Автоматизированная установка для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта
RAILWAY ROLLING STOCK AUTOMATED WASHING UNIT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройствам для чистки транспортных средств, в частности к наружной мойке подвижного состава железнодорожного транспорта, такого как пассажирские железнодорожные составы, поезда метро и другие электропоезда, и может быть использовано для аналогичных целей при наружной мойке любого рельсового транспортного средства, предназначенного для перевозки пассажиров, например трамвайных вагонов.
Уровень техники
Из описания патента США №4135533 (МПК: B60S 3/00), опубликованного 23.01.1979, известна система для очистки транспортных средств, таких как поезда, локомотивы, автобусы и большие грузовые автомобили различной внешней конфигурации, обеспечивающая очистку транспортного средства независимо от внешней конфигурации без использования щеток. Система включает в себя железнодорожные пути, вдоль которых размещена установка, содержащая станцию предварительного смачивания, мойку и станцию полоскания. Станция предварительного смачивания дополнительно обеспечивает регулирование температуры поверхности транспортного средства. Станция выполнена в виде нескольких арок, каждая из которых снабжена соплами, расположение которых обеспечивает определенный угол удара струи, приблизительно, 80 градусов при удельном давлении ударной струи промывочной жидкости порядка от 0,3 до 0,5 фунтов на квадратный дюйм. Мойка также содержит арки, снабженные соплами, обеспечивающими угол удара струи водного раствора мыла, детергентов или другого моющего средства порядка 80 градусов при удельном давлении ударной струи от 1,5 до 2,0 фунтов на квадратный дюйм. Станция полоскания предназначена для смывания грязной мыльной жидкости с поверхности транспортных средств и для завершения операции очистки. Каждая арка имеет форму и размеры, достаточные, чтобы обеспечить прохождение крупногабаритного транспортного средства, подлежащего очистке. Жидкие стоки от станции предварительного смачивания, мойки и станции полоскания собирают и возвращают по отдельности для повторного использования. Оператор, управляющий системой, определяет конфигурацию каждого транспортного средства, входящего в установку и активирует соответствующие арки. Оборудование системы размещается в здании, которое может иметь воздушные завесы на входе и выходе из здания.
Недостатком указанной системы является отсутствие автоматического режима работы и необходимость постоянного контроля оператором процесса мойки. Кроме того, данная система не использует сушку, а также не использует щетки, без которых не представляется возможным получить качественную очистку транспортных средств и последующую обработку поверхности.
Из уровня техники известна установка для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта, раскрытая в описании заявки на выдачу патента Китая на изобретение CN 103373322 (МПК: B60S 3/00), опубликованной 30.10.2013. Установка содержит ряд установленных вдоль рельсового пути блоков, служащих для предварительного ополаскивания, для мойки и для ополаскивания после мойки железнодорожного состава, проезжающего по рельсам. Блоки снабжены многоходовыми форсунками, через которые под разными углами подаются струи высокого давления для очистки внешней поверхности поезда. Установка снабжена системой оборотного водоснабжения и очистки стоков канализации, а также воздуходувками для нагрева и сушки железнодорожного состава на выходе из установки. Перед входом в установку размещен сенсорный пульт для задачи программы автоматического управления установкой, взаимосвязанный с датчиками, сигнализирующими о положении поезда.
Данная система также не использует щетки, без которых не представляется возможным получить качественную очистку транспортных средств и последующую обработку поверхности.
Известна автоматизированная установка для мойки железнодорожных вагонов, раскрытая в описании патента RU 102570, МПК B60S 3/00, опубл. 15.10.2010 г. Упомянутая автоматизированная установка для мойки рельсового транспорта содержит основание, выполненное в виде платформы с направляющими для перемещения рельсового транспорта, на которой последовательно установлены модуль нанесения химического моющего средства и основной моечный модуль. Моечный модуль предназначен для фронтальной мойки транспортного средства, например локомотива. Он содержит несущие рамы, установленные на основаниях, к которым прикреплены направляющие с размещенными на них самоходными каретками с укрепленными на консолях цилиндрическими приводными щетками с возможностью их наклона, поворота и перемещения в вертикальном направлении посредством соответствующих приводов. Модуль также содержит средства подачи моющего раствора, систему управления работой устройства, содержащую соответствующие датчики положения транспортного средства, кареток приводных щеток. В каждый из автономных модулей дополнительно введены спинеры, снабженные пневмоприводами для выдвижения их в рабочее положение и качания соплового узла, датчики контроля положения спинеров в исходном и рабочем положении, а также введены дополнительные датчики контроля нахождения приводных щеток в зоне парковки. Сопловый узел спинера снабжен дополнительным соплом для возможности распыления кислотного моющего раствора. Несущие рамы снабжены приводом перемещения их в горизонтальном направлении.
Недостатком известной установки является то, что ее конструкция не предусматривает решение задачи экологической безопасности в отношении загрязнения сточных вод. Кроме того, при использовании кислотного моющего раствора не предусматривается коррозионная защита металлических конструкций установки, а также не предусмотрена сушка и нанесение защитной антикоррозионной смазки на наружную поверхность помытых вагонов, что снижает как надежность моечной установки, так и качество работ по очистке подвижного состава железнодорожного транспорта.
