用于抬升铁路结构的方法、设备和系统与流程

用于抬升铁路结构的方法、设备和系统
1.优先权/相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年11月17日提交的63/114,901号美国临时申请的权益，其内容通过引用并入。
技术领域
3.本公开总地涉及轨道维护领域。具体实施例涉及一种用于抬升铁路结构的方法、设备和系统，即抬升下沉的铁路结构并且为铁路结构提供支撑。


背景技术：

4.铁路轨道通常包括两个间隔开的平行轨道，所述轨道经构造用于铁路车辆(比如火车)的轨条车轮。轨条连接到轨枕(也称为枕木)上，轨枕以大致垂直的定向横跨在轨条之间。每个轨枕通常通过连接到轨条的轨枕板连接到每个轨条，并且通过通常称为钉的几个紧固件连接到轨枕。轨枕和轨条定位在覆盖基部的碎石道碴的道床上。道碴通常由比如花岗岩的碎石构成。
5.两个或多个铁路轨道相交或合并的位置在本文中称为结构。铁路结构，包括用于便于两条或多条铁路轨道的交叉、合并和分离的菱形、辙叉、道岔和其他铁路结构。多个轨道在一个位置的相交导致该位置的使用增加，因为火车在来自多个方向的每个多个火车上。与单组轨道相比，这增加了放置在每个结构上的重量。随着结构下面的道碴被压实或磨损，这种增加的使用通常导致结构相对于通向结构的单个轨道下沉。下沉率各不相同，但结构通常每年需要抬升三到四次。
6.用于升高结构并返回到与周围轨道的水平或接近水平的通常方法是使用起重机并抬升轨道，然后在轨道下方手动地补充道碴。这种道碴更换方法不允许通常的道碴填充车辆在铁路轨道上行驶并且使用臂在其下方的轨道上填充道碴，而是需要有限机器辅助的手工劳动。虽然此过程使结构返回到可接受的高度，但可能难以获得具有通向结构内和结构外的轨道的真实水平，并且需要大量时间和劳动来实现。此外，具有大量交通量的铁路结构通常必须比低交通量区域更频繁地更换道碴。所需要的是一种方法、设备和/或系统，其可用于减少调平结构或将其带到隆起位置所需的时间和手工劳动，以允许在调平之间有附加的时间。进一步需要的是用于升高结构或可替代地抬升铁路轨道的部段的抬升选项，该抬升选项可以保持在适当位置以便于将来的维护，包括抬升结构和/或轨道以及在必要时更换道碴。


技术实现要素：

7.发明内容的目的是使公众，尤其是本领域中不熟悉专利或法律术语或短语的科学家、工程师和从业者能够通过粗略检查快速确定本技术的技术公开内容的性质和本质。发明内容既不旨在限定由权利要求书衡量的本技术的发明构思，也不旨在以任何方式限制发明构思的范围。
8.本发明公开了一种用于使铁路轨条返回的方法、设备和系统，并且如果轨道与结构相关联，则使该铁路结构延伸以调平，或者甚至使其具有向上的隆起以延长每个结构在需要再次被调平之前可以操作的持续时间。在优选实施例中，该方法包括移除铁路轨道下方与结构相邻或在结构处的一系列轨枕的步骤。轨枕移除包括移除将每个轨条附接到轨枕的紧固件，并从轨条下方滑动或拉动轨枕。然后，将升降轨枕定位在相邻轨条下方的空隙中。通过在结构周围充分地重复该步骤，可以利用多个升降轨枕，使得可以一起利用升降轨枕来抬升整个结构。每个升降轨枕在升降轨枕的相对端部具有液压升降机。升降轨枕构造有通过枢转连接器附接到下部的上部。枢转连接器允许升降轨枕的上部的第一端和第二端相对于下部上下移动。两个升降机定位在枢转连接器的相对侧上。优选地，升降机是液压缸升降机，但是在本发明的范围内，可以使用任何类型的升降机。枢转连接器在狭槽处附接到下部区段，狭槽允许枢转连接器随着上部由升降机(通常为液压升降机)抬升和降低而上下滑动。替代地，狭槽可以构造在轨道支撑壳体中。替代地，升降轨枕可以是气动的、电动的或机械的。
