УСТАНОВКА ПНЕВМООЧИСТКИ ОТ СНЕГА ДЛЯ ПОЛУВАГОНОВ

Полезная модель относится к устройствам очистки полувагонов от снега перед погрузкой в них насыпных грузов.
Известен способ гидравлической очистки полувагонов от примерзшего или налипшего сыпучего материала непрерывными струями воды, подаваемыми к насадкам с помощью насосов, при этом струи осуществляют разрушение слипшегося сыпучего материала в обособленном независимом режиме, т. е. на расстоянии, исключающем эффект повышения эффективности от их сближения (В.И. Гридюшко, В. П. Бугаев, Н. З. Криворучко "Вагонное хозяйство".- М.: Транспорт, 1983, с. 226-227).
Недостатком вышеуказанного способа разрушения является значительная потеря энергии вследствие растекания струй в радиальных направлениях в зоне их контакта с материалом. Особенно это проявляется при гидроочистке движущихся полувагонов, когда впереди струй находится фронтальный слой налипшего материала, а с тыльной стороны струи - очищенное пространство днища, в направлении которого происходит наибольшее растекание (утечка) потока воды, вызывая значительные потери гидравлической энергии.
Данный способ не эффективен при очистке от снега.
Известен способ гидравлической очистки железнодорожных полувагонов струями напорной воды через неподвижные насадки, подаваемой к насадкам с помощью насосов на наружные и внутренние поверхности полувагонов (В.И. Гридюшко, В.П. Бугаев, Н.З. Криворучко "Вагонное хозяйство".- М.: Транспорт, 1988, с. 266-267). Данный способ включает в себя подачу полувагона в мощную установку специальным транспортным конвейером, открывание люков днищ, смыв остатков груза и мусора напорной водой от насосов, транспортирование остатков сыпучих материалов и воды скребковым транспортом в бункер, отделение воды и осветление.
К недостаткам данного способа следует отнести недостаточную эффективность струйного разрушения налипшего или примерзшего сыпучего материала, недостаточную эффективность выделения сыпучего материала из пульпы, а также значительные затраты физических усилий человека при открывании и закрывании люков днищ полувагонов.
Данный способ не эффективен при очистке от снега.
Известны и иные способы очистки вагонов, по патентам RU2156707, RU2145930, RU2712353С1, RU2156194, SU1553426.
Известен способ гидравлической очистки полувагонов от примерзшего или налипшего сыпучего материала непрерывными напорными струями воды и его удаление (RU2156707, опубликовано: 27.09.2000), отличающийся тем, что подачу полувагонов через гидроочистную установку осуществляют в сквозном направлении со скоростью, обеспечивающей полноту их очистки, при этом гидравлическую очистку осуществляют путем одновременной подачи на разрушаемый массив сыпучего материала передних клиновых и задних заградительных напорных струй, причем клиновые струи направляют под острым углом к днищу полувагона для образования волны, обеспечивающей образование трещин в разрушаемом массиве и его скалывание, а заградительные струи направляют вертикально для образования заградительной волны, обеспечивающей дополнительный гидродинамический напор на смываемый материал, интенсифицирующий смыв гидросмеси из разрушенного материала через крайние люки, крышки которых приоткрыты с щелевым зазором, с последующим обезвоживанием материала на конвейере со шпальтовыми ситами и осветлением оборотной технологической воды путем гравитационного осаждения в осветлителе гибкими разновеликими по высоте перемычками, а очищенную воду возвращают в технологически замкнутый цикл очистки, причем очищенный вагон подвергают сушке путем срыва влаги плоскими струями холодного сухого воздуха.
Технической проблемой известных решений является то, что в патентах: RU2156707, RU2145930, RU2712353С1 и RU2156194 для очистки вагонов используется вода, а в патенте SU1553426 применяется тепловое воздействие газовых струй полученных от факелов.
Таким образом, для очистки необходимо подключение к системам коммуникаций - воды и газу, что требует возведение дополнительных сооружений, фундаментов и капитальных затрат для подготовки установки.
Кроме того, очистка (выдувание) снега из полувагонов происходит в стоячих вагонах, и при этом требуется открытие люков днищ. Это существенно увеличивает время на очистку.