Наиболее близким аналогом предлагаемой автоматизированной моечной установки для рельсового транспорта является установка для мойки железнодорожных вагонов, известная из описания и пунктов 6-8 формулы патента RU 2264312, МПК B60S 3/04, В08В 3/02, опубл. 20.11.2005. Устройство для мойки наружной поверхности пассажирских вагонов содержит растворную емкость для приготовления исходного моющего раствора, средства нагрева или охлаждения наружной поверхности, расходную емкость, через теплообменник и насосы соединенную со средствами струйной отмывки наружной поверхности и рам тележек от загрязнений, выполненными в виде щеточных механизмов, укрепленных на несущих рамах и снабженных приводом, средства ополаскивания наружной поверхности от моющего раствора, средства для сушки наружной поверхности вагонов, станцию очистки стоков, образующихся в процессе отмывки, включающую приемную емкость загрязненного моющего раствора, отстойник для фазного разделения на фракции, промежуточные емкости для сбора отдельных фракций и их удаления, снабженные насосами, теплообменниками, соединенными между собой трубопроводами, с установленными на них запорной аппаратурой и датчиками контроля соответствующих параметров, систему подачи и рециркуляции воды для ополаскивания наружной поверхности, включающую в себя баки различной емкости, насосы, фильтр, отстойник и узел нейтрализации воды. В устройство для мойки дополнительно введено средство для обдува наружной поверхности вагона, а станции очистки стоков, образующихся на каждой стадии отмывки, выполнены раздельно, и в них дополнительно введены ступенчатая решетка, зернистый фильтр, средства дозирования и подачи коагулянта и флокулянта соответственно в отстойник и сборник шлама, установка обеззараживания очищенного моющего раствора, фильтр-пресс для обезвоживания шлама. В систему подачи и рециркуляции воды дополнительно введена установка обеззараживания очищенной воды. Средства струйной отмывки наружной поверхности вагона от загрязнений на первой стадии отмывки выполнены аналогично средствам для ополаскивания, а щеточные механизмы, используемые на второй стадии отмывки, выполнены из двух частей, снабженных автономными приводами. Средства струйной отмывки на первой стадии и стадии ополаскивания выполнены в виде ряда Г-образных несущих рамок, размещенных вдоль вагона с обеих сторон, на стойках которых размещены с определенным шагом по высоте моечные головки с возможностью изменения их положения и угла раствора струй соответственно для отмывки и ополаскивания боковой поверхности и крыши вагона, причем моечные головки, предназначенные для крыши и боковой поверхности, соединены с разными трубопроводами подачи моющего раствора или воды.
Описанное устройство является неэкономичным по затратам водных и энергетических ресурсов, требует больших площадей под размещение очистных сооружений и не обеспечивает повышения качества промывки и обработки наружной поверхности вагонов железнодорожного транспорта.
Раскрытие изобретения
Задачей данного изобретения является создание надежной, эффективной и экономичной установки для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта, обеспечивающей высокое качество очистки и при этом отвечающей повышенным требованиям экологической безопасности.
Техническим результатом изобретения является повышение качества мойки наружной поверхности подвижного состава железнодорожного транспорта при повышении производительности и упрощении технологии за счет сокращения количества щеточных секций, а также экономии водных и энергетических ресурсов.
Для решения поставленной задачи заявлена автоматизированная установка для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта, его фронтальных и торцевых поверхностей, содержащая рельсовый путь для перемещения подвижного состава внутри установки, модульное моечное оборудование, размещенное вдоль рельсового пути, оснащенное щеточными механизмами и средствами подачи воды, модулями приготовления и подачи свежего моющего раствора, а также средства для сушки подвижного состава, блок очистки и рециркуляции воды, связанный трубопроводами через насосы с моечным оборудованием, а также средства управления, отличающаяся тем, что на входе в установку размещен модуль предварительного ополаскивания, за ним последовательно установлены первый модуль нанесения моющего раствора, щеточный моющий модуль, содержащий секции щеток для мойки крыши, для промывки боковых сторон и для обработки нижних закраин подвижного состава, затем установлен второй модуль нанесения моющего раствора и мобильный моющий модуль, выполненный с возможностью промывки крыши, боковых сторон, передней и задней части подвижного состава, а также торцевых сторон вагонов со стороны межвагонного пространства, после которого установлен модуль ополаскивания, содержащий секции щеток для мойки крыши, для промывки боковых сторон и обработки нижних закраин подвижного состава, затем установлены модуль нанесения промывочных реагентов и модуль сушки.