9.在优选实施例中，液压升降机优选地在歧管处连接到液压泵。歧管优选地具有用于每个升降机的独立操作的阀。在优选实施例中，使用两个升降轨枕带来移动结构，但是可以使用更少或附加的升降轨枕。在优选实施例中，液压升降机被标记有与歧管处的颜色相对应的指示器，例如应用于升降机的标志、标签或颜色，使得用户能够致动用于正确升降机的正确阀。优选地，每个液压升降机定位在升降轨枕内，靠近升降轨枕的端部。
10.在升降轨枕定位在轨道下方接近或位于结构处之后，液压升降机被选择性地致动以抬升和/或调平结构，以优选地处于或高于其初始高度，从而调平该结构或为该结构提供隆起。通常将铁路水平仪越过该结构放置。铁路水平仪是铁路行业的标准工具，通常用于测量轨距和超高。通常通过选择性地致动每个升降机、检查水平、以及升高和降低每个升降机直到达到期望的水平来抬升和调平该结构。
11.在结构被抬升到其期望高度之后，操作者优选地将每个升降机从液压泵断开。连接到每个升降机的液压管线的端部然后可以连接在一起，以防止碎屑进入管线上的配件，并防止损坏配件和管线。所使用的液压升降机优选地具有平衡阀，从而保持抬升该结构。
12.然后使在轨道上行进的捣固机越过轨道到达已被抬升的结构。捣固机挤压并捣固现有高架轨枕下的道碴，同时不将道碴放置到拆除的轨枕产生的空隙中。然后再次检查该结构的高度。
13.在优选实施例中，液压升降机然后液压地连接到液压泵。如果该结构是不水平的，则可以再次使用升降轨枕来抬升该结构，随后通过捣固机捣固道碴。一旦达到合适的高度，如果期望移除升降轨枕，则压下并移除液压升降机，更换已移除的轨枕，并且捣固机将道碴安装在被更换的轨枕的下方和/或周围。替代地，升降轨枕可以保持定位在轨条下方，以用于将来的升高和/或调平用途。优选地，升降轨枕具有旁通阀，使得在运输中的升降轨枕在储存和/或运输时不能被液压致动。
14.在优选实施例中，提供液压泵，该液压泵容纳在框架上并构造为选择性致动液压升降机。示例性的系统在美国专利申请号17/229810(pct申请号pct/us21/21170)中公开。框架构造为优选地通过叉车和/或吊车或起重机可移动。框架构造有液压地连接到液压泵的歧管。歧管构造成选择性地致动与歧管液压连接的液压升降机。歧管具有用于每个升降
机的每个连接的流出端口和流入端口，以及用于每个液压流出的独立阀，以允许每个液压升降机的选择性致动。每个阀门可以手动操作或电子操作，包括远程操作。在优选实施例中，液压泵和歧管系统设置在美国临时专利号63/009351中，该专利的内容通过引用结合于此。
15.优选地，用于保持液压泵的框架具有构造为安装液压升降机的升降机安装板，以便于系统的运输。框架可以进一步构造为安装附加的备用液压管线。框架优选地构造有液压软管卷筒，用于储存用于将液压升降机液压连接到液压泵的液压管线。
16.从下面描述本发明构思的优选实施例的详细描述中，简单地通过实施本发明构思预期的最佳模式的说明，当前公开和要求保护的发明构思的其他特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。如将认识到的，本发明构思能够在各种明显的方面进行修改，而都不背离本发明构思。因此，优选实施例的附图和描述本质上被认为是说明性的，而不是限制性的。
附图说明
17.图1是具有关闭或未延伸的两个气缸的升降轨枕的优选实施例的立体图。
18.图2是升降轨枕的优选实施例的部分分解图。