Наиболее близким аналогом является установка пневмоочистки от снега для полувагонов, имеющая опорную раму, на опорной раме закреплены воздуховод и тягодутьевая машина, функционирующая от электродвигателя, причем воздуховод выполнен с П-образным патрубком (см. Корпорация АСИ – Установка очистки полувагонов, см..: https://www.youtube.com/watch?v=fIjOjjMI-Og; опубл.: 08.10.2021).
В прототипе очистка (выдувание) снега из полувагонов происходит при движении состава и при этом открытие люков днищ не требуется, что позволяет существенно ускорить время очистки вагонов от снега в сравнении с другими известными решениями.
Технической проблемой прототипа является стационарность установки очистки, вследствие чего состав необходимо подгонять на тот путь, где размещена установка.
Помимо этого, для установки требуется возведение фундамента.
Кроме того, поворот воздуховода осуществляется в горизонтальной плоскости. Следствием чего общий размер установки довольно значительный и охватывает диаметр поворотного сопла воздуховода.
Задачей полезной модели является устранение указанных технических проблем прототипа при сохранении всех его преимуществ, касающихся возможности очистки (выдувание) снега из полувагонов происходит при движении состава и при этом открытие люков днищ не требуется.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение размеров установки, мобильность установки, возможность ее перемещения на любой путь или установки прямо на ж/д вагон либо грузовик.
При этом полезная модель обеспечивает прототип возможность очистки (выдувание) снега из полувагонов при движении состава, и при этом открытие люков днищ не требуется.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена установка пневмоочистки от снега для полувагонов, имеющая опорную раму, на которой закреплены воздуховод и тягодутьевая машина, функционирующая от электродвигателя, причем воздуховод выполнен с П-образным патрубком, отличающаяся тем, что опорная рама выполнена на салазках, а патрубок воздуховода выполнен состоящим из двух частей, соединенных шарнирно, с возможностью отклонения верхней части воздуховода в вертикальной плоскости.
В качестве тягодутьевой машины может использоваться радиальная (центробежная) или осевая (дымосос) машина.
Предпочтительно, у П-образного патрубка воздуховода может быть предусмотрена планка, которая выполнена в виде швеллера и приварена к боковым сторонам угла поворотной части воздуховода.
Все элементы установки могут быть выполнены из металла.
Воздуховод может быть выполнен металлическим либо из высокопрочного пластика.
Механизм шарнирного соединения может быть оборудован выключателем электродвигателя.
Может быть предусмотрен рычаг противовеса с грузом на конце, который другим концом рычага противовеса закреплен к основанию верхней части воздуховода.
На салазках может быть установлена смотровая площадка с лестницей.
Предпочтительно, салазки содержат ушки для захвата крюками с тросами.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показано устройство полезной модели в сборе в рабочем положении (вид в объеме с лицевой стороны).
На Фиг. 2 показано устройство полезной модели в сборе в рабочем положении (вид в объеме с рабочей стороны).
На Фиг. 3 показана схема изменения положений рабочего органа устройства (А - рабочее положение; Б - положение стоп).
На Фиг. 4 - Фиг. 7 показаны фотографии испытаний полезной модели при очистке полувагонов.
На Фиг. 8 показан пример транспортировки установки самоходом путем установки колес на салазки.
На Фиг. 9 показан пример транспортировки установки волоком салазки с помощью тягача.
На Фиг. 10 показан пример установки в разобранном виде.
На чертежах: 1 – рама; 2 – воздуховод; 3 – площадка смотровая; 4 – салазки; 5 – электродвигателя; 6 - корпус тягодутьевой машины; 7 - лестница; 8 - рычаг противовеса; 9 - груз противовеса; 10 - планка; 11 - ушки салазок; 12 - шарнир.
Осуществление полезной модели
Установка пневмоочистки для полувагонов предназначена для очистки внутренней поверхности полувагонов от снега перед погрузкой в них насыпных грузов.
Установка (см. Фиг. 1, Фиг. 2) согласно полезной модели состоит из опорной рамы 1, на которой закреплены: воздуховод 2 и тягодутьевая машина. Тягодутьевая машина состоит из корпуса с установленными внутри на оси с лопастями (на чертежах не показано). Сама ось связана с валом электродвигателя 5.
