КУЗОВ БУНКЕРНОГО ВАГОНА ДЛЯ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ

Настоящая полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается грузовых вагонов бункерного типа, предназначенных для перевозки сыпучих грузов.
Известен вагон для перевозки сыпучих грузов бункерного типа, предназначенный, в частности, для минеральных удобрений [Альбом-справочник 002 И-97 ПКБ ЦВ «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм» М., 1998, с.44]. Кузов данного вагона включает в себя торцевые стены, боковые стены со стойками, крышу с загрузочными люками и пневматический привод разгрузочного устройства в виде вала, простирающегося вдоль вагона и снабженного шестерней и двуплечим рычагом, взаимодействующим с помощью тяг с шарнирно закрепленными корытообразными крышками, а также ручной привод разгрузочного устройства в виде червячной передачи, взаимодействующей посредством рычагов и тяг с крышками люков.
К недостатками такого вагона можно отнести сложность конструкции кузова (много различных профилей проката, сборка боковых и торцевых стен со стойками и обшивами), большую металлоемкость из-за наличия двух систем привода разгрузочного устройства, ненадежную работу пневматического привода в агрессивных средах и сложную кинематическую схему ручного привода, требующую больших физических усилий для открывания крышек.
Также к недостаткам кузова этого вагона можно отнести наличие внутри кузова и бункеров уступов и резких переходов, что способствует слеживаемости груза и накоплению остатков при его выгрузке из вагона.
Известен вагон для перевозки сыпучих грузов, в частности, цемента, в виде цистерны [Л.А.Шадур «Конструкции вагонов» М., ВИПО МПС, 1962, с.241-242], отличающейся от других цистерн наличием внутри котла двух рассекателей и четырех боковых откосов, представляющих собой стальные листы, подкрепленные диафрагмами жесткости. Данные элементы конструкции котла облегчают поступление цемента в центральную нижнюю часть котла к разгрузочному патрубку. Также внутри котла расположены четыре аэролотка, представляющих собой разъемные желоба, состоящие из двух частей, к которым прикреплены ремни. Для предохранения от провисания ремня в желобе размещены решетки. Вблизи разгрузочного патрубка внутри котла расположены две аэроплитки. Посредством этих устройств сжатый воздух нагнетается внутрь котла цистерны, заполненного цементом, в результате чего цемент приобретает текучесть, что обеспечивает его выгрузку. При выгрузке к разгрузочному патрубку после открытия его крышки присоединяют разгрузочные шланги для транспортирования по ним цемента в приемные емкости.
К недостаткам данного вагона можно отнести сложность внутреннего обустройства, невозможность выгрузки груза при отсутствии воздушной магистрали, а также низкую надежность.
В эксплуатации возникают трудности при выгрузке груза из-за «налипания» его в отверстиях аэроплиток и решеток. Поэтому после выгрузки или погрузки их надо очищать.
Известен бункерный вагон для перевозки сыпучих грузов, в частности, цемента, в виде цистерны (модель 15-854) производства ОАО «Азовмаш» (Украина) [Альбом-справочник 002 И-97 ПКБ-ЦВ «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм» М., 1998, с.186].
Эта конструкция выбрана в качестве прототипа.
Основными недостатками такой конструкции являются:
- выполнение наклоненных к середине вагона плоскостей, переходящих в бункерную часть вагона на уровне средней оболочки котла, что уменьшает его грузовместимость, и, естественно, грузоподъемность;
- привод разгрузочных люков вагона осуществляется, хотя и при помощи рычагов и тяг, но с применением в качестве силового органа - пневматической системы, что не позволяет производить разгрузку (открытие и закрытие крышек бункеров) при отсутствии последней;
В основу полезной модели поставлена задача создания кузова бункерного вагона, исключающего вышеуказанные недостатки.
Поставленная задача решается тем, что согласно полезной модели кузов бункерного вагона, преимущественно для перевозки сыпучих грузов, состоит из рамы и установленной на нее емкостью в виде пустотелого цилиндра с торцевыми днищами. Торцевые днища в нижней внутренней части оборудованы плоскими наклонными откосами, контур которых повторяет форму внутренних поверхностей днищ, что позволяет внутренней торцевой поверхности днищ котла без уступов и резких переходов, плавно перейти в наклонную поверхность, являющуюся продолжением торцевых стенок крайних бункеров.
Цилиндрическая форма емкости переходит в нижней своей части в наклоненные к середине кузова плоскости для образования бункерных устройств, которые выполнены по касательной к окружности, являющейся образующей верхней цилиндрической части кузова, под углом 40°±5° к вертикали, при этом размер бункерного проема в поперечном сечении составляет 700...1130 мм.
Емкость соединена с консолями рамы посредством опорных ребер и подпорных балок, через которые продольные усилия от центральных балок консолей через распорные элементы, выполненные в форме двутаврового сечения, нижняя полка которого от нижнего листа шкворневой балки по дуге плавно переходит в нижнюю полку зета центральной балки, а верхняя полка приходится на уровень верхнего листа шкворневой и верхней полки центральной балок, передаются на боковые балки емкости, одновременно являющиеся элементами рамы вагона.