Модуль предварительного ополаскивания заявленной установки выполнен с возможностью направления стоков в бассейн с использованным раствором, соединенный с блоком очистки и рециркуляции воды, содержащим сборный резервуар, оснащенный по меньшей мере генераторами озона и погружными насосами с гидроциклонами, выполненный с возможностью возвращения очищенной оборотной воды на модуль предварительного ополаскивания через сборный резервуар, выполненный с возможностью добавления в него чистой воды. При этом модуль предварительного ополаскивания выполнен в виде арки, на которой закреплен трубопровод, снабженный с внутренней стороны форсунками для подачи воды под давлением до 20 атм.
Модули нанесения моющего средства заявленной установки выполнены в виде арки, на которой закреплен трубопровод, снабженный с внутренней стороны форсунками для подачи моющего раствора под давлением до 4 атм. Причем трубопровод и форсунки модулей нанесения моющего средства выполнены из нержавеющей стали.
Следом установленный щеточный моющий модуль выполнен с возможностью направления стоков в бассейн с использованным раствором, соединенный с блоком очистки и рециркуляции воды, содержащим сборный резервуар, оснащенный генераторами озона и погружными насосами с гидроциклонами, выполненный с возможностью возвращения рециркуляционной воды на щеточный моющий модуль через сборный резервуар. Упомянутый щеточный моющий модуль выполнен в виде рамного каркаса, на котором с помощью подшипников установлены поворотные щеточные ворота в виде секции щеток для мойки крыши, по меньшей мере двух вертикальных секций для промывки боковых сторон и секции для обработки нижних закраин подвижного состава, причем щетки связаны с приводом. Секции щеточного моющего модуля снабжены пневмоцилиндрами для регулирования контактного давления между щетками и подвижным составом.
Мобильный моющий модуль также выполнен в виде рамной конструкции, на которой размещены брызгозащитные экраны из оцинкованной стали, закрепленные заклепками из нержавеющей стали. Причем щетка для горизонтальной мойки крыши мобильного моющего модуля выполнена двухсекционной и разъемной.
Модуль ополаскивания снабжен трубопроводами с форсунками, установленными с возможностью подачи на щетки чистой (не оборотной) воды, а секции щеток снабжены пневмоцилиндрами для регулирования контактного давления между щетками и подвижным составом. Причем щетки модуля ополаскивания для промывки боковых сторон подвижного состава выполнены из материала, обеспечивающего эффект полировки бортов подвижного состава. Установленный следом модуль нанесения промывочных реагентов выполнен с возможностью нанесения на внешнюю поверхность подвижного состава защитного покрытия, в частности покрытия на основе воска.
Модуль сушки выполнен в виде рамной конструкции с закрепленными на стойках вентиляторами, установленными в корпусной конструкции со щелевыми распределителями воздуха (воздуходувками). В качестве вентиляторов преимущественно используются высоконапорные безредукторные радиальные вентиляторы.
Бассейн с использованным раствором для сбора стоков воды и моющего раствора размещен в технологической яме между рельсами и соединен с блоком очистки и рециркуляции воды, а также соединен с модулем очистки стоков, соединенным в свою очередь с дренажной системой.
Модули приготовления и подачи свежего моющего раствора снабжены средствами для автоматического перемешивания раствора.
В заявленной установке модули моечного оборудования имеют несущую каркасную конструкцию, выполненную из сварных профильных труб с эпоксидным антикоррозионным покрытием, а щеточные механизмы моющих модулей выполнены с возможностью автоматической смазки подшипниковых узлов.
Средства управления заявленной автоматизированной установки для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта выполнены с возможностью выбора программы мойки на пульте управления, расположенном перед входом в установку. Указанные средства управления выполнены с возможностью получения сигналов от системы фотоэлементов, размещенных вдоль рельсового пути, о прохождении подвижного состава через установку для регулирования безопасного положения щеток.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания заявленного технического решения на фиг. 1 приведена блок-схема заявленной установки, а на фиг. 2 показан общий вид размещения моечного оборудования.
Фиг. 1 - схема компоновки автоматизированной установки для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта. Элементы установки обозначены следующими позициями:
Поз. 1 - модуль предварительного ополаскивания.
Поз. 2 - первый модуль нанесения моющего раствора.
Поз. 3 - щеточный моющий модуль.
Поз. 4 - второй модуль нанесения моющего раствора.
Поз. 5 - мобильный моющий модуль.
Поз. 6 - модуль ополаскивания.
Поз. 7 - модуль нанесения промывочных реагентов.
Поз. 8 - модуль сушки.
Поз. 9 - бассейн с использованным раствором.
Поз. 10 - блок очистки и рециркуляции воды.
Поз. 11 - сборный резервуар.
Поз. 12 - модуль приготовления и подачи свежего моющего раствора.
Поз. 13 - модуль приготовления и подачи свежего моющего раствора.
Поз. 14 - модуль очистки стоков.
Фиг. 2 показывает общий вид размещения моечного оборудования (наименование позиций такое же, как на фиг. 1).