В качестве тягодутьевой машины может использоваться машина любого известного типа, например, радиальная (центробежная) и осевая (дымосос). В тягодутьевых машинах радиального типа всасываемый поток поступает на лопатки вдоль оси рабочего колеса, а отводится в радиальном направлении (с поворотом на 90°); в осевых машинах общее направление движения потока сохраняется (вдоль оси вращения рабочего колеса). Рабочие лопатки радиальных машин устанавливают радиально-прямыми, загнутыми вперед или назад. Лопатки, загнутые вперед обычно, применяют на тихоходных машинах, а загнутые назад - на средне- и быстроходных. Вход рабочей среды в радиальные машины может быть односторонним (машины одностороннего всасывания) и двухсторонним (машины двухстороннего всасывания). В котельных обычно используются тягодутьевые машины радиального типа.
Воздуховод 2 выполнен с П-образным патрубком, который удобен для подачи напора воздуха вертикально сверху вниз вагона.
Чтобы усилить прочность П-образного патрубка воздуховода 2, может быть предусмотрена планка 10, которую выполняют в виде швеллера и приваривают к боковым сторонам угла поворотной части воздуховода, где наибольшее давление воздуха на стенки.
Все элементы установки могут быть выполнены, например, из металла. Воздуховод 2 может быть также выполнен металлическим либо из высокопрочного пластика.
Чтобы устройство могло быстро останавливаться с помощью ручного управления, воздуховод 2 возле верхней части рамы 1 может быть выполнен раздельным с нижней (неподвижной) и верхней (откидной) частями. Зона их стыка может быть закреплена в верхней части рамы через шарнирное соединение 12.
Наличие откидной части воздуховода необходимо для перевода установки в режим ожидания. В режиме ожидания установка обеспечивает габарит приближения строений.
При таком исполнении конструкции (см. Фиг. 3) устройство может иметь два положения: рабочее (Фиг. 3 (А)) и положение «стоп» (Фиг. 3 (Б)). В положении «стоп» (Фиг. 3 (Б)) верхняя часть воздуховода 2 находится за пределами габарита подвижного состава. Верхняя часть воздуховода 2, таким образом, подвижна, и эта подвижность обеспечивается закреплением основания верхней части воздуховода 2 через шарнирное соединение 12 к раме 1.
При необходимости, механизм шарнира 12 может быть оборудован выключателем электродвигателя (на чертежах не показан) и в момент перевода в положение «стоп» (Фиг. 3 (Б)) электродвигатель 5 тягодутьевой машины может за счет срабатывания выключателя останавливаться.
Для удобства перевода устройства из рабочего положения (Фиг. 3 (А)) в положение «стоп» (Фиг. 3 (Б)) может быть предусмотрен рычаг противовеса 8 с грузом 9 на конце, который другим концом рычага противовеса 8 закреплен к основанию верхней части воздуховода 2.
Таким образом, при необходимости остановить поток воздуха или направить его не внутрь вагона достаточно надавить на рычаг противовеса 8 с грузом 9, чтобы устройство перешло из рабочего положения (Фиг. 3 (А)) в положение «стоп» (Фиг. 3 (Б)).
На салазках 4 помимо рамы 1 также может быть установлена смотровая площадка 3 с лестницей 7. С лестницы 7 специалист может оценивать процесс очистки от снега полувагонов и в случае необходимости спуститься с лестницы 7 и остановить процесс очистки для определенного вагона, либо сообщить с лестницы второму специалисту, обслуживающему установку, чтобы остановил выдув внутрь полувагона.
Салазки 4 могут иметь ушки 11 для захвата крюками с тросами с целью подъема устройства краном и переноса в иное место или с целью его транспортировки к непосредственной близости к железнодорожным путям от места хранения и обратно.
При необходимости, транспортировка рамы 1 на салазках 4 может осуществляться и иным способом, не показанным на чертежах, например, путем обвязки концов салазок тросами с лебедочными крюками и последующей фиксации крюков к крюку крана.
Конструкция салазок разборная, все основные элементу установки крепятся к раме. Кроме того, установка на салазках переносная, что исключает необходимость закреплять установку на анкера или фундамент.
Очистка полувагонов от снега происходит путем выдувания с помощью струи воздуха создаваемой тягодутьевой машиной и направленной по воздуховоду непосредственно внутрь полувагона.
