ПОЛУВАГОН ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
GONDOLA CAR FOR TRANSPORTATION OF LOOSE MATERIALS

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, конкретно к грузовым полувагонам универсального и специализированного типа для перевозки сыпучих материалов (угля, руды, сыпучих химикатов, а также зерна и других насыпных пищевых продуктов).
Значительную часть грузового вагонного парка, наиболее используемого на перевозках, составляют полувагоны, не имеющие крыши, что улучшает их загрузку, но связано с потерей до 14 процентов навалочных грузов от воздушных потоков в результате скорости передвижения состава до 120 км/час. В универсальном полувагоне разгрузка производится через люки на настиле пола, закрываемые специальными задвижками, а специализированные полувагоны со сплошным покрытием пола разгружаются опрокидывателем на специальных разгрузочных площадках.
В полувагоны, используемые для перевозки угля, руды, песка, химических и других подобных грузов запрещено загружать материалы продовольственного характера или, такие, в которые недопустимо попадание даже частиц другого груза, поэтому они возвращаются порожняком и их эксплуатация создает большие проблемы для железной дороги. Особенно проблемы обострились в последнее время в связи с передачей полувагонов частным фирмам, которые не отвечают за обеспечение ритмичной работы железной дороги. Потребителю приходит полувагон с углем, а загрузить в него другой вид сыпучего материала, например, пшеницы, из-за загрязнения остатками ранее перевозимого груза, невозможно, и его отправляют в обратный путь порожняком. Порожний пробег наносит большой экономический ущерб, как владельцу полувагонов, так и железной дороге: расходуется топливо на возврат порожняка, полувагоны изнашиваются, простаивают, занимают пути и создают пробки. На станциях скапливается большое количество неотправленных грузов, переполняющих складские помещения. Стоимость перевозок сыпучих материалов существенно увеличивается, поскольку затраты на возврат полувагонов порожняком сопоставимы со стоимостью грузовых перевозок. По данным Свердловской железной дороги порожняком ездят около 45 процентов полувагонов, создающих многомиллионные потери.
Известен универсальный четырехосный полувагон модели 12-132-03, а также специализированный четырехосный полувагон модели 12-1592, выпускаемые с 2008 г. ГУП «ПО Уралвагонзавод». Недостаток известных полувагонов состоит в том, что загруженными они совершают односторонние маршруты и возвращаются порожняком, создавая приведенные выше проблемы.
Наиболее близким аналогом из патентных источников является полувагон для перевозки сыпучих материалов, содержащий раму со сцепным и тормозным устройствами, на которой закреплен кузов, образованный двумя боковыми и двумя торцевыми стенками с настилом пола, снабженным расположенными вдоль настила пола выгрузными люками (патент на полезную модель № 57693, МПК B61D3/16, 2006 г.).
В устройстве предпринята попытка решить проблему устранения возврата полувагонов порожняком, путем перевозки стали в рулонах в прямом, а сыпучих материалов в обратном направлении. Для этого полувагон оборудован приспособлением для закрепления рулонов стали. Полувагон используется только в таком виде и не применяется для транспортировки сыпучего материала, заполняющего весь кузов, в прямом, и полностью загруженным альтернативным сыпучим материалом в обратном направлении, т.е. используется как частный случай, не решает существующей проблемы и создает незначительный экономический эффект.
Известен также аналогичный полувагон с покрытием пола, приспособленный для выгрузки груза в опрокидывателе (Вагоноопрокидыватель. Краткий политехнический словарь, Госизаттехнико теоретической литературы, Москва 1956, с. 126, фиг. 3).
Технической задачей заявленного изобретения является перевозка одного вида сыпучего материала в прямом, а другого вида - в обратном направлении в изолированном пространстве, занимающем весь объем полувагона.
Технический результат изобретения - снижение стоимости перевозок сыпучих материалов за счет исключения возврата полувагонов порожняком и устранения его очистки от остатка, ранее перевозимого груза перед перевозкой другого его вида.
Техническая задача и результат достигаются тем, что полувагон для перевозки сыпучих материалов содержит раму со сцепным и тормозным устройствами и закрепленный на раме кузов, образованный двумя боковыми и двумя торцевыми стенками с настилом пола. Новым является то, что посредине настила пола продольно установлена с возможностью поворота перегородка, состоящая из соединенных продольным шарниром нижней и верхней секций, нижняя из которых равна половине ширины, а верхняя - высоте кузова, при этом с каждой стороны перегородки на торцах верхней и нижней секций и средине торцевых стенок кузова в вертикальной плоскости закреплены дополнительные эластичные торцевые секции каждая, из которых равна половине торцевой стенки кузова.
