СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ ТОРЦА ШПАЛЫ ОТ РАСТРЕСКИВАНИЯ Российский патент 2008 года по МПК B27M3/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемое изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении деревянных шпал для железных дорог широкой колеи.

Уровень техники

Автору известно, что в ряде стран, таких как США, Япония, Австрия (см. Улучшение использования и совершенствование конструкции деревянных шпал в США. / Rote way Track and Structures - 1973 - 69 №5), в конструкции шпал предусматривают специальные устройства, позволяющие предохранить шпалу и ее торцы от растрескивания и, таким образом, увеличить срок ее службы. Например, в США проводят эксперимент с покрытием шпалы «шапкой» из фанеры, которая приклеивается к верху и низу шпалы с направлением волокон перпендикулярно к направлению волокон древесины шпалы. Сама цельнобрусковая шпала предварительно была высушена до 18% влажности в наружном слое, затем обработана на строгальном станке, а затем на нее был наклеен слой фанеры из эвкалипта толщиной 3 мм. Склеивание было выполнено с помощью фенольно-резорцинового клея при равномерном давлении 1 МПа. Однако такая конструкция шпалы предохраняет только верхнюю и нижнюю постели шпалы, а торцы шпалы остаются незащищенными, кроме того, дополнительный расход дорогого сырья - фанеры - делает такие шпалы дорогими и неконкурентоспособными на мировом рынке.

Автору известно, что в Австрии имеется Патент Рютгерс-Вин (Хюльцнер А. Защита австрийских шпал скобами. Патент Рютгерс-вин / Holzxhwelle - 1979 - №86, с.39-42), предусматривающий защиту торцов шпал от растрескивания с помощью трапецеидальных деревянных скоб. Скобы вдавливаются в торцы шпал параллельно древесным волокнам на определенном расстоянии от наружной поверхности шпалы. Конструктивно скобы выполнены с круглыми утолщениями, которые при вдавливании образуют на торце шпалы деревянные штыри, и тем самым обеспечивается хорошее сцепление скобы с древесиной. Однако такое укрепление торца шпалы не обеспечивает полной его сохранности, так как в лучшем случае защищается только 30% торца шпалы, и при резких температурных колебаниях и при больших колебаниях влажности воздуха деревянные штыри выпадают из торца шпалы.

Автору известны отечественные способы укрепления торца шпалы путем забивки в торец S-образных, W-образных и фигурных металлических скоб (см. Н.Ф.Селиванов и др. Шпалы. Москва, 1999. Справочное пособие). Однако такое укрепление торцов шпалы ведет только к большему поражению торца шпалы; так как линейные расширения металла и древесины при различных температурах не совпадают, то через некоторое время металлические скобы выпадают из торца шпалы, а след от их забивки в торец увеличивает рану торца шпалы.

Автору известен и прототип - это укрепление торца шпалы металлической лентой (см. Селиванов Н.Ф. и др. Шпалы. Учебное пособие. Москва, 1999, с.15-16). При этом лента сваривается и впрессовывается в верхнюю и нижнюю пласти шпалы и торца, как бы стягивая торец шпалы и не давая ему растрескиваться. Однако такой способ не полностью предохраняет торец шпалы, так как он имеет возможность впитывать влагу, т.е. сам торец шпалы не закрыт, и постепенно металлическая лента ослабевает, и торец шпалы начинает разрушаться.

Сущность изобретения

В способе сохранения торца шпалы для железнодорожных путей широкой колеи от растрескивания предлагается создать пульпу из 50% металлических опилок, 30% древесных волокон и 20% полистирола, полученную массу направить в формовочную станцию, которая производит лист, а пресс отрезает от листа заготовку с размерами торца шпалы, которая накладывается на торец шпалы и прессом вдавливается в древесину, затем манипулятор с гидромотором поворачивает шпалу на 180° и пресс вдавливает в заготовку и другой торец шпалы, заготовки прессуются под давлением не более 5,0 МПа, затем манипулятор укладывает шпалу запрессованными торцами на рольганг, который отправляет ее на пакетировку. Наличие таких отличительных признаков от прототипа позволяет сделать вывод, что предлагаемое техническое решение обладает существенной новизной.

