专利名称：一种复合型轨枕的连续生产的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合型枕木的连续生产的设备，属于轨枕领域。
背景技术：
枕木常被用于承载物体，是铁路建设、专用轨道走行设备铺设和承载设备领域中不可或缺的材料。根据其组成材料的不同，枕木主要分为木制枕木、钢筋混凝土枕木、钢制枕木和复合材料枕木。随着技术的发展，目前复合材料枕木成为新兴的材料枕木，该复合材料枕木较之木制枕木等具有更强的吸收列车行驶时产生重量的性能，从而在铁路建设领域得到了广泛的关注。根据复合材料的种类不同，其主要分为橡塑复合枕木、玻璃钢复合枕木以及聚氨酯合成枕木。橡塑复合枕木是以废旧轮胎或者回收塑料制得的热塑性弹性体作为枕木的外壳，以混凝土作为枕木的内芯，采用挤出工艺制得的，其具有抗冲击、耐腐蚀、高强度的特点。虽然其在技术应用上可以将大量的废旧轮胎和废塑料回收利用，具有环保意义，但是该产品不仅生产工艺复杂，而且采用以上述来源并不稳定的废旧橡胶和回收塑料作为枕木的外壳，因此其耐候性和耐老化性较差。玻璃钢复合枕木是由玻璃钢筒体和设置在玻璃钢筒体内的填充材料组成；其中，玻璃钢筒体是以不饱和聚酯树脂、玻璃纤维粗纱、粉末填料为原料，采用缠绕、拉挤、手糊等工艺制作而成，填充材料一般采用高强度泡沫材料。制得的玻璃钢复合材料枕木具有优良的力学性能，但是由于其采用缠绕、拉挤、手糊等工艺所以生产效率极低，产品稳定性和耐候性都较差。聚氨酯合成枕木是由发泡聚氨酯树脂浸溃连续玻璃纤维，通过连续成型工艺先制得较薄的板材，之后再将其层叠粘合而成。其中聚氨酯(简称PU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。该种枕木具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性能好、便于现场加工和施工的特点。中国专利CN101328311A公开一种聚氨酯合成枕木的制造工艺，该工艺首先需要进行导纱，将玻璃纤维无捻粗纱通过单组纱架和导纱装置引导至所需截面，限定导纱运行速度为O. Γ1. Om/min ;使用发泡机注胶将聚氨酯原液均匀喷涂在所述经导纱的玻璃纤维无捻粗纱表面或内部，再使用均匀浸溃设备对玻璃纤维无捻粗纱进行挤压，从而实现聚氨酯树脂对所述玻璃纤维无捻粗纱的均匀浸溃。之后，浸溃过聚氨酯树脂的玻璃纤维进入滚动成型模具，控制温度在6(T12(TC，对枕木进行成型固化，最后对经固化后的枕木进行切割即可。在该现有技术中，所述玻璃纤维无捻粗纱在单组纱架和导纱装置引导下，沿着相同的纵向方向进行，所以导致枕木容易在受力状态下发生弯曲变形，从而造成枕木在径向上的破裂，使得枕木整体失效。在现有技术中，中国专利文献CN101850622A公开一种复合成轨枕的制造工艺，该工艺首先需要选择木质材料或者复合材料作为内芯；在所述木质材料外部纵向缠绕玻璃纤维无捻粗纱，向所述玻璃纤维无捻粗纱上喷涂至少添加有固化剂的不饱和聚酯树脂，并利用所述不饱和聚酯树脂对所述玻璃纤维无捻粗纱进行浸润，形成不饱和聚酯树脂增强玻璃纤维无捻粗纱层；对所述复合材料内芯则不进行任何处理。