ВАГОН-ХОППЕР

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к транспорту, в частности, к железнодорожным вагонам-хопперам.
Уровень техники
Из патента РФ на ПМ № 129470, МПК B61D 7/06, опубликован 27.06.2013 (прототип), известен вагон-хоппер. В нем применен кузов классической конструкции, схожей с кузовом известного вагона-хоппера мод. 19-752, консольные части которого не используются для размещения груза. Это снижает грузоподъемность вагона-хоппера, так как длина вагона используется нерационально в связи с отсутствием загрузки консольной части вагона. Следовательно, при транспортировке грузов с использованием этих вагонов достигается недостаточный экономический эффект, в частности снижается грузоподъемность вагона-хоппера.
Из патента РФ на ПМ № 183201 известен вагон-хоппер сочлененного типа, днища в консольных частях секций кузова которого выполнены в виде продольных коньков. Однако известное решение не может быть применимо к вагонам-хопперам несочлененного типа, имеющим в консольной части только один центрально расположенный консольный бункер. Кроме того, в известном решении в области ходовых тележек возможно скопление груза, выгрузка которого затруднена.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в эффективном использовании консольных частей кузова для размещения груза посредством распределения груза между межтележечной и консольной частями кузова с обеспечением эффективной выгрузки перевозимого груза через разгрузочные бункеры межтележечной и консольной частей вагона, в том числе в случае наличия в каждой из консольных частей кузова только одного бункера, и равномерной нагрузки на все ходовые тележки вагона.
Заявленный технический результат обеспечивается вагоном-хоппером, включающим в себя кузов, опирающийся на ходовые тележки, содержащий торцевые стены и боковые стены, и оборудованный в нижней части межтележечного пространства бункерами, причем стены кузова охватывают консольные части вагона с образованием консольных частей кузова, а в консольных частях кузова предусмотрены дополнительные бункеры для обеспечения выгрузки части груза, размещенного в консольных частях кузова. Согласно полезной модели над крайними ходовыми тележками выполнены поперечные коньки, причем угол наклона крыльев поперечных коньков относительно горизонтальной плоскости составляет от 30 до 55 градусов.
В одном из вариантов реализации над консольной частью хребтовой балки выполнены продольные коньки, проходящие от соответствующего поперечного конька до торцевой стены кузова.
Выполнение поперечных и продольных коньков способствует обеспечению эффективной выгрузки той части груза, которая размещена в консольной части кузова, через консольные бункеры. Выполнение продольных коньков наряду с поперечными коньками обеспечивает более эффективную выгрузку груза консольной части вагона в случае наличия в консольных частях двух разгрузочных бункеров.
В одном из вариантов реализации крылья коньков выполнены из листового материала.
Высота поперечного и продольного коньков консольной части предпочтительно не превышает высоту груза с наибольшей плотностью, допускаемого к перевозке в конкретной модели вагона, что дополнительно позволяет сохранить положение центра масс кузова.
В одном из вариантов реализации высота коньков составляет от 1/6 до 1/3 расстояния от верха хребтовой балки рамы до крыши кузова.
В одном из вариантов реализации угол наклона крыльев продольных коньков относительно горизонтальной плоскости составляет от 30 градусов до 55 градусов.
В частности, угол наклона крыльев поперечных и продольных коньков относительно горизонтальной плоскости составляет от 45 до 55 градусов, и наиболее предпочтительно от 50 до 55 градусов.
Краткое описание чертежей
Предлагаемая полезная модель поясняется следующим графическим материалом:
На Фиг. 1 изображен продольный разрез вагона-хоппера по настоящей полезной модели.
На Фиг. 2 изображен продольный разрез тележечной части вагона-хоппера по настоящей полезной модели, показывающий наклон поперечного конька консольной части кузова.
На Фиг. 3 изображен разрез по линии А-А с Фиг.2, показывающий наклон продольного конька консольной части кузова.