Осуществление изобретения
Автоматизированная установка для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта согласно изобретению представлена в виде блок-схемы на Фиг. 1. На входе в установку размещен модуль предварительного ополаскивания 1, за ним последовательно установлен первый модуль нанесения моющего раствора 2, щеточный моющий модуль 3, содержащий секции щеток для мойки крыши, для промывки боковых сторон и для обработки нижних закраин подвижного состава; затем установлен второй модуль нанесения моющего раствора 4 и мобильный моющий модуль 5, выполненный с возможностью промывки крыши, боковых сторон, передней и задней части подвижного состава, а также торцевых сторон вагонов со стороны межвагонного пространства. После него установлен модуль ополаскивания 6, содержащий секции щеток для мойки крыши, для промывки боковых сторон и обработки нижних закраин подвижного состава, затем установлен модуль нанесения промывочных реагентов 7 и модуль сушки 8. При этом модуль предварительного ополаскивания 1 выполнен с возможностью направления стоков в бассейн с использованным раствором 9, соединенный с блоком очистки и рециркуляции воды 10, содержащим сборный резервуар 11, оснащенный по меньшей мере генераторами озона и погружными насосами с гидроциклонами, выполненный с возможностью возвращения очищенной оборотной воды на модуль предварительного ополаскивания 1 через сборный резервуар 11, выполненный с возможностью добавления в него чистой воды. Первый модуль нанесения моющего раствора 2, щеточный моющий модуль 3, второй модуль нанесения моющего раствора 4, мобильный моющий модуль 5, модуль ополаскивания 6, модуль нанесения промывочных реагентов 7 и модуль сушки 8 также соединены с бассейном с использованным раствором 9, который, как отмечалось выше, соединен с блоком очистки и рециркуляции воды 10, причем избыток использованного раствора сливается в дренаж через модуль очистки стоков 14. При этом первый модуль нанесения моющего раствора 2 и второй модуль нанесения моющего раствора 4 соединены с по меньшей мере одним модулем приготовления и подачи свежего моющего раствора 12, 13, причем приготовление моющего раствора производится на чистой воде.
Щеточный моющий модуль 3 соединен с блоком очистки и рециркуляции воды 10, содержащим сборный резервуар 11, оснащенный по меньшей мере генераторами озона и погружными насосами с гидроциклонами, выполненный с возможностью возвращения рециркуляционной воды на щеточный моющий модуль 3 через сборный резервуар 11.
При этом мобильный моющий модуль 5 также соединен с модулем приготовления и подачи свежего моющего раствора 13, изготавливаемого на чистой воде, причем мобильный моющий модуль 5 выполнен с возможностью мойки как свежим моющим раствором, так и ополаскиванием чистой водой. А модуль ополаскивания 6 соединен с подачей чистой воды.
В составе заявленной установки модули моечного оборудования имеют несущую каркасную конструкцию, выполненную из сварных профильных труб с эпоксидным антикоррозионным покрытием.
Модуль приготовления и подачи свежего моющего раствора 12, 13 содержит средства для автоматического перемешивания раствора, предотвращающие его межфазное расслоение.
Средства управления установкой выполнены с возможностью выбора программы мойки на пульте управления, расположенном, предпочтительно, перед входом в установку. При этом средства управления выполнены с возможностью получения сигналов от системы фотоэлементов, размещенных вдоль рельсового пути, о прохождении подвижного состава через установку для регулирования безопасного положения щеток.
Модуль предварительного ополаскивания 1 выполнен в виде арки, на которой закреплен трубопровод, снабженный с внутренней стороны форсунками для подачи воды под высоким давлением до 20 атм.
Модули нанесения моющего раствора также выполнены в виде арок, на которых закреплены трубопроводы, снабженные с внутренней стороны форсунками для подачи моющего раствора под давлением до 4 атм. При этом для защиты от коррозии трубопроводы и форсунки модулей нанесения моющего раствора 2, 4 выполнены из нержавеющей стали, а несущие конструкции арок закрыты защитными экранами.
Щеточный моющий модуль 3 выполнен в виде рамного каркаса, на котором с помощью подшипников установлены поворотные щеточные ворота в виде секции щеток для мойки крыши, по меньшей мере двух вертикальных секций для промывки боковых сторон и секции для обработки нижних закраин подвижного состава, причем щетки связаны с приводом вращения, выполненным в виде электродвигателя с редуктором. Несущие конструкции каркаса и электрооборудование закрыты от брызг моющего раствора защитными экранами.
Секции щеточного моющего модуля 3 снабжены пневмоцилиндрами для регулирования контактного давления между щетками и подвижным составом.
Особенностью заявленной установки является использование мобильного моющего модуля 5, установленного в ее средней части, выполненного с возможностью реверсивного перемещения по рельсовым направляющим вдоль вагонов поезда внутри установки для удобства промывки вагонов со стороны межвагонного пространства.
При этом щетка для горизонтальной мойки крыши мобильного моющего модуля выполнена двухсекционной и разъемной и дополнительно снабжена приводом вертикального перемещения.
Мобильный моющий модуль 5 выполнен в виде рамной конструкции, на которой размещены брызгозащитные экраны из оцинкованной стали, закрепленные заклепками из нержавеющей стали.