在前述处理的基础上，该技术中所述轨枕还在所述不饱和聚酯树脂增强玻璃纤维无捻粗纱或复合材料内芯外包裹经偶联剂表面处理后的玻璃纤维多轴向布，并向所述玻璃纤维多轴向布上喷涂聚氨酯树脂，并利用所述聚氨酯树脂对所述玻璃纤维多轴向布进行浸润并充分发泡形成聚氨酯树脂增强纤维多轴向布层。但是该复合枕木的制造工艺只是将聚氨酯树脂喷洒于树脂的表面，聚氨酯树脂分布不均匀，而且聚氨酯也不能很好的浸透玻璃纤维多轴向布，因此发泡完成后聚氨酯树脂 布层的强度，使得轨枕的外表层容易受到破坏。该工艺存在另一个问题，即该工艺很难实现轨枕的连续化和自动化生产，生产周期较长，工作量大，生产效率低，且轨枕制品的稳定性较差的问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的第一个技术问题是现有技术中的聚氨酯树脂合成轨枕制造工艺采用了玻璃纤维单一的纵向排列方式导纱，没有设置横向位置的剪力配筋，制造的轨枕在受力发生弯曲时容易导致层间剪力破坏，甚至轨枕整体失效的缺陷，进而提供一种配制有多个方向的剪力、层间剪力不容易破坏的复合型轨枕的连续生产的设备； 本实用新型所要解决的第二个问题是现有技术中的喷涂于玻璃纤维多轴向布的聚氨酯树脂分布不均匀，而且也不能很好的浸透玻璃纤维多轴向布，因此发泡完成后聚氨酯树脂在聚氨酯树脂增强纤维多轴向布层中分布不均匀，从而影响了聚氨酯树脂增强纤维多轴向布层的强度的缺陷，进而提供一种能够将聚氨酯树脂充分浸透玻璃纤维多轴向布的复合型轨枕的连续生产的设备；本实用新型所要解决的第三个技术问题是现有技术中的复合型轨枕的生产周期较长，工作量大，生产效率低，不能实现轨枕的连续化和自动化生产，且轨枕制品的稳定性较差的缺陷，进而提供一种能够连续化和自动化生产复合型轨枕的连续生产的设备。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种复合型轨枕的连续生产的设备，该设备依次设置有第一旋转装置、撑展机构、喷洒器、对辊、剪切装置和第二旋转装置；所述第一旋转装置用于放置成卷的玻璃纤维织布，所述喷洒器位于撑展机构与对辊之间，所述第二旋转装置用于放置轨枕内芯，所述剪切装置位于所述对辊与第二旋转装置之间。在所述喷洒器的上端设置有两个储存器，所述喷洒器通过管道与两个储存器分别连接。在所述喷洒器内还设置有静态混合器。所述轨枕内芯的两端设置有凹槽，所述凹槽与第二旋转装置的转轴上的定位件相配合，并使轨枕内芯固定于第二旋转装置。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点[0019](I)本实用新型的所述的设备采用依次设置有第一旋转装置、撑展机构、喷洒器、对辊、剪切装置和第二旋转装置的技术方案，使用本实用新型的设备生产的复合型轨枕，实现了轨枕多个方向的剪力配制，从而在轨枕受力弯曲时也不会出现层间剪力的破坏，而且复合材料具有一定减震作用，使得本实用新型生产的轨枕可以更好地吸收噪音。本实用新型将第一旋转装置、撑展机构、喷洒器、对辊、剪切装置和第二旋转装置组合成一条完整的生产线，实现了复合型轨枕的连续生产，可以进行自动化生产，大大提高了生产效率，而且的轨枕的制品的稳定性好。本实用新型通过撑展机构使玻璃纤维织布平整展开、去除褶皱，这样可以很好浸透聚氨酯树脂，而且在卷绕于预应力混凝土轨枕内芯时，卷绕的更加密实、均匀。