняя шпала из комплекта шпал, поддерживаемых на паре удлиненных неподвижных опорных элементов, была отпущена.
Согласно одному варианту осуществления, способ дополнительно содержит изменение первого периода времени, когда устройству обеспечивается возможность перемещения посредством перемещающего механизма, чтобы изменять расстояние между отпусканием каждой последующей шпалы из комплекта шпал с пары удлиненных неподвижных опорных элементов.
Подробное описание чертежей
Обращаясь к фиг. 1, показан вид сбоку устройства 100 для укладки шпал 102 на балластную подушку для строительства железной дороги, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство 100 содержит основную часть 104, имеющую перемещающий механизм 106 и вильчатый подъемник 108, расположенный на первой стороне основной части 104. Устройство 100 дополнительно содержит пару поворотных рычагов 110, соединенных с возможностью перемещения с основной частью, при этом каждая пара поворотных рычагов 110 содержит механизм 112 захвата. Кроме того, устройство 100 содержит опорную конструкцию 114, установленную на второй стороне основной части. Кроме того, устройство 100 содержит два актуатора 118.
Обращаясь к фиг. 2, показан вид сверху устройства 100 на фиг. 1, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство 100 содержит основную часть 104 и опорную конструкцию 114. Опорная конструкция 114 содержит пару удлиненных неподвижных опорных элементов 204, продолжающихся от второй стороны основной части и расположенных на расстоянии друг от друга. Кроме того, опорная конструкция 114 содержит пару подвижных опорных элементов 202, при этом каждый из подвижных опорных элементов содержит множество подпружиненных элементов. Кроме того, устройство содержит два актуатора 118.
Обращаясь к фиг. 3A-D, показаны схематичные иллюстрации устройства 300 (аналогичного устройству 100 на фиг. 1 и 2) для укладки шпал 318A-C на балластную подушку 320 для строительства железной дороги, в действии, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство 300 содержит основную часть 302 (аналогичную основной части 104 на фиг. 1 и 2) и опорную конструкцию 304 (аналогичную опорной конструкции 114 на фиг. 1 и 2). Опорная конструкция 304 содержит пару удлиненных неподвижных опорных элементов 306 (аналогичных паре удлиненных неподвижных опорных элементов 204 на фиг. 2) и пару подвижных опорных элементов 308 (аналогичных паре подвижных опорных элементов 202 на фиг. 2). Как показано, пара подвижных опорных элементов 308 функционально соединяется с актуатором 310. Кроме того, каждый из подвижных опорных элементов 308 содержит множество подпружиненных элементов 330A-C, и каждый из множества подпружиненных элементов 330A-C включает в себя полую основную часть 312, рычаг 314 толкателя, пружину 316 и ось в качестве точки 317 вращения.
Обращаясь к фиг. 3A, три шпалы 318A-C опираются на пару удлиненных неподвижных опорных элементов 306. Кроме того, подпружиненные элементы 330A-C находятся в закрытом состоянии, когда три шпалы 318A, 318B и 318C помещены на пару удлиненных неподвижных опорных элементов 306. Кроме того, подпружиненный элемент 330C из множества подпружиненных элементов 330A-C, который не поддерживает какую-либо из шпал 318A-C (и является ближайшим к основной части 302 устройства 300), всегда поддерживается в отпущенном состоянии.
Обращаясь к фиг. 3B, показана прямая фаза возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов 308, при этом пара подвижных опорных элементов 308 перемещает три шпалы 318A-C к дальнему концу пары удлиненных неподвижных опорных элементов 306. Как показано, шпала 318A отпускается с пары удлиненных неподвижных опорных элементов 306. Кроме того, положение шпал 318B и 318C, соответствующих множеству подпружиненных элементов 330A-C, является таким, что подпружиненные элементы 330A и 330B остаются в закрытом состоянии.
Обращаясь теперь к фиг. 3C, показана обратная фаза возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов 308. Как показано, подпружиненный элемент 330C, который не соответствует положению какой-либо из шпал 318B и 318C, находится в отпущенном состоянии.
Обращаясь теперь к фиг. 3D, показана прямая фаза последующего возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов 308. Шпалы 318B-C толкаются к дальнему концу пары удлиненных неподвижных опорных элементов 306, так что шпала 318B отпускается с пары удлиненных неподвижных опорных элементов 306 и затем приобретает наклоненное положение для того, чтобы укладываться на балластную подушку для строительства железной дороги. Хорошо бы отметить, что положение устройства 300 на фиг. 3A, 3B, 3C и 3D относительно земли предполагает перемещение со скоростью v вправо и возвратно-поступательное перемещение с частотой f. В практическом смысле, шпалы 318A, 318B и 318C будут, таким образом, распределены на заданном расстоянии d друг от друга, равном d=v/f.