Следующий на пути следования состава модуль ополаскивания 6 снабжен трубопроводами с форсунками, установленными с возможностью подачи на щетки чистой (не оборотной) воды, а секции щеток снабжены пневмоцилиндрами для регулирования контактного давления между щетками и подвижным составом рельсового транспорта.
Щетки модуля ополаскивания 6 для промывки боковых сторон подвижного состава, преимущественно, выполнены из мягкого материала для обеспечения эффекта полировки очищенной поверхности бортов подвижного состава железнодорожного транспорта.
Для повышения качества промывки наружной поверхности подвижного состава заявленная установка дополнительно укомплектована модулем нанесения промывочных реагентов 7, который выполнен с возможностью нанесения на внешнюю поверхность вагонов защитного покрытия, в частности покрытия на основе воска, обеспечивающего обработанной поверхности грязеотталкивающие и антикоррозионные защитные свойства и блеск.
Заключительный модуль сушки 8 выполнен в виде рамной конструкции с закрепленными на стойках вентиляторами. Вентиляторы предпочтительно размещены в корпусных конструкциях (воздуходувках) со щелевыми распределителями воздуха, направляющими поток воздуха на наружную поверхность вагонов поезда. Модуль сушки 8 размещен на выходе из установки и содержит не менее трех воздуходувок в вертикальном ряду с каждой стороны рельсового пути.
В заявленной установке коллектор сбора стоков воды и моющего раствора - бассейн с использованным раствором 9 - размещен в технологической яме между рельсами рельсового пути. Коллектор разделен на сегменты для отделения между собой стоков от разных моющих модулей.
Для повышения надежности щеточные механизмы заявленной установки выполнены с возможностью автоматической смазки подшипниковых узлов.
На фигуре 2 представлен общий вид размещения моечного оборудования с основными модулями мойки, использованного в заявленном устройстве. В зависимости от длины состава железнодорожного транспорта, подлежащего мойке, количество однотипных блоков в составе моечного оборудования может быть увеличено при сохранении заявленной последовательности расположения блоков. Например, на фиг. 2 показано, что первый модуль нанесения моющего раствора (поз. 2) и модуль нанесения промывочных реагентов (поз. 7) выполнены сдвоенными.
Предлагаемая автоматизированная моечная установка предназначена для наружной мойки подвижного состава железнодорожного транспорта, преимущественно пассажирских поездов, и представляет собой стационарно установленную крытую конструкцию, через которую поезда проходят собственным ходом (в соответствии с разрешающими сигналами семафоров).
Автоматизированная установка для мойки вагонов представляет собой модульную конструкцию, рассчитанную на длительный срок эксплуатации. Ее каркас выполнен из сварных профильных труб, поверхность которых обработана сверхпрочным эпоксидным антикоррозийным составом.
Автоматизированная установка для мойки подвижного состава работает полностью автоматически по заранее установленным программам. Система фотоэлементов, связанная с системой управления, контролирует прохождение состава через установку. Мойку можно осуществлять только в одном направлении, но движение по рельсовому пути внутри установки без мойки может происходить в обоих направлениях. При этом с пульта управления можно контролировать мойку в ручном режиме. Установка оборудована средствами управления, обеспечивающими безопасность ее эксплуатации, контроль скорости. Установка позволяет осуществлять автоматический выбор программ проведения мойки с учетом скорости прохождения железнодорожного состава.
Рекомендуемая скорость поезда в режиме проведения мойки составляет макс. 1,5…2,5 км/час (25…42 м/мин или 0,4…0,7 м/с), которая обеспечивает наилучший результат промывки наружной поверхности подвижного состава при производительности 1…2 состава по 20 вагонов в час.
Модули моечного оборудования автоматизированной установки для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта имеют следующие характеристики в процессе эксплуатации.
Модуль 1 предварительного ополаскивания имеет арочную конструкцию. Он размещается на входе в установку и совмещает в себе выполнение двух функций, предварительной очистки и предварительной коррекции температуры наружной поверхности подвижного состава железнодорожного транспорта. Зимой на поверхность вагонов подают воду для предварительного подогрева корпуса вагона и получения лучшего результата мойки. В летнее время модуль 1 обеспечивает охлаждение водой поверхности вагонов. В обоих случаях используется комнатная или холодная оборотная вода. Оборотная вода подается на модуль 1 из сборного резервуара 11 в процессе рециркуляции насосом мощностью 5,5 кВт. По необходимости в сборный резервуар 11 добавляется водопроводная вода подпитки. Расчетная производительность модуля 1 составляет 270 литров/мин, при давлении 20 бар (19,7 атм). Форсунки модуля 1 предварительного ополаскивания, установленные с определенным шагом на внутренней стороне несущей арки, позволяют выполнить высокоэффективную струйную обработку, струями высокого давления (до 20 атм) всего периметра наружной поверхности корпуса вагона, включая мойку шасси (вагонной тележки).
