КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СУХОГО КАЛИБРОВАННОГО ПЕСКА ДЛЯ ЭКИПИРОВКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЛОКОМОТИВОВ

Предлагаемый комплекс оборудования относится к производственным мощностям, обслуживающим железнодорожную отрасль, а именно, обеспечивающим круглогодичное производство сухого калиброванного песка для экипировки им железнодорожных локомотивов.
В настоящее время, в связи с ростом грузопассажирских перевозок по существующим железным дорогам, повышением скорости и веса подвижного состава, растут и требования к сухому песку (далее - СП), которым экипируются локомотивы для надежного преодоления составом спусков, подъемов, крутых участков пути как в обычных погодных условиях, так и форс-мажорных обстоятельствах (дождь, снег и т.п.).
С учетом вышеуказанного растут требования и к оборудованию, обеспечивающему производство СП.
Известно оборудование (1) для производства СП в районах с теплым климатом, которое содержит площадку для складирования сырого песка, сито, сушильный агрегат шнекового типа и накопитель с шиберным узлом.
Недостатками данного комплекса являются низкое качество продукции и невозможность работы оборудования в районах с отрицательными температурами.
Известно оборудование (2) для производства СП для железнодорожных локомотивов для работы в районах, как с теплым, так и с холодным климатом.
Недостатками данного комплекса оборудования являются низкое качество продукта и ограниченные возможности по повышению производительности, связанные с использованием малоэффективного, устаревшего оборудования.
Вышеуказанный комплекс (2) взят авторами в качестве прототипа разработанного, как наиболее близкий по технической сути, так и по достигаемому техническому эффекту.
Задачей, которую авторы ставили при разработке предлагаемого всепогодного комплекса для производства СП, являлось повышение эксплуатационных характеристик готового продукта с одновременным повышением производительности оборудования.
Эта задача решена в предлагаемом комплексе для производства СП для экипировки железнодорожных локомотивов, содержащем технологически объединенное оборудование для складирования сырого песка, оборудование предварительной сортировки и сушки сырого песка с использованием технологии обдува сырого песка нагретым теплоносителем, оборудование окончательной сортировки и сушки песка на основе пневмофонтанной технологии сушки (3).
Новыми существенными признаками разработанного комплекса являются:
- выполнение оборудования предварительной сортировки и сушки сырого песка на основе технологии обдува сырого песка нагретым теплоносителем;
- выполнение оборудования окончательной сортировки и сушки песка на основе пневмофонтанной технологии сушки.
В частных случаях предлагаемого комплекса:
- оборудование предварительной сортировки и сушки сырого песка выполнено в виде теплоизолированной, с проточным обдувом теплоносителем емкости с загрузочными окнами в потолочной части, размещенными над установленным внутри нее бункером, соединенным технологически, например, посредством скребкового транспортера с оборудованием окончательной сортировки и сушки песка;
оборудование окончательной сортировки и сушки песка прошедшего предварительную сортировку и сушку выполнено в виде цилиндрической емкости, в которой с торцов размещены тепловой агрегат и вентилятор, а в середине размещена смесительная камера, в верхней части которой закреплена вертикальная труба пневмофонтанной сушки, в нижней части которой размещен шнековый узел для подачи песка после предварительной сортировки и сушки, а верхней частью она подсоединена к блоку осадительной и разгрузочных камер, соединенных с системами пылеочистки и дымоудаления;
- оборудование для предварительной сортировки и сушки сырого песка выполнено мобильным, например, за счет установки на салазках;
- оборудование для складирования сырого песка и предварительной сортировки и сушки сырого песка размещены в помещении, удовлетворяющем по температурному режиму складским условиям.
Новыми существенными признаками разработанного комплекса в частных случаях реализации являются:
- выполнение оборудование предварительной сортировки и сушки сырого песка в виде теплоизолированной, с проточным обдувом теплоносителем емкости с загрузочными окнами в потолочной части, размещенными над установленным внутри нее бункером, соединенным технологически, например, посредством скребкового транспортера с оборудованием окончательной сортировки и сушки песка;
- выполнение оборудование окончательной сортировки и сушки песка, в виде цилиндрической емкости, в которой с торцов размещены тепловой агрегат и вентилятор, а в середине размещена смесительная камера, в верхней части которой закреплена вертикальная труба пневмофонтанной сушки, в нижней части которой размещен шнековый узел для подачи песка после предварительной сортировки и сушки, а верхней частью она подсоединена к блоку осадительной и разгрузочных камер, соединенных с системами пылеочистки и дымоудаления;
- выполнение оборудование для предварительной сортировки и сушки сырого песка мобильным;
- размещение оборудования для складирования сырого песка и оборудования для предварительной сортировки и сушки сырого песка в помещении, удовлетворяющем по температурному режиму складским условиям.
По мнению авторов, вышеуказанные новые признаки в предложенной совокупности могут быть признаны существенными, т.к. технический эффект - повышение эксплуатационных характеристики СП и производительности комплекса может быть достигнут только в результате двух условий:
двухэтапной сортировки и сушки песка;
- применение на втором этапе обработки песка оборудования, использующего технологию пневмофонтанной сушки.
Действительно, несмотря на известность различного рода технологий и оборудования сушки и калибровки песка (есть сушка и калибровка песка для спецбетонов, есть сушка и калибровка песка для формовочных смесей, есть сушка и калибровка песка для притирочных инструментальных смесей и т.п.) важным фактором для железнодорожных локомотивов является не только процент влажности и размер зерен СП, равномерность и стабильность их просушки, но, что не менее важно, идентичность формообразующих элементов зерен песка (калибровка), что оказывает большое влияние на динамику процесса сцепляемости между поверхностями колеса и рельса, особо при работе в условиях дождя и снега.