19.图3是具有比其他液压缸延伸得更多的一个液压缸的升降轨枕的优选实施例的立体图。
20.图4是具有延伸的两个液压缸的升降轨枕的优选实施例的立体图。
21.图5是处于关闭或压缩位置的升降轨枕的优选实施例的等距视图。
22.图6是升降轨枕的优选实施例的等距视图，升降轨枕处于延伸位置，两个液压缸均已延伸。
23.图7是升降轨枕的优选实施例的上壳体的等距视图。
24.图8是升降轨枕的优选实施例的下壳体的等距视图。
25.图9是具有轨条和轨枕的铁路轨道的立体图，轨枕包括取代传统铁路轨枕的两个升降轨枕的优选实施例。
26.图10是铁路轨道的等距侧视图，其具有安装在安置或非延伸位置的升降轨枕的两个优选实施例。
27.图11是图10的铁路轨道，其具有延伸的升降轨枕的两个优选实施例，从而升高轨道。
28.图12是具有填充在图11的间隙中的道碴的图11中的铁路轨道。
29.图13示出了处于安置或关闭位置的升降轨枕的优选实施例的侧视图。
30.图14示出了图12的侧视图，其中液压升降机的优选实施例延伸以升高轨道。
31.图15示出了升高轨道的升降轨枕的优选实施例。
32.图16示出了具有优选实施例的图15的侧视图，其中升降轨枕安置或压缩，从而产生用于填充道碴的空隙。
33.图17示出了图16的侧视图。
34.图18示出了在图17的开口中具有道碴位置的图17的侧视图。
具体实施方式
35.虽然当前公开的发明构思易于进行各种修改和替换构造，但是其某些示出的实施例已经在附图中示出并且将在下面详细描述。然而，应当理解，并不意图将本发明构思限制为所公开的具体形式，相反，当前公开并要求保护的本发明构思将覆盖落入如本文所定义的本发明构思的精神和范围内的所有修改、替代构造和等同物。
36.在下面的描述和附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。除非另有说明，使用“例如”、“等”和“或”表示无限制的非排他性选择。除非另有说明，“包括”一词的使用是指“包括但不限于。
37.图1示出了处于关闭或安置位置的升降轨枕2的优选实施例。升降轨枕具有由上部段5(也称为轨道支撑壳体)和下部段7(也称作下主体壳体)形成的细长主体。如图2所示，相对的部分或壳体容纳定位在升降轨枕的第一端部4处或附近的第一液压升降缸(在图1中示出为9)和定位在升降轨枕6的第二端部处的第二液压升降缸(在图2中示为9)。虽然所描绘的优选实施例利用液压升降缸，但可以使用替代的升降机，例如气动、电动或机械升降机。第一液压升降缸构造为在升降轨枕的第一端部处抬升轨道支撑壳体，而第二液压升降缸构造为抬升第二端部处的轨道支撑壳体。每个液压缸都定位在升降轨枕内。
38.升降轨枕2构造为定位成使得其横跨在铁路结构的相邻铁路轨条下方。可以使用升降轨枕来抬升铁路结构或替代地抬升铁路轨条的独立部段。在所示的实施例中，升降轨枕的轨道支撑壳体5和升降轨枕7的下主体壳体通过定位在或靠近升降轨枕纵向中心的枢转销8连接。枢转销允许轨道支撑壳体5相对于下主体壳体7枢转。该枢转动作允许轨道支撑壳体的每个端部被独立地调节以调平轨道，或者替代地通过同时或顺序地致动液压升降缸来升高轨道。液压管线可以通过端门(或板)或替代地通过穿过升降轨枕主体壁的连接件供给至升降机。优选地，轨道支撑壳体或下主体壳体利用允许枢转销竖直行进的狭槽14。竖直槽允许轨道支撑壳体相对于下主体壳体的竖直调节，同时允许轨道支撑壳体在枢转销上的枢转调节。
39.图1-图8示出了本发明的一个实施例，其具有端板门以禁止接近液压升降缸。优选地，端板门锁定地附接至铁路升降轨枕的端部。