Модуль 2 является первым модулем нанесения свежего моющего раствора (не оборотного) и выполняет функцию замачивания загрязнений, имеющихся на поверхности состава. Нанесение предварительного моющего раствора на корпуса вагонов осуществляют до начала основного процесса мойки щетками. Предварительное нанесение моющего раствора позволяет подготовить поверхность вагона для более качественной мойки. Грязь намокает и разжижается, что существенно упрощает последующие операции мойки и обеспечивает высокое качество очистки наружной поверхности подвижного состава железнодорожного транспорта. Время нахождения химического моющего средства на корпусе вагона зависти от скорости движения состава и расстояния между модулем 2 и щеточным моющим модулем 3 и варьируется в пределах 1…2 минут.
Подача предварительного моющего раствора производится двумя отдельными насосными блоками в объеме, около 15 л/мин. Насосные блоки можно использовать либо вместе одновременно (нормальный режим), либо отдельно только один блок по выбору. Трубопроводы и форсунки модуля 2 выполнены из нержавеющей стали. Производительность модуля 2 составляет до 15 литров/мин при давлении на форсунках до 4 бар (3,9 атм).
Далее по ходу следования подвижного состава через заявленную установку расположен модуль 3 - это щеточный моющий модуль, содержащий секции щеток для мойки крыши, для промывки боковых сторон и для обработки нижних закраин подвижного состава, установленные, как показано на фиг. 2. Секция щеток имеет каркасную конструкцию корпуса, на который с помощью подшипников установлены поворотные щеточные ворота. Вращение щеток осуществляется с помощью привода, например, имеющего двигатель мощностью 5,5 кВт и зубчатую передачу. Давление щетки в процессе мойки регулируется с помощью сжатого воздуха и жидкостного демпфирования. Для этого секции щеточного моющего модуля 3 снабжены пневмоцилиндрами для регулирования контактного давления между щетками и подвижным составом. Щетка состоит из несущей трубы и прикрепляемых к ней винтами, легко заменяемых щеточных элементов, например, длиной 500 мм. Направление вращения щетки осуществляется по ходу движения состава. Скорость вращения составляет, например, 148 об/мин. Щеточный моющий модуль 3 снабжен трубопроводами с форсунками, установленными с возможностью подачи на щетки оборотного моющего раствора, например, 60 л/мин. Водопроводы и форсунки модуля 3 выполнены из нержавеющей стали. Модуль 3 в оптимальном варианте комплектации (фиг. 2) содержит две пары боковых щеток, пару щеток для мойки крыши и пару щеток для обработки закраин. Контактное давление между щетками и составом регулируется пневмосистемой при помощи панели управления, регулирующей усилия пневмоцилиндров. Запуск щеток осуществляется по сигналу от инфракрасного фотоэлемента.
Далее по ходу следования подвижного состава через заявленную установку расположен модуль 4 - это второй модуль нанесения моющего раствора, через форсунки которого на наружную поверхность вагонов подается свежий моющий раствор (не оборотный).
Смешивание (приготовление) «свежих» моющих растворов производится в модулях 12, 13 автоматически с помощью смешивающей станции. Затем посредством насосов моющий раствор подается из модуля 12 на форсунки модуля 2, а из модуля 13 на форсунки модулей 4 и 5.
Подача на форсунки модуля 4 свежего моющего раствора предпочтительно производится двумя отдельными насосными блоками в объеме около 15 л/мин. Тогда для каждого из насосных блоков предусмотрен свой набор емкостей для разведения раствора и для подачи раствора (отдельные баки). Насосные блоки можно использовать либо вместе одновременно (нормальный режим), либо отдельно только один блок по выбору (например, при техобслуживании). Трубопроводы и форсунки модуля 4 выполнены из нержавеющей стали.
Для мойки передней и задней поверхности вагонов пассажирского поезда установка содержит моечный модуль 5, обеспечивающий промывку торцов вагонов, в том числе и со стороны межвагонного пространства. Модуль 5 представляет собой 4-щеточную мобильную напольную рельсовую моечную систему, выполненную с возможностью отклонения и поворота щеток. Высота и ширина расположения щеток при мойке регулируется в соответствии с параметрами железнодорожного состава. При этом щетка для горизонтальной мойки крыши выполнена двухсекционной и разъемной. Контактное давление между щетками и подвижным составом для секции крышных щеток регулируются при помощи чувствительных к нагрузке токовых реле и контроллера. Поступательное перемещение крышных щеток по высоте регулируется через редуктор и зубчатую передачу. Модуль 5 содержит пару боковых щеток, для мойки поверхности вагона в вертикальном направлении. Контактное давление между щетками и железнодорожным составом регулируется пневмосистемой при помощи панели управления и пневмоцилиндров. На модуле 5 применяются щетки высокой плотности, рассчитанные на высокую нагрузку, в целях обеспечения долговечности щеток и оптимального качества мойки.