本实用新型设置有对辊，可以通过对辊的挤压实现所述聚氨酯树脂充分地浸透玻璃纤维织布，使其形成平整的表面，发泡完成后，聚氨酯树脂在聚氨酯树脂增强纤维多轴向布层中均匀分布。(2)本实用新型采用在喷洒器的上端设置有两个储存器，喷洒器通过管道与两个储存器分别连接的装置，其中一个储存器储存的原料为多元醇、发泡剂、催化剂、阻燃剂和防老化剂，另一种储存器内储存的原料为异氰酸酯，两种原料可以直接进入喷洒器形成聚氨酯树脂的原液，然后从喷洒器喷出，这样可以更大程度地实现连续化的生产，而可以实际生产的情况，随时调整两个储存器内的聚氨酯树脂的两种原料的加入量。(3)本实用新型采用静态混合器，可以保证降氨酯树脂的原液在喷洒器内混合的更加均匀。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图I是本实用新型所述复合型轨枕的连续生产的设备的示意图。图中附图标记表示为1_第一旋转装置，2-成卷的玻璃纤维织布，3-撑展机构，4-喷洒器，5-对辊，6-第二旋转装置，7-轨枕内芯，8-凹槽。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述，但应当说明的是，这些实施例仅用于说明本实用新型的方法和设备，而并不能将本实用新型的范围局限于些。下面将通过具体实施例对本实用新型作进一步的描述。实施例I(I)生产设备如图I所示，所述连续生产设备依次设置有第一旋转装置I、撑展机构3、喷洒器4、对辊5、和第二旋转装置6。在所述第一旋转装置I上放置有成卷的玻璃纤维多轴向布2，当第一旋转装置I驱动成卷的玻璃纤维多轴向布2转动时使玻璃纤维多轴向布展开。当所述玻璃纤维多轴向布通过所述撑展机构3时，可以平整地展开玻璃纤维多轴向布并且去除褶皱，为了更好地展开并去除玻璃纤维多轴向布的褶皱，可以设置两个撑展机构3。所述喷洒器4位于撑展机构3和对辊5之间并且位于玻璃纤维多轴向布的上方。在喷洒器4的上端设置有两个储存器，分别通过管道将两个储存器与喷洒器4连接。经对辊挤压聚氨酯树脂浸透玻璃纤维多轴向布后，形成平整的表面，聚氨酯树脂充分地浸透玻璃纤维多轴向布，为了更好地实现聚氨酯树脂浸透玻璃纤维多轴向布，可以设置两组对辊5，即聚氨酯树脂浸透玻璃纤维多轴向布两次通过对辊，因此发泡完成后，聚氨酯树脂可以均匀地分布。在所述对辊5与第二旋转装置6之间设置有剪切装置，剪切装置可以自动切断对辊5与第二旋转装置6之间的所述聚氨酯浸透玻璃纤维多轴向布。在所述第二旋转装置6用于放置轨枕内芯7，所述轨枕内芯7为预应力混凝土材料，所述轨枕内芯7的两端设置有凹槽8，所述凹槽8与第二旋转装置6的转轴上的定位件相配合，使轨枕内芯7固定于第二旋转装置6。当所述第二旋转装置6驱动轨枕内芯7旋转时，使得所述聚氨酯浸透玻璃纤维多轴向布缠绕于轨枕内芯7的外表层。(2)连续生产方法将成卷的玻璃纤维多轴向布2放置于第一旋转装置I上，第一旋转装置I驱动成卷的玻璃纤维多轴向布2转动使其展开，然后玻璃纤维多轴向布通过撑展机构3，所述撑展机构3将玻璃纤维多轴向布平整展开、去除褶皱。·在喷洒器4的上端设置有两个储存器，其中一个储存器储存的原料为多元醇、发泡剂、催化剂、阻燃剂和防老化剂，另一种储存器内储存的原料为异氰酸酯，喷洒器4通过管道与两个储存器分别连接，并且将储存器的原料输入到喷洒器4内，然后通过静态混合器将两种原料均匀混合，从而制得聚氨酯树脂的原液。