Для доказательства соответствия предлагаемого способа критерию существенного отличия было проведено сравнение основных признаков с наиболее близким аналогом - укрепление торца шпалы металлической лентой.

Технический результат, дающий положительный эффект по сравнению с прототипом, определяется свойствами и показателями, приведенными в таблице 1.

Таблица 1Сравнение основных показателей заявляемого способа с прототипомСвойства и другие показателиЗаявляемый способУкрепление торца шпалы металлической лентой123Предохраняемая поверхностьТорец шпалыПериметр торца шпалыМатериалКомпозицияСтальная лентаСостав композиции:  - металлические опилки50% -- древесные волокна30%-- полистирол20%-Способ приготовления заготовкиПрокат листаСварка лентыЗакрепление заготовки на шпалеВпрессовывается в торец с 5,0 МПаВпрессовывается в верхнюю и нижнюю пласти шпалы с 10,0 МПаСрок предохранения шпалы от растрескивания20 лет5 лет

В результате было установлено, что предлагаемый способ сохранения торца шпалы от растрескивания увеличивает ее сохранность в 4 раза и может успешно применяться на железнодорожных путях широкой колеи, особенно в условиях с резко континентальным климатом.

Наличие отличительных признаков предлагаемого способа от ближайшего прототипа позволяет сделать вывод, что он соответствует критерию «существенные отличия».

Анализ данных таблицы 1 показывает, что заявляемый способ может быть технически реализован, так как имеет все исходные параметры.

Перечень фигур чертежей

На чертеже изображена схема способа сохранения торца шпалы от растрескивания.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления предлагаемого изобретения

Способ сохранения торца шпалы от растрескивания начинается с подачи в смесительную станцию 1 из бункера 2 через дозатор 3 металлических опилок, при этом в эту же станцию с бункера 4 через дозатор 5 поступают древесные волокна, а из бункера 6 через дозатор 7 - размолотый полистирол, подготовленная смесь из смесительной станции 1 через подающий дозатор 8 передается в формовочную станцию 9, которая производит лист 10, а пресс 11 отрезает из листа заготовку 12, равную размеру торца шпалы, которая затем накладывается на торец 13 шпалы 14 и прессом 15 вдавливается в древесину, затем манипулятор 16 с гидромотором 17 поворачивает шпалу 14 на 180° и пресс 15 вдавливает заготовку в торец 18 шпалы 14 под давлением не более 5,0 МПа, готовую шпалу 14 манипулятор 16 с помощью гидромотора 17 поворачивает на 90° и укладывает на рольганг 19, который и выносит шпалу к месту ее пакетировки.

Реализация предлагаемого способа сохранения торца шпалы от растрескивания позволит в 4 раза увеличить срок службы деревянных шпал в железнодорожных путях широкой колеи.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении деревянных шпал для железных дорог широкой колеи. Способ сохранения торца шпалы от растрескивания заключается в том, что получают композиционный материал, состоящий из 50% металлических опилок, 30% древесных волокон и 20% полистирола. Прокатывая такой композиционный материал, производят лист, из которого прессом отрезают заготовку, равную размеру торца шпалы, которую затем накладывают на торец шпалы и прессом вдавливают в древесину. Затем манипулятор с помощью гидромотора поворачивает шпалу на 180°, и пресс вдавливает в заготовку и другой торец шпалы, заготовки прессуются с давлением не более 5,0 МПа. Изобретение позволяет увеличить срок службы шпал в железнодорожных путях широкой колеи. 1 табл., 1 ил.

Способ сохранения торца шпалы от растрескивания, включающий подачу металлических опилок, древесных волокон и полистирола в смесительную станцию, образование пульпы, подачу ее через дозатор в формовочную станцию, производство композиционного листа, отличающийся тем, что пульпа состоит из 50% металлических опилок, 30% древесных волокон и 20% полистирола, а из полученного в формовочной станции листа пресс отрезает заготовку размером, равным торцу шпалы, которая накладывается на торец шпалы и прессом вдавливается в древесину, затем манипулятор с гидромотором поворачивает шпалу на 180° и пресс вдавливает в заготовку и другой торец шпалы, заготовки прессуются под давлением не более 5,0 МПа.