40.在优选操作中，从铁路下方移除铁路轨枕。升降轨枕定位成横跨在两个相邻的轨条之间。液压泵(未示出)通过每个液压升降机连接并形成独立的回路。然后，致动每台升降机，以向上或向下升高轨枕和定位在轨枕上的铁路轨条。以这种方式，铁路轨条和/或结构可以被抬升和/或者调平。
41.在优选实施例中，升降轨枕构造为锁定在抬升位置。液压管线可以与每个液压升降机断开。优选地，液压管线通过快速接头连接到每个液压升降机。在优选实施例中，快速连接和液压升降机定位在铁路轨枕结构内，并且经由在铁路升降轨枕的每个端部处的端部空腔22进入。在优选实施例中，在两个断开装置之间设置旁通阀，用于将升降轨枕储存在储存位置。旁通阀的作用是在不使用铁路升降机时防止液压系统受压。
42.图2示出了升降轨枕的局部分解图。轨道支撑壳体已经从下主体壳体移除，下轨道壳体的壁被透明地示出以图示内部结构挡板20和液压升降缸9、11。
43.图3示出了具有处于抬升位置的轨道支撑壳的第一端4的铁路升降轨枕，其中第一液压升降缸延伸。升降轨枕的每个端部可以通过独立地操作与升降轨枕主体的端部相关联
地定位的液压升降缸而被独立地致动。通道被构造为竖直地滑动以允许轨道支撑壳体竖直地移动，从而保持与下主体壳体的枢转连接。替代地，通道可以构造在下构件中，其中枢转销构造为在通道中竖直地滑动。以这种方式，允许轨道支撑壳体在每个端部上抬升和枢转，以允许相对端部4、6中的每一个独立地抬升和降低。
44.图4示出了铁路升降轨枕，其中两个端部4、6已经被抬升了相似的竖直距离。
45.图5示出了处于关闭或降低位置的升降轨枕。升降轨枕的内部部件，特别是液压升降缸9、11和结构挡板20以虚线示出以说明内部部件。铁路轨道的轨条34示出为定位在位于液压缸9、11上方的轨道支撑壳体上。轨道支撑壳体处于降低位置，其中狭槽14定位为使枢转销位于狭槽的上端。图6示出了处于延伸位置的升降轨枕，其中两个液压缸都延伸，从而向上抬升轨道支撑壳体和其上的轨道。轨道枢转销8定位在狭槽14的下端，示出了轨道支撑壳处于或接近其最上行程极限。
46.图7示出了升降轨枕的上壳体的等距视图。图8示出了升降轨枕的下壳体的等距视图。
47.图9-图18示出了利用一个或多个升降轨枕的各种用途和方法。图9示出了铁路轨道29，其中安装了两个升降轨枕2。升降轨枕已取代了原有的铁路轨枕。原有的铁路轨枕32被示出为位于已安装的升降轨枕之间。标准铁路轨道的定向被示出为具有两个平行轨条34，轨条34延伸越过通常垂直于轨条的铁路轨枕。然后将使用升降轨枕来抬升轨条34。这也将抬升定位在每个升降轨枕附近的铁路轨枕。这允许抬升和调平整个铁路轨道。
48.图10示出了两个升降轨枕2的定位。示出了具有轨道支撑壳5和下主体壳7的升降轨枕。在每个升降轨枕中示出了液压缸9。液压缸构造为将轨道支撑壳体抬升离开下主体壳体，从而有效地抬升铁路轨条34和相关联的其余轨条32。这允许道碴定位在被抬升的轨枕下方和周围的空隙中。然后，可以移除升降轨枕，并将道碴定位在移除升降轨枕后剩余的空隙中。替代地，可以将升降轨枕保留在铁路线下方以供将来使用。升降轨枕可以构造为将液压升降机锁定在延伸位置。
49.图11示出了图10的被抬升的铁路轨道和轨条34。液压升降机示出为处于延伸位置，在原有的铁路轨枕32中和周围形成空隙42。空隙在支撑铁路轨枕和轨道的道碴32中和周围。然后，所示的空隙可以通过另外的道碴填充，或者替代地，道碴可以从其他区域重新定位。
50.图12示出了在空隙中的道碴已经被更换之后，可以压缩升降轨枕。这允许道碴定位在由升降轨枕的压缩产生的空隙中和周围。新的道碴42被示出为阴影。所示的轨条34和相关联的轨道现在已经被调平和/或抬升。
