Вагон-хоппер
HOPPER CAR

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции крытого вагона-хоппера, предназначенного для перевозки сыпучих грузов.
Из патента РФ №2674709 известен контейнер, включающий: корпус, и крышку, размещенную в верхней части корпуса, при этом крышка содержит первую створку и вторую створку, причем первая створка установлена на верхнем борте первой боковой стенки с возможностью вращения вокруг оси крепления первой створки и снабжена по меньшей мере одним средством зацепления первой створки, выполненным с возможностью вхождения в зацепление с по меньшей мере одним средством вращения створки, и вторая створка установлена на верхнем борте второй боковой стенки с возможностью вращения вокруг оси крепления второй створки и снабжена, по меньшей мере, одним средством зацепления второй створки, выполненным с возможностью вхождения в зацепление с по меньшей мере одним средством вращения створки. Для обеспечения еще более надежной защиты содержимого контейнера, отдельно или в дополнение к указанному выше створки могут содержать уплотнительные элементы, размещенные по меньшей мере на части периметра каждой из створок со стороны, обращенной к контейнеру в закрытом состоянии крышки. Материалом уплотнительных элементов может быть резина, пластик или другой подходящий материал, пригодный для использования в конкретных условиях и с конкретными грузами, обеспечивающий требуемую надежность  уплотнения.
Недостатком уплотнения створок контейнера по патенту РФ №2674709 недостаточная герметизация проема, не исключающая засорение проема, проникновение во внутрь контейнера атмосферных осадков.
Из патента РФ №33546 на полезную модель известно уплотнение загрузочного люка, включающее жестко связанные между собой верхнюю и нижнюю обвязки люка и крышку люка, бурт которой опирается на верхнюю обвязку люка, при этом верхняя обвязка люка и бурт крышки люка в зоне их взаимного контакта выполнены криволинейной формы, при этом бурт имеет меньшую кривизну, чем верхняя обвязка люка.
Недостатком уплотнения по патенту РФ №33546 является его недостаточная герметичность, обусловленная тем, что обвязки люка и крышки выполнены из металла, поэтому при загрязнении поверхности верхней обвязки не будет обеспечена надлежащая герметичность загрузочного проема, закрываемого крышкой люка. Кроме того, уплотнение по патенту №33546 не может быть выполнено с надлежащей надежностью, с обеспечением требуемой герметичности на загрузочных проемах прямоугольной формы.
Из патента РФ №51372 на полезную модель известен вагон-хоппер, содержащий ходовые тележки, раму, кузов, бункера с разгрузочными люками, тормозную систему и автосцепное устройство, при этом кузов выполнен из боковых стенок, крыши с загрузочными люками, при этом загрузочные люки выполнены круглыми с лабиринтным уплотнением. Крышки загрузочных люков выполнены с запорным и блокировочным механизмами.
Полезная модель по патенту РФ №51372 выбрана в качестве наиболее близкого аналога.
Недостатком наиболее близкого аналога является невозможность использования круглого лабиринтного уплотнения на загрузочных проемах прямоугольной формы. Кроме того, недостатком наиболее близкого аналога является его недостаточная герметичность после возможного загрязнения поверхности краев загрузочного люка.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, отсутствие уплотнений, обеспечивающих надлежащую надежность и герметичность загрузочных проемов прямоугольной формы.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, - обеспечение надлежащей надежности и герметичности загрузочных проемов прямоугольной формы, повышение надежности и герметичности уплотнения загрузочного проема с сохранением возможности применения механизмов управления крышками загрузочного проема.