Использование в предложенном комплексе на второй стадии сортировки и сушки песка оборудования, реализующего технологию пневмофонтанной сушки, позволяет, как бы совместить высокопроизводительную термическую обработку зерен с их дополнительной, кроме сортировки по размеру, калибровкой (в процессе сушки песчинки бьют друг о друга в потоке воздуха и как бы калибруют друг друга), что и позволяет, в конечном счете, повысить не только производительность, но и значительно улучшить эксплуатационные характеристики песка.
Предлагаемый комплекс для производства калиброванного СП для экипировки железнодорожных локомотивов представлен на прилагаемом чертеже.
Комплекс содержит размещенные в помещении 1 складского типа оборудование 2 для складирования сырого песка и оборудование 3 для предварительной сортировки и сушки сырого песка и оборудование 4 для окончательной сортировки и сушки песка.
Оборудование 2 для складирования сырого песка может содержать, например, кран- балку 5 с ковшовым устройством 6 для выгрузки сырого песка из вагона на разгрузочную площадку 7.
Оборудование 3 для предварительной сортировки и сушки сырого песка в предлагаемом комплексе выполнено на основе технологии обдува сырого песка теплоносителем.
Оно включает снабженную для мобильности полозьями 8 теплоизолированную емкость 9, с тепловентиляционным устройством 10 проточного действия, с загрузочными окнами 11 в потолке и размещенным под ними внутри нее бункером 12, выход которого, например, посредством скребкового транспортера 13 соединен с оборудованием 4 для окончательной сортировки и сушки песка.
Оборудование 4 окончательной сортировки и сушки песка выполнено с использованием пневмофонтанной технологии сушки и включает в стационарно установленную цилиндрическую емкость 14, в которой с противоположных торцов размещены тепловой агрегат 15 и вентилятор 16.
В середине емкости 14 размещена смесительная камера 17, сообщающаяся с тепловым агрегатом 15 и вентилятором через 16, в потолочной части которой закреплена вертикальная расширяющаяся труба 18 пневмофонтанной сушки, в нижней части которой размещен шнековый механизм 19 для подачи песка после предварительной сортировки и сушки, а верхней частью она подсоединена к блоку осадительной 20 и разгрузочной 21 камер, соединенных с системой 22 пылеочистки и дымоудаления;
Работа оборудования комплекса заключатся в следующем.
Привезенный в железнодорожном вагоне сырой песок разгружается в помещении 1 склада сырого песка при помощи оборудования 2 на разгрузочную площадку 7, где создается запас сырого песка в соответствии с существующими нормативами.
Этим же оборудованием 2 порция сырого песка загружается в бункер 12 оборудования 3 предварительной сортировки и сушки сырого песка.
Перед попаданием в бункер 12 сырой песок попадает на решетку загрузочного окна 11 емкости 9, где производится предварительная сортировки песка по размеру.
После проведения полной технологической загрузки бункера 12, производится включение тепловентиляционного устройства 7 проточного действия на технологически отработанное время до достижения требуемых параметров сушки песка по влажности.
Далее включается скребковый транспортер 13, который перемещает предварительно отсортированный и подсушенный песок в шнековый механизм 19 оборудования 4 окончательной сортировки и сушки песка.
Предварительно обработанный после предварительной сортировки и сушки песок, продвигаемый шнековым механизмом 19 попадает в трубу 18 пневмофонтанной сушки, в которую из смесительной камеры 17 под давлением поступает смесь продуктов сгорания и воздуха (теплоноситель), сформированная тепловом агрегатом 15 и вентилятором 16 в смесительной камере 17.
При этом крупинки песка более тяжелые, чем необходимо по стандарту, опадают вниз и утилизируются.
Более легкие песчинки подхватываются давлением теплоносителя и подвергаются в технологической трубе 18 как высокоэффективному тепловому воздействию, в результате которого песчинка теряет влагу, так и калибровке в результате многократного механического соударению песчинок.
Технологически песчинка не просто пролетает вверх по трубе, а совершает многократные взлеты и падения, по типу струй воды в фонтане, отсюда и название технологии - «пневмофонтанная сушка».
Именно эта особенность пневмофонтанной сушки на втором этапе обработки предварительно просушенного и просеянного песка позволяет кроме требуемых показателей влаги и размеров песчинок получить дополнительное качество продукта - идентифицировать их форму, проще - откалибровать их и этим ускорить переход песчинки в порошок и улучшить, в конечном счете сцепляемость колеса с рельсом.
Особо это качество проявляется при форсмажорных обстоятельствах использования СП - дожде или снеге.
Далее откалиброванный СП попадает сначала в осадительную 20, а затем в разгрузочную 21 камеры и далее складируется.
Пыль и дым из осадительной камеры 20 отсасываются системой 22 пылеочистки и дымоудаления.
Большинство оборудования предложенного комплекса содержит комплектующие, которые производятся отечественной промышленностью, остальные производятся из известных материалов с использованием известных технологий.
В настоящее время предприятием - заявителем проведены работы по изготовлению и испытанию предложенного комплекса, которые подтвердили технический эффект, изложенный в материалах заявки.
Литература.
1. Тепловозное хозяйство. Крюгер П.К. Издательство «Транспорт». 1972 г. 224 стр.
2. Оборудование производства сухого песка. http://www.intercittytrans.ru
3. Установка для пневмофонтанной сушки сыпучих материалов производства ООО «Посейдон» (ВНИИПИ «Теплопроект»). г.Москва.
4. Песок для локомотивов. Технические условия № ЦТД-5. Утверждены Министерством путей сообщения. 08.02.89 г.Москва