УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЧИСТКИ ПОЛУВАГОНОВ ОТ ОСТАТКОВ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ

Полезная модель относится к устройствам для выгрузки из железнодорожных полувагонов сыпучего груза, в частности для зачистки слежавшихся остатков грузов со стенок и люков полувагонов.
Выгрузка углей из полувагонов на коксохимических предприятиях осуществляется путем подачи полувагонов в ротор вагоноопрокидывателя, который поворачивает полувагон с углем вместе с железнодорожной платформой, на которой он устанавливается, на 170-175 градусов по отношению к вертикали. При этом уголь самотеком высыпается в приемные воронки, находящиеся под ротором вагоноопрокидывателя. В коксохимической промышленности используется большое количество углей, поступающих в полувагонах. Угли поступают различного гранулометрического состава, повышенной влажности и при различной температуре наружного воздуха, что приводит к налипанию или примерзанию зимой угля к внутренним стенкам и к полу вагона. При этом использование антисмерзающих добавок поставщиком углей эффекта не дает.
Для полноты выгрузки угля из полувагона в роторном вагоноопрокидывателе его поворачивают дополнительно 2-3 раза. Многократные повороты полувагона ведут к увеличению времени простоя полувагона на выгрузке груза (угля), к дополнительному расходу электроэнергии, дополнительным затратам на обслуживание механизмов роторного вагоноопрокидывателя, снижают производительность труда.
Персонал, занимающийся выгрузкой груза (угля) вынужден заходить в находящийся в роторе вагоноопрокидывателя полувагон, повернутый на 85 градусов от вертикали, для проведения его зачистки вручную (скребками, лопатами, метлами).
Известны технические решения задачи окончательной зачистки полувагонов на роторных вагоноопрокидывателях способом обдува их внутренних поверхностей струями выхлопных газов из отработавшего свой ресурс в авиации реактивного двигателя [1], а также с использованием электровибрационных устройств [2], которые прижимаются к стенкам полувагона и при опрокидывании его включаются в работу. При этом вибрация передается на весь полувагон и конструкции роторного вагоноопрокидывателя.
Существенными недостатками способа зачистки полувагонов от остатков сыпучего груза (угля) с использованием струй авиационного двигателя [1] являются:
- выхлопные отработанные газы авиадвигателя нарушают экологическую обстановку на рабочих местах в роторном вагоноопрокидывателе (шум, запыленность, повышенная температура);
- использование дополнительного топлива в больших количествах;
- большие капитальные затраты на приобретение оборудования и монтаж сооружения установки;
- необходимость привлечения дополнительного количества обслуживающего персонала.
По этим причинам использование авиадвигателей для зачистки полувагонов не получило распространения.
Недостатком способа удаления остатков сыпучего груза (угля) из полувагона после его выгрузки на роторном вагоноопрокидывателе с применением электровибраторов [2] является нарушение (разукомплектование) крепежных и запорных деталей полувагона. В этом случае полувагон не может быть принят на пути РЖД без ремонта его в специализированных мастерских. Это ведет к дополнительным экономическим затратам из-за увеличения времени использования и за ремонт полувагонов РЖД, к штрафным санкциям.
Поэтому использование электровибраторов для повышения полноты выгрузки из полувагонов сыпучих грузов так же не получило распространения.
Известно устройство для рыхления и выгрузки смершихся материалов из полувагонов [3], содержащее тележку, перемещающуюся в горизонтальной плоскости, на которой установлены две выдвижные штанги, на которых закреплены два ковша, образующих грейферный захват.
Недостатки данного устройства заключаются в том, что мощные приводы увеличивают ударное разрушающее воздействие на железнодорожную платформу и ее ходовую часть, а также в низкой производительности грейферного захвата и установки в целом, т.к. она не приспособлена для круглосуточной выгрузки грузов в непрерывном технологическом процессе. Кроме того, наличие силовых гидроцилиндров устройства не имеет достаточной надежности в работе.
Известно устройство для разгрузки слежавшихся материалов с железнодорожных платформ [4], содержащее ходовую тележку с рабочим органом, выполненным в виде выдвижной и поворотной в
вертикальной плоскости стрелы с поперечными и продольными ножами.