Таким образом, новые особенности полезной модели: опорная рама 1 выполнена на салазках 4, а патрубок воздуховода 2 выполнен состоящим из двух частей, соединенных шарниром 12, с возможностью отклонения верхней части воздуховода в вертикальной плоскости, обеспечивают достижение технического результата в виду следующего.
За счет смещения воздуховода в вертикальной плоскости и разделения воздуховода на две части общий размер установки значительно меньше прототипа и не требует охвата в диаметр поворотного сопла воздуховода, как в прототипе.
Поворот только части воздуховода и в вертикальной плоскости обеспечивает также мобильность установки, поскольку центр тяжести при изгибе верхней части воздуховода 2 не меняется и остается примерно в центрально зоне опорной рамы 1. Тем самым, не нужны анкера или фундамент в отличии от прототипа, где поворот в горизонтальной плоскости требует жесткой центральной опоры  в области оси вращения.
Рама 1 на салазках 4 обеспечивает мобильность (возможность поднятия и транспортировки всей установки), обеспечивает уменьшение размеров установки (за счет отказа от фундамента или анкеров), а также обеспечивает возможность ее перемещения на любой путь или установки прямо на ж/д вагон, либо грузовик.
В результате, технические особенности заявленной полезной модели обеспечивают уменьшение общих размеров установки в сравнении с прототипом, мобильность установки, возможность ее перемещения на любой путь или установки прямо на ж/д вагон, либо грузовик.
При этом полезная модель обеспечивает как и прототип возможность очистки (выдувание) снега из полувагонов при движении состава, и при этом открытие люков днищ не требуется.
Полезная модель функционирует следующим образом.
Устройство устанавливается в непосредственной близости к железнодорожному пути в пределах безопасного габарита. Устройство имеет два положения: рабочее (Фиг.3 (А)) и положение «стоп» (Фиг.3 (БА)). В положении «стоп» верхняя часть воздуховода находится за пределами габарита подвижного состава.
Для удобства изменения положения верней части воздуховода 2 и предназначен противовес 8 с грузом 9.
После постановки вагонов для очистки «установка» переводится в «рабочее» положение, верхняя часть воздуховода в данном положении располагается над полувагоном на расстоянии 500 мм от верхней его границы. Положение направляющей воздушной струи в «рабочем» положении совпадает с осью полувагона. Воздушная струя направляется перпендикулярно дну полувагона (угол 90 градусов).
Таким образом, очистка (выдувание) снега из полувагонов происходит при движении состава и при этом открытие люков днищ не требуется в отличие от патентов RU2156707, RU2145930, RU2712353С1, RU2156194, SU1553426.
Полезная модель прошла испытания на подвижном составе. На Фиг. 4-Фиг. 7 с интервалом в 0,5 с показаны стоп-кадры видео процесса очистки от снега при движении состава.
Из них видно, что в момент попадания струи (Фиг. 5-Фиг. 7) в пределы емкости полувагона из вагона происходит выброс снега наружу за пределы полувагона. Таким образом, происходит очистка в режиме движения состава.
Заявленная полезная модель, поскольку устройство чистит от снега только за нагнетания атмосферного воздуха через тягодутьевую машину на раме, как устройство является готовым технологическим оборудованием, и для ее установки не требуется возведение дополнительных сооружений, фундаментов и капитальных затрат или подключение к каким-то системам коммуникаций.
Кроме того, очистка (выдувание) снега из полувагонов происходит при движении состава, и при этом открытие люков днищ не требуется (поскольку нет закачки воды), что позволяет существенно ускорить время очистки вагонов от снега в сравнении с известными решениями, в которых очистка возможна только статичных вагонов.
При необходимости транспортировки установки самоходом на салазки могут быть установлены колеса (см. пример на Фиг. 8).
При необходимости транспортировки установки волоком салазки могут транспортироваться тягачом (см. пример на Фиг. 9).
При необходимости транспортировки установки путем разбора она разделяется на основные узлы как показано на Фиг. 10 путем откручивания гаек от болтов, соединяющих раму 1 с остальными узлами от салазок 4. Также от салазок отсоединяется лестница 7, если она установлена. Разобранные части могут перевозиться частями или целиком в разобранном виде в другое место. Установка собирается на месте (вид в сборе показан на Фиг. 1).