Указанные признаки необходимы и достаточны для осуществления изобретения и достижения технического результата при его использовании.
Особенностью изобретения является также то, что:
- верхняя секция снабжена двусторонним продольным захватом для зацепления за соответствующую стенку кузова и эластичной секции на половине торцевых стенок кузова при расположении нижней секции на настиле пола, а верхней вдоль одной из стенок кузова;
- кузов снабжен откидной крышей с отбортовкой, по периметру которой образованы люверсы для фиксации на зацепах, закрепленных на стенках кузова;
- нижняя и верхняя секции перегородки изготовлены из твердого, а дополнительные торцевые секции и крыша - из прорезиненного материала.
Эти признаки факультативные, так как создают дополнительный эффект и могут отсутствовать или заменены другими признаками, создающими такой же технический результат.
Причинно-следственная связь новых признаков и создаваемый ими технический результат состоит в следующем:
- установка посредине настила пола продольно с возможностью поворота перегородки, состоящей из соединенных продольным шарниром нижней и верхней секций и выполнение нижней равной половине ширины, а верхней - высоты кузова, и закрепление с двух сторон на торцах секций и средине торцевых стенок кузова дополнительных торцевых секций, позволяет обеспечить плотное прилегание нижней секций соответственно к настилу пола, верхней к боковой, а дополнительным эластичным к торцевым стенкам кузова и устранить проникновение загруженного материала в узкое пространство между секциями стенками кузова и покрытием пола, сохранив ее чистой и возможной для перевозки другого вида груза в обратном направлении
- образование на верхней секции перегородки двусторонних захватов, зацепляющихся сверху за боковую стенку кузова, а также перекрытие гибкими лентами зазоров между нижней секцией и настилом пола в продольном шарнире соединения нижней и верхней секций перегородки, позволило предотвратить, попадание сыпучего материалом в не загружаемую узкую часть кузова при загрузке и транспортировке полувагона;
- снабжение полувагона откидной крышей с отбортовкой, на которой по периметру образованы люверсы для фиксации крыши на зацепках, закрепленных на стенках кузова, позволило исключить потери сыпучего материала от ветрового потока при скоростном движении полувагона;
- изготовление нижней и верхней секций из твердого материала, а торцевых секций перегородки и крыши из прорезиненного материала, позволило обеспечить перегибание их в противоположных направлениях при откидывании крыши и смене положения секций для повторной загрузки полувагона.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан полувагон, вид сбоку; фиг. 2 - то же, вид сверху; фиг. 3 - схема выгрузки сыпучего материала из полувагона опрокидывателем; фиг. 4 - самопроизвольная установка нижней и верхней секций перегородки на настил пола и одну из стенок кузова при повороте кузова и.
Универсальный или специализированный полувагон состоит из установленной на рельсовых тележках 1 рамы 2 со сцепным 3 и тормозным 4 устройствами. На раме 2 закреплен кузов 5, образованный двумя боковыми 6, двум торцевыми 7 стенками с настилом пола 8 и выгрузными люками 9 (фиг. 2) или без них при выгрузке сыпучих материалов опрокидывателем вагонов.
Посредине настила пола 8 продольно на оси 10 установлена с возможностью поворота перегородка 11, состоящая из нижней 12 и верхней 13 секций, соединенных продольным шарниром 14, нижняя из которых равна половине ширены, а верхняя - высоте кузова 5, при этом с каждой стороны на торцах верхней 13 и нижней 12 секций и средине торцевых стенок 7 кузова 5 в вертикальной плоскости закреплены дополнительные эластичные торцевые секции 15 и 16, каждая из которых равна половине торцевой стенки 7. Секции 12, 13, выполнены из жесткого материала, а секции 15 и 16 - из эластичного. Зазоры между шарниром 14 секций и осью 10 настила 8 пола закрыты с двух сторон гибкими лентами (не показаны) из прорезиненного гибкого материала для предотвращения смешиваться частиц различного сыпучего материал, при прямой и обратной транспортировке;. В незагруженном положении полувагона выгрузные люки 9 перекрыты, нижняя секция 12, перегородки 11 развернута вокруг оси 10 и расположена на половине настила 8 пола, а верхняя секция 13 развернута вокруг шарнира 14, перемещена вдоль одной из стенок кузова 5 вниз и прилегает к ней на равной высоте. При этом, захват 17, в виде продольного двустороннего тавра, одной стороной зацепляется за соответствующую стенку кузова 5 и перекрывает зазор между стенкой 6 и секциями 13 и 15, и препятствует попадание через него другого сыпучего материала при загрузке вагона. Это исключает его смешивание с остатками альтернативного сыпучего материала, в другой части вагона, ранее перевозимого в обратном направлении сыпучего альтернативного материала. Сверху полувагона закреплена откидная крыша 18 из прорезиненного материала, имеющая отбортовку 19 с люверсами 20 для фиксации их на зацепках 21, закрепленных на стенках 6 и 7 кузова 5.