Рама и стальные детали модуля 5 выполнены из оцинкованной стали. На раме закреплены брызгозащитные экраны, выполненные из листовой оцинкованной стали, с красочным покрытием. Элементы листовой стали закрепляются заклепками из нержавеющей, что предотвращает эффект гальванизации. Все блоки управления и электронные компоненты установлены в электрическом шкафу, размещаемом в сухом месте, для обеспечения максимальной защиты от брызг моющего раствора. Все механические передачи размещены внутри корпуса моечного оборудования. В состав оборудования модуля 5 входят направляющие в виде рельсов из оцинкованной стали, установленные на полу, а также приспособление против схода с рельсов. Таким образом, мобильный моющий модуль 5 выполнен с возможностью реверсивного перемещения по рельсовым направляющим вдоль подвижного состава внутри установки, что позволяет более точно его позиционировать при размещении щеток в межвагонном пространстве. Для обеспечения чистоты щеток в течение цикла мойки на них автоматически выдается и распределяется как моющее средство, так и чистая вода.
Когда железнодорожный состав входит в секцию установки, в которой размещен модуль 5, сигнальная лампа мигает красным и состав останавливается. Передняя торцевая часть поезда моется передними горизонтальными щетками, перемещающимися по высоте состава. Когда в режиме мойки передняя горизонтальная щетка достигает верхней позиции, сигнальная лампа выключается, система управления фиксирует безопасное положение щетки и состав продолжает двигаться вперед.
Когда через мойку проходит задняя часть состава, сигнальная лампа указывает на остановку, состав останавливается, мойка заднего торца поезда осуществляется горизонтальными щетками. Затем световой сигнал отображает команду «вперед», и состав продолжает движение через моечное отделение. Боковые щетки вращаются в направлении, встречном по отношению к движению состава для обеспечения наилучшего результата мойки. Вращение щеток осуществляется с помощью привода, включающего в себя двигатель, например, мощностью 5,5 кВт и зубчатую передачу. Щетка состоит из несущей щеточной трубы и прикрепляемых к ней винтами, легко заменяемых щеточных элементов, например, длиной 500 мм. Скорость вращения, предпочтительно, составляет 148 об/мин. Водопроводы и форсунки выполнены из нержавеющей стали. Моющий раствор, как уже отмечалось, подается из модуля 13 в количестве около 200 л/мин.
По окончании процесса мойки производится ополаскивание и сушка состава. Скорость прохождения поезда через мойку составляет 0,7-2,4 км/час. Скорость перемещения состава контролируется системами автоматики средств управления.
Модуль 6 ополаскивания содержит арку, выполненную с возможностью ополаскивания, и секции щеток для мойки крыши, для промывки боковых сторон и обработки нижних закраин подвижного состава, которые предназначены для окончательного смыва моющих средств. Споласкивание после мойки щетками осуществляется чистой водой. Линия подачи холодной воды выполнена в виде трубопровода диаметром 1,5-2 дюйма с защитой от противотока.
Следует дополнительно отметить, что все трубопроводы заявленной установки снабжены необходимой запорной арматурой, которая на рисунках не показана.
Модуль 6 ополаскивания снабжен трубопроводами с форсунками, установленными с возможностью подачи на арку и на щетки чистой (не оборотной) воды, а секции щеток снабжены пневмоцилиндрами для регулирования контактного давления между щетками и подвижным составом. При этом щетки модуля 6 ополаскивания для промывки боковых сторон подвижного состава выполнены из более мягкого материала, обеспечивающего эффект полировки бортов подвижного состава. Например, на модуле 6 могут быть использованы сегменты щеток из материала типа «Карлит».
После модуля 6 ополаскивания установлен модуль 7 нанесения промывочных реагентов.
Модуль 7 выполнен с возможностью нанесения на внешнюю поверхность вагонов подвижного состава при помощи дозирующего насоса защитного покрытия, в частности покрытия на основе воска. Восковое покрытие обеспечивает красивый блеск обработанной поверхности, придает ей гидрофобные грязеотталкивающие свойства, заполняет микроцарапины, обеспечивая тем самым повышение антикоррозионных свойств.
Модуль 8 сушки представляет собой рамную конструкцию с закрепленными на вертикальных стойках вентиляторами, корпуса которых выполнены со щелевыми распределителями воздуха, для направления струи воздуха на обрабатываемую поверхность. Сушка предназначена для окончательного удаления воды с корпуса вагона потоком воздуха.
Для повышения качества сушки, а также снижения потерь воды в отсеке мойки, используются закрепление на арочной конструкции на выходе из установки шести отдельных воздуходувок, в виде радиальных вентиляторов, установленных каждый в своей корпусной конструкции со щелевым распределителем воздуха - по 3 с каждого борта состава. Предпочтительно используются безредукторные радиальные вентиляторы с двигателями мощностью 6×11 кВт. Запуск и остановка процесса сушки регулируются при помощи инфракрасных фотоэлементов.
Для работы заявленной автоматизированной установки мойки подвижного состава железнодорожного транспорта также требуется линия сжатого воздуха с компрессорным оборудованием мощностью, ориентировочно, 500 л/мин при давлении воздуха - 7 бар.