Заявленный технический результат достигается тем, что в вагоне-хоппере, содержащем ходовые части, автосцепные устройства, раму и кузов с крышей, снабженной загрузочным проемом, согласно изобретению загрузочный проем выполнен в виде прямоугольника, у которого большие стороны ориентированы вдоль продольной оси крыши, загрузочный проем снабжен последовательно расположенными крышками прямоугольной формы, первые противолежащие боковые стороны которых, ориентированы вдоль продольной оси крыши, вторые противолежащие боковые стороны каждой крышки ориентированы перпендикулярно первым двум боковым сторонам, каждая крышка со стороны обращенной к соседней крышке, контактирует с соседней крышкой для исключения зазоров между крышками, при этом одна из первых боковых сторон каждой крышки загрузочного проема шарнирно соединена с крышей, вагон-хоппер снабжен уплотнением загрузочного проема, содержащим по всему периметру загрузочного проема вертикальное ребро, жестко соединенное с крышей вагона-хоппера, верхний участок вертикального ребра расположен над крышей вагона-хоппера, а нижний участок вертикального ребра расположен внутри кузова вагона-хоппера, вертикальное ребро снабжено двумя полками, обращенными от загрузочного проема, каждая из полок жестко соединена с вертикальным ребром или выполнена с ним заодно, при этом первая полка выполнена на верхнем участке вертикального ребра, вторая полка расположена внутри кузова вагон-хоппера, направлена вдоль внутренней поверхности крыши вагона-хоппера и жестко соединена с ней, по углам загрузочного проема вертикальные ребра жестко соединены между собой, наружные края крышек загрузочного проема по периметру загрузочного проема снабжены запорными элементами, выполненными с возможностью охвата верхнего участка вертикального ребра, каждый запорный элемент выполнен со сложным профилем, обеспечивающим одновременный охват вертикального ребра и закрепление на нем упругого уплотнительного элемента с возможностью упора упругого уплотнительного элемента в первую полку при закрытом положении крышки загрузочного проема.
Упругий уплотнительный элемент может быть частично размещен и зафиксирован в пазу запорного элемента с возможностью размещения другой части уплотнительного элемента, расположенной вне паза, на первой полке вертикального ребра при закрытом положении крышек загрузочного проема.
Упругий уплотнительный элемент может быть выполнен из полимерного материала.
Упругий уплотнительный элемент может быть выполнен из резины.
Полки могут быть соединены с вертикальным ребром посредством сварки.
Каждая крышка загрузочного проема с одной первой боковой продольной стороны может быть соединена с крышей вагона-хоппера посредством шарнирного рычага, содержащим два шарнирно соединенных плеча, одно из которых жестко соединено с крышей вагона-хоппера, а другое - с крышкой загрузочного проема.
Плечо шарнирного рычага, соединенное с крышкой загрузочного проема, может быть расположено над запорным элементом.
Плечи шарнирного рычага могут быть соединены, соответственно, с крышей вагона-хоппера и с крышкой загрузочного проема посредством сварки.
Вторая полка может быть соединена с крышей вагона-хоппера посредством сварки.
Первая полка может быть соединена с вертикальным ребром посредством сварки, а вторая полка выполнена заодно с вертикальным ребром.
Вторая полка может быть соединена с вертикальным ребром посредством сварки, а первая полка выполнена заодно с вертикальным ребром.
Заявляемый вагон-хоппер выполнен с загрузочным проемом прямоугольной формы.
Крышки загрузочного проема также выполнены прямоугольной формы (в том числе могут быть выполнены квадратными) и расположены последовательно рядом, контактируя друг с другом, обеспечивая таким образом перекрытие всего загрузочного проема. Каждая крышка с одной боковой продольной стороны посредством шарнирного рычага прикреплена к крыше вагона-хоппера. Шарнирный рычаг содержит два плеча, шарнирно соединенных между собой.
Уплотнение загрузочного проема выполнено следующим образом.
По всему периметру загрузочный проем снабжен вертикальным ребром, верхний участок которого расположен над крышей вагона-хоппера, а нижний участок вертикального ребра расположен внутри кузова вагона-хоппера.
Вертикальное ребро снабжено двумя полками, обращенными от загрузочного проема и жестко соединенными с вертикальным ребром, например, посредством сварки. При этом первая полка выполнена горизонтальной и соединена с верхним участком вертикального ребра с образованием Т-образной конструкции. Вторая полка расположена внутри кузова вагон-хоппера, направлена вдоль внутренней поверхности крыши вагона-хоппера и жестко соединена с ней, например, посредством сварки.
По углам загрузочного проема вертикальные ребра жестко соединены между собой, например, посредством сварки.