Обращаясь к фиг. 4A, 4B и 4C, показан вариант осуществления, в котором подвижные опорные элементы 308 содержат выдвижную плиту 408. Выдвижная плита 408 выступает, как указано на фиг. 4B, когда подвижный опорный элемент 308 перемещается во время прямой фазы. Шпала 318 отпускается с неподвижных опорных элементов 306, и она падает на верхнюю сторону выдвижной плиты 408. Обращаясь к фиг. 4C, когда подвижный опорный элемент 308 находится в своей обратной фазе, выдвижная плита 408 отводится из под шпалы 318A, таким образом, размещая шпалу на балластной подушке 320.
Обращаясь к фиг. 5, показаны этапы способа 500 для укладки шпал на балластную подушку для строительства железной дороги, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На этапе 502 комплект шпал подбирается с вильчатого подъемника посредством механизмов захвата пары поворотных рычагов, чтобы перемещать комплект шпал с первой стороны основной части ко второй стороне основной части, противоположной первой стороне. На этапе 504 перемещающий механизм приводится в действие, чтобы предоставлять возможность перемещения устройства в течение первого периода времени и поддержания устройства в неподвижном положении в течение второго периода времени. На этапе 506 комплект шпал, перемещенный посредством механизмов захвата пары поворотных рычагов с первой стороны основной части ко второй стороне основной части, поддерживается на паре подвижных опорных элементов. На этапе 508 возвратно-поступательное перемещение обеспечивается для пары подвижных опорных элементов относительно пары удлиненных неподвижных опорных элементов, чтобы последовательно отпускать каждую шпалу из комплекта шпал с пары удлиненных неподвижных опорных элементов, когда устройство поддерживается в неподвижном положении, после каждого последующего возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов.
Этапы 502-508 являются лишь иллюстративными, и другие альтернативы могут также быть предусмотрены, когда один или более этапов добавляются, один или более этапов удаляются, или один или более этапов предусматриваются в другой последовательности без отступления от рамок формулы изобретения в данном документе. Например, способ содержит отпускание посредством пары подвижных опорных элементов шпалы, поддерживаемой на дальнем конце пары удлиненных неподвижных опорных элементов, во время прямой фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов, и втягивание пары подвижных опорных элементов к основной части, во время обратной фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов. В другом примере каждый из множества подпружиненных элементов содержит полую основную часть, рычаг толкателя, поворотно соединенный с полой основной частью, и пружину, соединенную с каждой из полой основной части и рычагом толкателя, и при этом способ включает обеспечение возможности подпружиненному элементу нахождения в закрытом состоянии, когда пружина сжимается, и рычаг толкателя поворотно опускается к полой основной части, и обеспечение возможности подпружиненному элементу нахождения в отпущенном состоянии, когда пружина разжимается, и рычаг толкателя поворотно поднимается от полой основной части. В еще одном примере способ содержит обеспечение возможности по меньшей мере одной паре подпружиненных элементов нахождения в отпущенном состоянии во время прямой фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов, для обеспечения возможности отпускания шпалы, поддерживаемой на дальнем конце пары удлиненных неподвижных опорных элементов, и одновременное поддержание оставшихся подпружиненных элементов в закрытом состоянии; и обеспечение возможности другой паре из оставшихся подпружиненных элементов в закрытом состоянии нахождения в отпущенном состоянии во время обратной фазы возвратно-поступательного перемещения пары подвижных опорных элементов, для обеспечения возможности отпускания оставшейся по меньшей мере одной шпалы из комплекта шпал.
В одном примере устройство дополнительно содержит по меньшей мере один актуатор, функционально соединенный с каждой из пары подвижных опорных элементов, и при этом способ содержит приведение в действие актуатора для обеспечения возвратно-поступательного перемещения для пары подвижных опорных элементов. В другом примере вильчатый подъемник выполнен с возможностью подъема другого комплекта шпал над балластной подушкой для приема механизмами захвата пары поворотных рычагов, прежде чем последняя шпала из комплекта шпал, поддерживаемых на паре удлиненных неподвижных опорных элементов, была отпущена. В еще одном примере способ дополнительно содержит изменение первого периода времени, когда устройству обеспечивается возможность перемещения посредством перемещающего механизма, чтобы изменять расстояние между отпусканием каждой последующей шпалы из комплекта шпал с пары удлиненных неподвижных опорных элементов.
Модификации в вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных выше, являются возможными без отступления от рамок объема настоящего изобретения, который определен сопровождающей формулой изобретения. Такие выражения как "включающий в себя", "содержащий", "объединяющий", "имеет", "является", используемые для описания и характеристики настоящего изобретения, подразумевают интерпретацию неисключающим образом, а именно, предоставляющую возможность для объектов, компонентов или элементов, явно не описанных, также присутствовать. Ссылка на единственное число также должна интерпретироваться как относящаяся к множественному числу.