51.图13和图14示出了升降轨枕的操作的放大图。图13示出了升降轨枕在轨条34下方的放置。轨道下方的道碴已被挖掘，以留出空隙(未示出)，升降轨枕已定位在该空隙中。升降轨枕通常构造为滑动到通过挖掘或移除原有的铁路轨枕而产生的空隙中。图14示出了具有处于延伸位置的液压缸9的升降轨枕。在延伸位置中，轨道支撑壳体5已经延伸远离下主体壳体7。已经形成空隙40，其允许放置另外的道碴以支撑铁路线。
52.图15和图16示出了具有处于图15中的延伸位置的液压升降缸9的升降轨枕。然后可以将道碴定位在升降轨枕中和其周围。替代地，如图16所示，当道碴位于升降轨枕附近时，缸可以被压缩或停用。升降轨枕由于其与现在被支撑的轨条34的连接而被悬挂。然后可
以将道碴定位到空隙40中。
53.图17和图18示出了升降轨枕中的压缩液压升降缸，随后道碴定位在升降轨枕周围。图17示出了具有空隙40的悬挂的升降轨枕，该空隙40包括位于升降轨枕下方的空隙。图18示出了定位在升降轨枕中和周围的新道渣1。然后，可以移除升降轨枕，并且填充有道碴的空隙或者替代地，升降轨枕可以保留在适当位置，以供将来在抬升和或调平铁路轨道时使用。
54.从下面描述本发明构思的优选实施例的详细描述中，简单地通过实施本发明构思预期的最佳模式的说明，当前公开和要求保护的发明构思的其他特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。如将认识到的，本发明构思能够在各种明显的方面进行修改，而都不背离本发明构思。因此，优选实施例的附图和描述本质上被认为是说明性的，而不是限制性的。
55.虽然在附图中示出了某些示例性实施例并且在本公开中对其进行了描述，但是应当清楚地理解，本公开的发明构思不限于此，而是可以被不同地实施以在本披露的范围内实践。根据前面的描述，将显而易见的是，在不脱离如本文所定义的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。

技术特征：
1.一种用于升高和降低铁路的相邻轨条的升降轨枕，所述装置包括：细长主体，其包括轨道支撑壳体和下主体壳体，其中，所述主体具有长度，其中，所述长度构造为定位在铁路轨道下方，使得所述主体横跨在铁路轨道的两个相邻轨条之间；其中，所述轨道支撑部段通过枢转连接部、一对升降机大致在所述主体的中点处枢转附接到所述下主体壳体部段，其中，所述升降机包括在所述枢转连接部的相对侧上定位在所述主体中的第一升降机和第二升降机，其中，所述第一升降机构造为抬升所述轨道支撑壳体的第一端，其中，所述第二升降机构造为抬升所述轨道支撑壳体的第二端，其中，所述第一升降机和所述第二升降机构造为能够独立操作，使得所述第一升降机和所述第二升降机构造为通过在所述枢转连接部处枢转而以剪式运动将所述上主体部段的第一端和所述上主体部段的第二端抬升离开所述下主体壳体；并且其中，所述细长主体包括狭槽，所述狭槽构造为允许所述枢转连接部的竖直行进以升高和降低所述轨道支撑壳体。2.根据权利要求1所述的升降轨枕，其中，所述第一升降机和所述第二升降机包括液压缸升降机。3.根据权利要求1所述的升降轨枕，其中，所述狭槽构造在所述轨道支撑壳体中。4.根据权利要求1所述的升降轨枕，其中，所述下主体壳体包括在所述枢转连接部的相反侧上定位在所述下主体壳体中的一对挡板。5.根据权利要求1所述的升降轨枕，其中，所述下主体壳体包括定位在所述主体的相反端部的一对铰接入口板，其中，所述铰接入口板构造为提供通往所述主体的内部的入口。