В заявленной автоматизированной установке для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта для решения задачи более экономичного расхода воды применяется блок 10 очистки и рециркуляции воды. Процесс рециркуляции обеспечивается механической очистной установкой, содержащей насос с гидроциклонами производительностью до 750 л/мин.
Все насосы, которые предназначены для перекачки грязной воды, оснащены маслостойкими прокладками и керамическими уплотнителями.
Рециркуляция обеспечивается автоматически по регулированию уровня воды в сборном резервуаре 11, при этом требуется минимальное обслуживание оборудования.
Подсоединение блока 10 очистки и рециркуляции воды организовано так, что в случае прерывания его работы предусмотрено поступление (подпитка) свежей водопроводной воды сборного резервуара 11 с оборотной водой.
Сборный резервуар 11 оборотной воды требуется для обеспечения работы насосов высокого давления, подающих очищенную оборотную воду на арку высокого давления модуля 1 предварительного ополаскивания. Сборный резервуар 11 может быть выполнен, например, из пластмассы объемом не менее 1600 л. Автоматическое наполнение сборного резервуара 11 осуществляется при помощи электромагнитного клапана и датчика уровня. Сборный резервуар 11 оснащен генераторами озона и погружными насосами. Генератор озона предназначен для устранения бактериального загрязнения и запахов оборотной воды. Подача озона в заявленной установке является полностью автоматизированной функцией с выработкой приблизительно 5 г озона в час.
2
2
Модуль очистки стоков 14 содержит систему водоочистки, выполненную на базе метода электрофлокуляции. Электрофлокуляция представляет собой комбинацию методов электрофлотации и электрического осаждения. Загрязненная вода нагнетается насосом в установку электрофлокуляции и протекает между анодом и катодом. Катод выполнен из нержавеющей стали, материал анода зависит от конкретного вида основного загрязнения. В ходе электролиза вода восстанавливается до Н (газ) и/или окисляется до О (газ). При этом в ходе электролиза образуются мелкие пузырьки газа размером, приблизительно, 20 мкм. Эти пузырьки движутся к поверхности жидкости, сталкиваясь с распределенными в ней загрязнениями, такими как масло, тяжелые металлы и другие загрязнения различной природы, образуя хлопья, которые подвергаются механическому отделению.
В ходе указанного процесса водоочистки можно извлечь до 80% всех загрязнений органической и неорганической природы. Для отделения оставшихся 20% загрязнений применяется расходуемый анод.
Отходы подлежат сбору в емкость, которая регулярно подвергается опустошению. Интенсивность электролиза регулируется путем задания напряжения и силы тока.
Для обезвоживания осадка и отходов (шлама) моечной установки предназначен пресс-фильтр, например, производства компании «РэилМатик» для прессования отходов целях снижения расходов на дальнейшую транспортировку и утилизацию.
Принцип действия пресса включает в себя этап фильтрации, этап сжатия и обезвоживания сжатым воздухом.
На этапе фильтрации загружаемый шлам поступает в фильтрационные камеры пресса через расположенные в верхней части отверстия. На этапе фильтрации используется комплект фильтрующих рам пресса, которые сжимаются под давлением, нагнетаемым высоконапорным гидронасосом. Фильтрация начинается немедленно, через стенки камеры. Фильтрат отводится через имеющиеся в каждой камере четыре отверстия. Двусторонняя фильтрация позволяет быстро сформировать фильтрационный кек и сократить продолжительность этапа фильтрации цикла обезвоживания.
На этапе сжатия стабилизируется тело кека за счет наполнения резиновой мембраны, расположенной с одной из его сторон. Обычно данный этап занимает меньшую часть времени цикла и полезен с точки зрения снижения расходов на обезвоживание и сокращения общей продолжительности цикла. Мембрана наполняется сжатым воздухом или (при использовании высокого давления) водой.
На этапе обезвоживания сжатый воздух подается в ту часть фильтрационного кека, которая расположена в области мембраны, и вытесняет из него свободную воду через выпускное отверстие, находящееся с противоположной стороны тела кека.
Для обеспечения стабильности кека мембрана обычно поддерживается в наполненном состоянии. Это способствует сокращению расхода сжатого воздуха и обеспечивает минимизацию остаточной влажности кека. Время продувки зависит от типа обезвоживаемого материала и обычно составляет от 1 до 4 минут.
Заявленная автоматизированная установка для мойки подвижного состава железнодорожного транспорта является надежной в эксплуатации, эффективной и экономичной установкой с точки зрения энергозатрат, она обеспечивает высокое качество очистки наружной поверхности вагонов и при этом отвечает повышенным требованиям экологической безопасности.
При использовании заявленного изобретения повышается качество отмывки наружной поверхности подвижного состава железнодорожного транспорта при высокой производительности и упрощении технологии за счет сокращения количества щеточных секций и при экономии водных и энергетических ресурсов. Оптимальная скорость прохождения поезда через мойку составляет 0,7-2,4 км/час.
Предлагаемое оборудование характеризуется высоким уровнем безопасности обслуживания и эксплуатации, сокращает время обслуживания и стоимость эксплуатации.