当平整的玻璃纤维多轴向布经过喷漆器的下方时，所述喷洒器4将聚氨酯树脂均匀地喷洒于平整过的玻璃纤维多轴向布表面，所述聚氨酯树脂的喷洒量玻璃纤维多轴向布为500g/m2,喷洒有聚氨酯树脂的玻璃纤维多轴向布再通过对辊5，每组对辊的挤压强度均为O. IMPa，使得聚氨酯树脂均匀地浸透于玻璃纤维多轴向布并且形成平整的表面。在所述第二旋转装置6上放置有预应力混凝土材料的轨枕内芯7，所述第二旋转装置6驱动转轨枕内芯7旋转，将所述浸透有聚氨酯树脂的玻璃纤维多轴向布卷绕于所述轨枕内芯7的外表层；当卷绕于轨枕内芯7的外表层的玻璃纤维多轴向布的厚度达到2cm，剪切装置可以自动切断对辊5与第二旋转装置6之间的玻璃纤维多轴向布，第二旋转装置自动更换下一个轨枕，并将卷绕有所述玻璃纤维多轴向布的轨枕内芯7放置于模具内。完成剪切后，可人工将所述聚氨酯树脂浸透的玻璃纤维多轴向布牵拉至第二个旋转装置，使所述聚氨酯树脂浸透的玻璃纤维多轴向布缠绕于轨枕的外表面。最后将所述模具放入烘房进行熟化，同时完成聚氨酯树脂的发泡和固化，熟化完成后脱除模具，制得外表层为玻璃纤维多轴向布增强的聚氨酯树脂复合材料层，内芯为预应力混凝土材料的复合型轨枕。实施例2(I)生产设备采用与实施例I中(I)相同的生产设备，不同点在于撑展机构3设置为一个，对辊5设置为一组，在喷洒器4的上端设置一个储存器，喷洒器4通过管道与储存器连接，喷洒器4内也没有静态混合器。(2)连续生产方法将成卷的玻璃纤维斜纹布2放置于第一旋转装置I上，第一旋转装置I驱动成卷的玻璃纤维斜纹布2转动使其展开，然后玻璃纤维斜纹布通过撑展机构3，所述撑展机构3将玻璃纤维斜纹布平整展开、去除褶皱。混合均匀的聚氨酯树脂的原液储存于储存器内，可直接输入到喷洒器4内，然后均匀地喷洒于喷漆器下方聚氨酯树脂的表面，所述聚氨酯树脂的喷洒量玻璃纤维斜纹布为800g/m2，喷洒有聚氨酯树脂的玻璃纤维斜纹布再通过对辊5，对辊5的挤压强度为
O.llMPa，使得聚氨酯树脂均匀地浸透于玻璃纤维斜纹布并且形成平整的表面。在所述第二旋转装置6上放置有预应力混凝土材料的轨枕内芯7，所述第二旋转装置6驱动转轨枕内芯7旋转，将所述浸透有聚氨酯树脂的玻璃纤维斜纹布卷绕于所述轨枕内芯7的外表层；当卷绕于轨枕内芯7的外表层的玻璃纤维斜纹布的厚度达到3cm，剪切装置可以自动切断对辊5与第二旋转装置6之间的玻璃纤维斜纹布，第二旋转装置自动更换下一个轨枕，并将卷绕有所述玻璃纤维斜纹布的轨枕内芯7放置于模具内。完成剪切后，可人工将所述聚氨酯树脂浸透的玻璃纤维斜纹布，并牵拉至第二个旋转装置，使所述聚氨酯树脂浸透的玻璃纤维斜纹布缠绕于轨枕的外表面。 最后将所述模具放入烘房进行熟化，同时完成聚氨酯树脂的发泡和固化，熟化完成后脱除模具，制得外表层为玻璃纤维斜纹布增强的聚氨酯树脂复合材料层，内芯为预应力混凝土材料的复合型轨枕。实施例3(I)生产设备采用与实施例I中(I)相同的生产设备，不同点在于撑展机构3设置为2个，对棍5设置为6组。(2)连续生产方法将成卷的玻璃纤维方格布2放置于第一旋转装置I上，第一旋转装置I驱动成卷的玻璃纤维方格布2转动使其展开，然后玻璃纤维方格布通过撑展机构3，所述撑展机构3将玻璃纤维方格布平整展开、去除褶皱。