Крышки люков бункеров выполняют роль поворотно-сдвижных заслонок. Они повторяют контур нижней части продольных листов
бункеров, выполненных по радиусу и закреплены в подвеске, представляющей собой симметричную относительно продольной плоскости бункера конструкцию, состоящую из двух боковин соединенных между собой связью. Шарнирное соединение подвески с бункером выполнено с использованием кронштейна, который приварен к бункеру таким образом, что два соосных между собой отверстия кронштейна также соосны отверстию трубы, которая соединяет между собой две продольные стенки бункера. Через отверстия кронштейна, боковин подвески проходит валик и заходит в отверстие трубы. Это позволяет обеспечить при сборке соосность шарниров подвесок и одновременно самоустанавливаться крышке люка относительно бункера. При этом крышки бункеров открываются и закрываются посредством механизмов рычажного типа, привод которых осуществляется для каждого бункера отдельно с помощью поперечно расположенных относительно продольной плоскости вагона валов, приводимых в действие рычагом.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие пример конструктивного исполнения кузова бункерного вагона для сыпучих грузов.
Фиг.I - кузов бункерного вагона, общий вид (сбоку).
Фиг.II - кузов вагона, вид сверху по стрелке А Фиг.I
Фиг.III - поперечный разрез по линии Б-Б Фиг.I
Фиг.IV - продольный разрез по линии В-В Фиг.II
Фиг.V - разрез по линии Г-Г Фиг.1 (по распорным балкам)
Фиг.VI - выносной элемент Д Фиг.III (по разгрузочному бункеру)
Фиг.VII - разрез по линии Е-Е Фиг.I (по валу механизма разгрузки)
Фиг.VIII - разрез по линии Ж-Ж Фиг.II (поперечное сечение распорной балки левой)
Фиг.IX - разрез по линии З-З Фиг.II (поперечное сечение распорной балки правой)
Бункерный вагон содержит ходовые части 1 с размещенным на них кузовом 2, состоящим из рамы и емкости в виде пустотелого цилиндра 3 с торцевыми днищами 4.
Торцевые днища 4 в нижней внутренней части оборудованы плоскими наклонными откосами 19, контур которых повторяет форму внутренних поверхностей днищ, что позволяет внутренней торцевой поверхности днищ котла без уступов и резких переходов, плавно перейти в наклонную поверхность 20, являющуюся продолжением торцевых стенок крайних бункеров.
Цилиндрическая форма емкости переходит в нижней части в наклоненные к середине вагона плоскости 5 для образования бункерных устройств 6, которые выполнены по касательной к окружности, являющейся образующей верхней цилиндрической части котла кузова, под углом 40°±5° к вертикали, при этом размер бункерного проема в поперечном сечении составляет 700...1130 мм.
Емкость 2 соединена с консолями 10 рамы, на которых размещены автосцепные устройства 11 и тормозное оборудование 12, посредством опорных ребер 21 и подпорных балок 13, через которые продольные усилия от центральных балок 14 консолей через распорные элементы 23 и 24, выполненные в форме двутавровых сечений, нижние полки 34 и 35 которых от нижнего листа 25 шкворневой балки по дуге плавно переходят в нижнюю полку зета центральной балки, а верхние полки 36 и 37 совпадают с уровнем верхнего листа 26 шкворневой балки и верхней полки центральной балки 14, передаются на боковые балки 27 емкости, одновременно являющиеся элементами рамы вагона.
Крышки люков 9 бункеров повторяют контур нижней части продольных листов бункеров, выполненных по радиусу, и закреплены в подвеске 28, представляющую собой симметричную относительно продольной плоскости бункера конструкцию, состоящую из двух боковин 29 соединенных между собой связью 30. Шарнирное соединение подвески с бункером выполнено с использованием кронштейна 31, который приварен к
бункеру таким образом, что два соосных между собой отверстия кронштейна также соосны отверстию трубы 32, которая соединяет между собой две продольные стенки бункера. Через отверстия кронштейна, боковин подвески проходит валик 33 и заходит в отверстие трубы.
Крышки люков 9 бункеров 6 открываются и закрываются посредством механизмов 16 рычажного типа, привод которых осуществляется для каждого из бункеров 6 отдельно с помощью поперечно расположенных относительно продольной плоскости вагона валов 17, приводимых в действие рычагом за выступающие части 18.
Привод валов 17 для открывания и закрывания крышек 9 бункеров 6 предусмотрен с двух сторон вагона за выступающие части 18 валов 17.
Устройства 15 (сообщение емкости с атмосферой), предотвращающие образование вакуума внутри вагона при разгрузке с закрытыми крышками загрузочных люков 7 выполнены на крышках 22 последних.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в том, что в конструкции кузова устранены выступы и резкие переходы, препятствующие процессу разгрузки и исключающие концентрацию напряжений в несущих элементах кузова. Форма кузова позволяет увеличить объем и грузоподъемность вагона и обеспечивает полную выгрузку вагона, так как исключает наличие остатков груза и его слеживание после выгрузки, особенно в зонах торцевых днищ. Кроме того, заявляемая конструкция кузова бункерного вагона позволяет улучшить технологичность изделия, способствует эффективному распределению продольных нагрузок, возникающих при эксплуатации вагона, повышает надежность работы разгрузочных устройств.
В настоящее время на бункерный вагон для сыпучих грузов с предлагаемой конструкцией кузова разработана конструкторская документация, изготовлен опытный образец и проводятся его всесторонние испытания.