После загрузке полувагон закрывают крышей 18, фиксируют отбортовку 19 люверсами 20 на зацепках 21 по его периметру и предотвращают попадание на груз атмосферных осадков, а также исключают потери сыпучего материала от захвата воздушным потоком при скоростном движении состава, и отправляют груз заказчику.
После прибытия вагона в пункт назначения, крышу 18 открывают, а вагон вводят (фиг. 3) в круговой опрокидыватель 22, разворачивают его вокруг продольной его оси на 180 градусов и разгружают сыпучий материал между рельсами в сборник (не показан). При этом секция 12 и 13 разворачивается вокруг шарнира 14 и оси 10, и вместе с секцией 15 выгибается вниз. После выгрузки сыпучего материала полувагон поворачивают опрокидывателем 2 (фиг. 4) вокруг продольной оси в обратную сторону. Секции 12, 13 и 15, перегибаются в обратном направлении и, прилегают соответственно к другой половине настила 8 пола, другой боковой стенке 6, а секции 15 к другим половинам торцевых 7 стенок 6. Одновременно захваты 17 секций 13 зацепляются за противоположную стенку 6 кузова 5, перекрывая указанные выше зазоры. Кузов 5 подготовлен к загрузке альтернативного груза, и полувагон выводят из опрокидывателя 22, а под разгрузку вводят очередной полувагон. При разгрузке полувагонов опрокидывателем 22 в одну сторону (фиг. 3), а после выгрузки (фиг) 4) в другую сторону, поворот секций 12, 13, и 15, а также зацепление захватов 17 на стенках 6 кузова 5 происходит под действием силы тяжести указанных секций самопроизвольно без применения каких либо дополнительных механизмов. При этом, секция 13 скользит внутри по стенке 6 и в рабочем положении кузова 5 автоматически зацепляется за его край другой стороной захвата 17. Загруженный альтернативным грузом кузов 5 полувагона закрывают крышей 18, фиксируют ее отбортовку 19 люверсами 20 на зацепках 21, выводят из опрокидывателя 22 и отправляют в обратное направление.
Аналогично можно производить разгрузку универсальных полувагонов опрокидывателем 22 не открывая расположенных на настиле пола 8 люков 9. В тех случаях, когда в местах разгрузки сыпучих материалов опрокидыватель 22 отсутствует, универсальные полувагоны разгружают через разгрузочные люки 9, а разворот секций 12, 13 и 15 производят при помощи автокрана (не показан) путем подъема верхней секции 13 и выгибания нижней до вертикального положения для выгрузки в оба ряда люков 9. Загрузка полувагона сыпучими материалами производиться любыми погрузочными устройствами после закрытия люков 9.
Конструкция заявленного полувагона технологична и может изготавливаться на вагоностроительных предприятиях или осуществлена модернизация, находящихся в эксплуатации полувагонов, на любом машиностроительном заводе.
Применение изобретения позволяет устранить главный недостаток транспортировки сыпучих материалов - возврат вагонов порожняком без трудоемких очисток кузова и их смешивания с ранее перевозимого сыпучего материала. В результате того, что обычные полувагоны предназначены для перевозки, например строительных сыпучих материалов (песок, щебень, мел и т.п.) в одном направлении, то загрузка другими грузами, например, пшеницей для транспортировки в обратном направлении становится допустимой полувагонами, оборудованными настоящим устройством. В результате устранения возврата порожняка, при использовании этого изобретения, собственники полувагонов и железная дорога, получит многомиллионную экономию, не сопоставимую с минимальными расходами на переоборудование полувагонов или их разработку и серийное производство.