在喷洒器4的上端设置的两个储存器，其中一个储存器储存的原料为多元醇、发泡剂、催化剂、阻燃剂和防老化剂，另一种储存器内储存的原料为异氰酸酯，喷洒器4通过管道与两个储存器分别连接，并且将储存器的原料输入到喷洒器4内，然后通过静态混合器将两种原料均匀混合，从而制得聚氨酯树脂的原液。当平整的玻璃纤维织经过喷漆器的下方时，所述喷洒器4将将聚氨酯树脂均匀地喷洒于玻璃纤维方格布表面，所述聚氨酯树脂的喷洒量玻璃纤维方格布为200g/m2，喷洒有聚氨酯树脂的玻璃纤维方格布再通过对辊5，每组对辊的挤压强度均为O. 09MPa,使得聚氨酯树脂均匀地浸透于玻璃纤维方格布并且形成平整的表面。在所述第二旋转装置6上放置有预应力混凝土材料的轨枕内芯7，所述第二旋转装置6驱动转轨枕内芯7旋转，将所述浸透有聚氨酯树脂的玻璃纤维布卷绕于所述轨枕内芯7的外表层；当卷绕于轨枕内芯7的外表层的玻璃纤维方格布的厚度达到I. 5cm，剪切装置可以自动切断对辊5与第二旋转装置6之间的浸透有聚氨酯树脂的玻璃纤维方格布，第二旋转装置自动更换下一个轨枕，并将卷绕有所述玻璃纤维方格布的轨枕内芯7放置于模具内。完成剪切后，可人工将所述聚氨酯树脂浸透的玻璃纤维方格布，并牵拉至第二个旋转装置，使所述聚氨酯树脂浸透的玻璃纤维方格布缠绕于轨枕的外表面。[0053]最后将所述模具放入烘房进行熟化，同时完成聚氨酯树脂的发泡和固化，熟化完成后脱除模具，制得外表层为玻璃纤维增强的聚氨酯树脂复合材料层，内芯为预应力混凝土材料的复合型轨枕。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
权利要求1.一种复合型轨枕的连续生产的设备，其特征在于该设备依次设置有第一旋转装置(I)、撑展机构(3 )、喷洒器(4 )、对辊(5 )、剪切装置和第二旋转装置(6 ); 所述第一旋转装置(I)用于放置成卷的玻璃纤维织布(2)，所述喷洒器(4)位于撑展机构(3)与对辊(5)之间，所述第二旋转装置(6)用于放置轨枕内芯(7)，所述剪切装置位于所述对辊(5 )与第二旋转装置(6 )之间。
2.根据权利要求I所述的设备，其特征在于在所述喷洒器(4)的上端设置有两个储存器，所述喷洒器(4 )通过管道与两个储存器分别连接。
3.根据权利要求I或2所述的设备，其特征在于在所述喷洒器(4)内还设置有静态混合器。
4.根据权利要求I所述的设备，其特征在于所述轨枕内芯(7)的两端设置有凹槽(8)，所述凹槽(8)与第二旋转装置(6)的转轴上的定位件相配合，并使轨枕内芯(7)固定于第二旋转装置(6)。
专利摘要本实用新型提供了一种复合型轨枕的连续生产的设备，该设备依次设置有第一旋转装置、撑展机构、喷洒器、对辊、剪切装置和第二旋转装置；所述第一旋转装置用于放置成卷的玻璃纤维织布，所述喷洒器位于撑展机构与对辊之间，所述第二旋转装置用于放置轨枕内芯，所述剪切装置位于所述对辊与第二旋转装置之间。该设备生产的复合型轨枕层间剪切力不容易被破坏，且该设备生产的复合型轨枕的外表层中的聚氨酯树脂分布均匀，该设备实现了复合型轨枕的连续化和自动化生产。
文档编号B29C53/80GK202592734SQ201220232718
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者张英杰, 祝涛, 陈文姬 申请人:北京盘天新技术有限公司