Наружные края крышек загрузочного проема по периметру загрузочного проема снабжены запорными элементами, выполненными с возможностью охвата верхнего участка вертикального ребра.
Каждый запорный элемент каждой крышки загрузочного проема выполнен со сложным профилем, обеспечивающим одновременный охват вертикального ребра и закрепление на нем упругого уплотнительного элемента с возможностью упора упругого уплотнительного элемента в первую горизонтальную полку при закрытом положении крышки загрузочного проема.
Упругий уплотнительный элемент может быть частично размещен и зафиксирован в пазу запорного элемента с возможностью размещения другой части уплотнительного элемента, расположенной вне паза, на первой горизонтальной полке вертикального ребра при закрытом положении крышки загрузочного проема. При этом упругий уплотнительный элемент может быть выполнен из полимерного материала, например, резины, полиуретана и т.п.
Полки могут быть выполнены заодно с вертикальным ребром или соединяться с ним посредством сварки.
Шарнирное соединение крышек загрузочного проема с крышей вагона-хоппера обеспечивается посредством жесткого соединения одного плеча шарнирного рычага с крышкой загрузочного проема над запорным элементом, например, посредством сварки, при этом другое плечо шарнирного рычага жестко соединено с крышей вагона-хоппера, например, посредством сварки, при этом оба плеча шарнирного рычага соединены между собой посредством шарнирного соединения. Запорные элементы крышек не препятствуют возможности шарнирного соединения крышек загрузочного проема с крышей вагона-хоппера, а также не препятствуют применению механизмов управления крышками загрузочного проема. Шарнирное соединение крышек загрузочного проема с крышей вагона-хоппера не влечет нарушения целостности уплотнения загрузочного проема.
В заявляемом вагоне-хоппере обеспечена высокая надежность и герметичность уплотнения крышек загрузочного проема, обеспечена возможность применения механизмов управления крышками загрузочного проема, исключена возможность влияния загрязнения участков уплотнения на надежность и герметичность за счет применения упругого уплотнительного элемента, контактирующего с первой горизонтальной полкой.
Также к преимуществам заявляемого изобретения относится возможность ручного открытия крышек загрузочного проема в случае выхода из строя механизма управления крышками, т.к. свободное расположение крышек на вертикальном ребре позволяет их легко открывать вручную.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен вид вагона-хоппера сверху.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез крыши вагона-хоппера.
На фиг. 3 изображен поперечный разрез крыши вагона-хоппера в увеличенном виде.
На фиг. 4 изображен поперечный разрез крыши вагона-хоппера в сечении, проходящем через плечо шарнирного рычага.
Фигуры на чертежах:
1 - крыша вагона-хоппера;
2 - крышки загрузочного проема;
3 - шарнирный рычаг
3.1 - плечо шарнирного рычага, соединенное с крышей вагона-хоппера;
3.2 - плечо шарнирного рычага, соединенное с крышкой загрузочного проема;
4 - вертикальное ребро;
5 - первая горизонтальная полка;
6 - вторая полка, соединенная с крышей;
7 - запорный элемент;
8 - упругий уплотнительный элемент.