Недостатком данного устройства является то, что оно ненадежно в работе из-за больших динамических нагрузок, малоэффективно, непригодно для разгрузки полувагонов.
Известно устройство для выгрузки перемерзших или слежавшихся сыпучих и несыпучих материалов из вагонов- самосвалов и других транспортных средств, содержащее установленную на тележке стрелу со скребком и привод перемещения скребка вдоль стрелы [5].
Недостатком данного устройства является ненадежность в работе, т.к. из-за ударных нагрузок на скребок при выгрузке смерзшегося или слежавшегося груза уплотняющие и герметизирующие элементы гидроузлов не выдерживают гидравлических ударов и часто выходят из строя.
Наиболее близким к предложенному является устройство для очистки полувагонов от остатков сыпучих грузов, содержащее установленную на основании раму, в верхней части которой установлена тяга, шарнирно связанная с ломающимся рычагом, образованным шарнирно связанным шатуном и коромыслом, шарнирно установленным на основании. На шатуне смонтирован индуктор для взаимодействия с люком полувагона. Для подвода индуктора к полувагону соловыми цилиндрами поворачивают шатун, коромысла и тяги, замыкая ломающиеся рычаги в одну линию, что обеспечивает сложную траекторию движения индукторов для обхода выступающих частей полувагона и жесткость установки индукторов на основании [6].
Недостатками известного технического решения является то, что рычажная система не позволяет применять ее подвода виброголовки к люкам полувагона, т.к. при этом она должна описывать сложную траекторию для обхода выступающих частей тележки. Местоположение шарнира, связывающего ломающийся рычаг с металлоконструкцией обуславливает возникновение опрокидывающего момента, снижающего надежность работы установки.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и производительности работы устройства при разгрузке примерзших и слежавшихся сыпучих и несыпучих материалов из железнодорожных полувагонов и других транспортных средств.
Технический результат достигается за счет того, что устройство содержит телескопическую раздвижную стрелу, закрепленную на передвижной тележке, установленной на рельсы и перемещаемой вдоль выгружаемого на вагоноопрокидывателе железнодорожного вагона, причем на конце телескопической стрелы жестко закреплена механическая щетка с приводом ее вращения, кроме того для ограничения давления щетки на стены вагона на телескопической стреле установлен датчик ограничения давления, передвижная тележка оборудована приводом с возможностью поворота телескопической стрелы на угол от 90 до 180 градусов в вертикальной плоскости, для обеспечения устойчивости на кронштейне тележки устанавливают подвижный ролик, который опирается на упорный рельс, смонтированный на конструкциях стены здания вагоноопрокидывателя.
Полезная модель поясняется чертежами - рис.1 и рис.2, где представлены схемы размещения устройства для очистки полувагонов в здании вагоноопрокидывателя на специально оборудованной рельсовой площадке и траектории подачи механической щетки внутрь полувагона.
Устройство для очистки полувагонов состоит из рельсовой площадки 1, на которой установлена тележка 2 с пультом управления 11. На тележке смонтирована телескопическая раздвижная стрела 4, на конце стрелы жестко закреплена металлическая щетка 5 с электроприводом вращения. Кроме того на телескопической стреле установлен датчик ограничения давления 12 на стену вагона. Для обеспечения устойчивости тележки 2 с установленной на ней раздвижной стрелой 4 на кронштейне устройства устанавливается подвижный ролик 3, который опирается на упорный рельс 3-а.
Работа устройства для очистки полувагонов производится в следующем порядке.
Устройство для очистки полувагонов устанавливают на рельсовой площадке 1, на которой на скатах установлена тележка 2, снабженная электроприводом. Тележка 2 передвигается по рельсам площадки 1 вдоль ротора вагоноопрокидывателя с находящейся в нем платформой 7 с закрепленным на ней полувагоном 6. На тележке 2 монтируется телескопическая раздвижная стрела 4, на которой установлена механическая щетка 5 с электроприводом вращения. После опрокидывания полувагона и высыпания из него груза оператор роторного вагоноопрокидывателя с пульта управления 11 подает вращающуюся щетку внутрь полувагона при помощи телескопической стрелы. Угол наклона боковых стен вагона устанавливается в 100-110
градусов по отношению к вертикали. Оператор с пульта управления 11, прижав щетку к очищаемой поверхности, используя телескопическую раздвижную стрелу 4, включает щетку в работу. Щетка 5, непрерывно вращаясь, прижатая к зачищаемой поверхности стрелой 4, очищает стены, пол и двери вагона в любом месте по усмотрению оператора, сметая частицы оставшегося груза (угля) в воронки под ротором вагоноопрокидывателя 8.