6.根据权利要求2所述的升降轨枕，其中，所述液压升降缸构造为与远程液压泵流体连接。7.根据权利要求1所述的升降轨枕，其中，所述下主体壳体包括结构挡板。8.根据权利要求1所述的升降轨枕，其中，所述枢转连接部包括延伸穿过所述轨道支撑壳体和所述下主体壳体的穿销。9.根据权利要求1所述的升降轨枕，其中，所述升降轨枕构造为更换标准铁路轨枕。10.一种抬升铁路轨道的部段的方法，所述铁路轨道包括在道碴的道床中支撑两个平行轨条的多个水平铁路轨枕，所述轨条构造用于轨道车辆在其上行进，所述方法包括以下步骤：a.移除所述铁路轨道的铁路轨枕以在所述两个平行轨条下方提供轨条轨道空隙的步骤；b.将升降轨枕放置在所述轨条轨道空隙中的步骤，所述升降轨枕包括：细长主体，其包括轨道支撑壳体和下主体壳体，其中，所述主体具有长度，其中，所述长度构造为定位在铁路轨道下方，使得所述主体横跨在铁路轨道的两个相邻轨条之间；其中，所述轨道支撑部段通过枢转连接部、一对升降机大致在所述主体的中点处枢转附接到所述下主体壳体部段，其中，所述升降机包括在所述枢转连接部的相对侧上定位在所述主体中的第一升降机和第二升降缸，其中，所述第一升降机构造为抬升所述轨道支撑壳体的第一端，其中，所述第二升降机构造为抬升所述轨道支撑壳体的第二端，其中，所述第一升降机和所述第二升降机构造为能够独立操作，使得所述第一升降机和所述第二升降机构造为通过在所述枢转连接部处枢转而以剪式运动将所述上主体部段的第一端和所述上主体部段的第二端抬升离开所述下主体壳体；并且其中，所述细长主体包括狭槽，所述狭
槽构造为允许所述枢转连接部的竖直行进以升高和降低所述轨道支撑壳体；其中，所述升降轨枕定位在所述轨条下方，使得所述平行轨条由所述升降轨枕支撑，使得每个升降机定位在轨条下方；c.分别致动所述升降机来抬升所述铁路轨道的所述部段的步骤；和d.将道碴放置到通过抬升铁路轨道的所述部段的步骤所形成的任何空气间隙中的步骤。11.根据权利要求8所述的方法，还包括移除所述升降轨枕并且将道碴放置到通过移除所述升降轨枕所形成的升降轨枕空隙中的步骤。12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述升降机包括液压升降缸。13.根据权利要求12所述的方法，还包括提供液压泵的步骤，所述液压泵构造为致动所述液压升降缸。

技术总结
一种升降轨枕和使用升降轨枕来调平和/或抬升铁路轨道的方法。升降轨枕构造有细长主体，细长主体构造为横跨在铁路轨道的两个平行轨条下方。优选地，升降轨枕具有更换标准铁路轨枕的构造。升降轨枕具有两个升降机，优选为液压缸升降机，其定位为抬升铁路的每一个平行轨条。升降轨枕主体具有两个部段。轨道支撑壳体由液压缸升降机支撑。轨道支撑壳体构造为在压缩或安置位置嵌套和匹配接合下主体壳体。液压升降缸构造为将轨道支撑壳体抬升远离下主体壳体，从而抬升定位在液压升降缸上方的轨条。轨道支撑壳体和下主体壳体枢转连接，使得轨道支撑壳体的端部可以独立升高。优选地，枢转连接部保持在狭槽中，狭槽允许枢转连接部在两个液压抬升缸抬升或降低时升高和降低。通过允许抬升轨道和更换轨道下方的道碴，这种功能允许抬升和降低铁路轨道的两个平行轨条。优选地，升降轨枕构造为使得当铁路保持在操作中时或者替代地当捣碴机沿着轨道行进时其能够放置在轨道下方或者替代地能够延伸并且放置就位。位。位。


技术研发人员：埃里克
受保护的技术使用者：轨道器械有限责任公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2023/9/23