Вагон-хоппер содержит ходовые части, автосцепные устройства, раму и кузов (на чертежах не показаны) с крышей 1, снабженной загрузочным проемом, выполненным в виде прямоугольника, у которого большие стороны ориентированы вдоль продольной оси крыши 2. Загрузочный проем снабжен последовательно расположенными крышками 2 прямоугольной или квадратной формы, первые противолежащие боковые стороны которых, ориентированы вдоль продольной оси крыши 2, вторые противолежащие боковые стороны каждой крышки 3 ориентированы перпендикулярно первым двум боковым сторонам. Каждая крышка 3 со стороны обращенной к соседней крышке, контактирует с соседней крышкой для исключения зазоров между крышками. Одна из первых боковых сторон каждой крышки 3 загрузочного проема шарнирно соединена с крышей 2 посредством шарнирного рычага с плечами 3.1 и 3.2. Вагон-хоппер снабжен уплотнением загрузочного проема, содержащим по всему периметру загрузочного проема вертикальное ребро 4, жестко соединенное с крышей 2 вагона-хоппера. Верхний участок вертикального ребра 4 расположен над крышей 2 вагона-хоппера, а нижний участок вертикального ребра 4 расположен внутри кузова вагона-хоппера. Вертикальное ребро 4 снабжено двумя полками 5 и 6, обращенными от загрузочного проема и жестко соединенными с вертикальным ребром 4. Первая полка 5 выполнена горизонтальной и выполнена заодно с верхним участком вертикального ребра 4; вторая полка 6 расположена внутри кузова вагон-хоппера, выполнена заодно с вертикальным ребром 4 и направлена вдоль внутренней поверхности крыши 2 вагона-хоппера. По углам загрузочного проема вертикальные ребра 4 жестко соединены между собой посредством сварки. Наружные края крышек 3 загрузочного проема по периметру загрузочного проема снабжены запорными элементами 7, выполненными с возможностью охвата верхнего участка вертикального ребра 4. Каждый запорный элемент выполнен со сложным профилем, обеспечивающим одновременный охват вертикального ребра 4 и закрепление на нем упругого уплотнительного элемента 8 с возможностью упора упругого уплотнительного элемента 8 в первую полку 5 при закрытом положении крышки 2 загрузочного проема. Упругий уплотнительный элемент 8 частично размещен и зафиксирован в пазу запорного элемента 7 с возможностью размещения другой части уплотнительного элемента, расположенной вне паза, на первой полке 5 вертикального ребра 4 при закрытом положении крышек 2 загрузочного проема. Упругий уплотнительный элемент выполнен из полимерного материала, например, из резины. Шарнирный рычаг содержит два шарнирно соединенных плеча, одно из которых (3.1) жестко соединено с крышей вагона-хоппера, а другое (3.2) - с крышкой загрузочного проема. При этом плечо 3.2 шарнирного рычага расположено над запорным элементом. Плечи шарнирного рычага соединены, соответственно, с крышей 1 вагона-хоппера и с крышкой 2 загрузочного проема посредством сварки.
Уплотнение загрузочного проема надежно закреплено на крыше 1 за счет жесткого соединения вертикального ребра 4 с крышей 1, а также за счет размещения полки 6 внутри кузова вагона-хоппера и ее жесткого соединения с внутренней поверхностью крыши 1.
При загрузке вагона-хоппера крышки 2 поднимаются вверх за счет шарнирного соединения с крышей 1. После загрузки вагона-хоппера крышки 2 свободно опускаются, плотно перекрывая загрузочный проем за счет контакта между собой, исключающем проникновение атмосферных осадков и грязи во внутрь кузова. При этом запорный элемент 7 свободно опускается на ребро 4, охватывая его; упругий уплотнительный элемент 8 размещается на полке 5, обеспечивая плотный контакт с полкой 5. При динамических нагрузках на вагон-хоппер, уплотнительный элемент имеет возможность сжатия и последующего разжатия, обеспечивая постоянный контакт с полкой 6 и, соответственно, обеспечивая постоянное герметичное перекрытие загрузочного проема вагона-хоппера. При загрязнении полок 5, нарушения герметичности уплотнения загрузочного проема не происходит из-за упругих свойств уплотнительного элемента 8. Для более плотного контакта упругого уплотнительного элемента 8 с полкой 5, элемент 8 может устанавливаться с возможностью его сжатия при размещении на полке 5 при закрытом положении крышек 2.
Таким образом заявляемое изобретение позволяет обеспечивать надлежащую надежность и герметичность загрузочных проемов прямоугольной формы; при этом наряду с повышением надежности и герметичности уплотнения загрузочного проема обеспечивается сохранение возможности применения механизмов управления крышками загрузочного проема или же, наоборот, сохраняется возможность легкого ручного открытия крышек загрузочного проема при неисправностях механизмов управления крышками. Вертикальное ребро надежно предохраняет загрузочный проем от атмосферных осадков и пыли, от возможности попадания во внутрь кузова вагона-хоппера осадков в виде дождя или снега в результате их стекания с крыши вагона-хоппера.