Благодаря смонтированному на тележке приводу телескопическая стрела имеет возможность перемещения на угол от 90 до 180 градусов в вертикальной плоскости.
Для исключения повреждения щеткой 5 стен полувагона стрела 4 оборудуется датчиком ограничения давления 12, обеспечивающим исключение давления щетки на стены, превышающего требование ГОСТ 22235-76.
Для обеспечения устойчивости предлагаемого устройства при изменениях положений его стрелы 4 во время проведения рабочих операций на кронштейне устройства устанавливается подвижный ролик 3, который опирается на упорный рельс 3-а. Упорный рельс монтируется на конструкциях стены здания вагоноопрокидывателя.
Сопоставительный анализ аналогов и прототипа позволяет сделать вывод о том, что заявляемое устройство зачистки полувагонов, выгружаемых на вагоноопрокидывателе от остатков сыпучих грузов с использованием механического щеточного оборудования, перемещаемого внутри полувагона телескопической раздвижной стрелой, не известно и отличается от известных источников информации тем, что:
- выгрузка сыпучего груза и зачистка полувагонов от его остатков в нем производится без строительства внешних сооружений, с одной установки полувагона непосредственно в роторе вагоноопрокидывателя без использования ручного труда;
- предлагаемое устройство размещается внутри здания действующего роторного вагоноопрокидывателя без его реконструкции;
- перемещение чистящей щетки внутри полувагона осуществляется оператором вагоноопрокидывателя без увеличения численности персонала с помощью телескопической раздвижной стрелы с пульта управления, расположенного на передвижной тележке при полном обзоре качества зачистки полувагона в процессе работы.
Т.е. заявляемое устройство соответствует критерию патентоспособности "новизна".
Конструкция заявляемого технического решения, место его размещения, аппаратура управления, позволяющие осуществлять заявляемое техническое решение непосредственно в роторном вагоноопрокидывателе не представляет технических сложностей, что позволяет признать данное решение соответствующим критерию "промышленная применимость".
Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом обеспечивает следующие преимущества:
1. Отпадает необходимость строительства автономных стационарных сооружений и технологических затрат для подачи на них полувагонов после выгрузки сыпучего груза на роторных вагоноопрокидывателях для дополнительной зачистки, обеспечивающей выполнение требований РЖД.
2. Повышается производительность труда при разгрузке сыпучих грузов на роторных вагоноопрокидывателях, снижается оплачиваемое время за использование полувагонов на предприятии.
3. Экономится электроэнергия при выгрузке груза на роторных вагоноопрокидывателях.
4. Исключается возможность повреждения оборудования полувагона (тормозная система, двери, люка и др.) на операции "зачистка".
5. Операция "зачистка" производится работающим на роторном вагоноопрокидывателе персоналом без увеличения штата.
6. Устраняется ручной труд, улучшаются условия труда персонала.
Источники информации, принятые во внимание.
1. A.M.Сепар (ММК) и Л.Г.Чехмер (Магнитогорский горно-металлургический институт). Пути технического перевооружения. Кокс и Химия, 1981, №12, с.29-30.
2. А.И.Заболотный, Р.А.Шахтарин и др. (ММК) Зачистка железнодорожных саморазгрузающихся вагонов от угля. Кокс и Химия, 1981, №12, с.30.
3. А.с. СССР №1654193, кл. В65G 67/24, 1991, БИ №21.
4. А.с. СССР №477924, кл. В65G 67/26, 1975, БИ №27.
5. А.с. СССР №1331773, кл. В65G 67/26, 1987.
6. Патент РФ №2022896, кл. В65G 67/24, опубл. 15.11.1994.