Осуществление полезной модели
Далее со ссылкой на сопровождающие фигуры детально описан один из возможных вариантов осуществления полезной модели. Вагон-хоппер, показанный на фиг. 1, включает в себя две секции 1 кузова, выполненные каждая в виде сварной конструкции, состоящей из крыши 2, торцевых стен 3 и 4, боковых стен 5, бункеров 6 и опирающиеся через раму 7 на ходовые тележки 8. Кроме того, вагон содержит автосцепные устройства 9 и тормозное оборудование 10.
Стены 3, 4, 5 каждой из секций 1 кузова охватывают консольные части кузова с образованием консольных частей кузова вагона и обеспечением, таким образом, загрузки перевозимого груза как в межтележечное пространство, так и в пространство консольных частей каждой из секций 1 кузова.
Для обеспечения выгрузки той части груза, которая размещена в консольной части кузова, в каждой из консольных частей кузова предусмотрены консольные бункеры 6, выполненные дополнительно к бункерам межтележечной части кузова. При этом, в каждой из консольных частей кузова предпочтительно предусмотрены один или два консольных бункера 6.
Для облегчения выгрузки той части груза, которая размещена в консольной части кузова, в каждой из консольных частей кузова над крайней тележкой 8 расположен поперечный конек 11 (фиг. 2), проходящий над крайней тележкой вагона между боковыми стенами 5 и представляющий собой элемент конструкции кузова, размещенный поперек продольной оси кузова вагона-хоппера и состоящий из 2-х наклонных плоскостей (крыльев конька), выполненных из листового материала, например из стальных или полимерных листов, расположенных под углом друг к другу и по существу под равными углами к горизонтальной плоскости рамы.
В случае размещения в каждой из консольных частей кузова двух разгрузочных бункеров, в дополнение к поперечному коньку 11 над хребтовой балкой рамы 7 консольных частей кузова выполнен продольный конек 12 (фиг. 3), проходящий вдоль продольной оси кузова по существу от середины поперечного конька 11 до торцевой стены 3 кузова и представляющий собой элемент конструкции кузова вагона, состоящий из двух наклонных поверхностей (крыльев конька), расположенных, как и в случае поперечных коньков 11, под углом друг к другу и по существу под равными углами к горизонтальной плоскости рамы.
Поперечный и продольный коньки 11, 12 выполнены по существу с равной высотой α, которая измеряется от верхней полки хребтовой балки до верхней точки свода конька, т.е. линии пересечения наклонных поверхностей крыльев каждого конька 11, 12.
Угол наклона крыльев поперечного и продольного коньков 11, 12 в консольной части кузов предпочтительно составляет от 30 до 55 градусов (см. фиг. 2 и 3), что соответствует углам откоса большинства перевозимых грузов и обеспечивает возможность их оптимальной выгрузки гравитационным способом. Предпочтительно угол наклона крыльев поперечного и продольного коньков 11, 12 в консольной части кузов составляет от 45 до 55 градусов, и наиболее предпочтительно от 50 до 55 градусов.
Поперечный и продольный коньки 11, 12 предназначены для обеспечения распределения потоков сыпучего груза во время разгрузки и направления груза в бункеры 6 межтележечной, а также консольных частей кузова и далее через проем разгрузочных люков из кузова к наружному приемному устройству. В случае отсутствия поперечного конька 11, а при наличии в консольной части двух люков 6 - и продольного конька 12, может происходить зависание груза в пространстве над тележкой и/или над хребтовой балкой консольной части вагона и затруднение его разгрузки.
Благодаря поперечному коньку 11 обеспечивается более эффективное распределение груза между консольной и межтележечной частями кузова при использовании для размещения груза консольной части, а также эффективная разгрузка через бункеры межтележечной и консольной частей вагона. Это повышает эффективность использования длины вагона-хоппера благодаря возможности загрузки груза в консольные части вагона-хоппера, а также обеспечивает равномерное давление на все ходовые тележки вагона. Продольный конек 12 обеспечивает равномерное распределение груза в консольной части вагона-хоппера и его направление к обоим консольным бункерам 6 в случае наличия в консольной части двух бункеров 6, размещенных по разные стороны относительно продольной оси вагона.
3
3
В случае загрузки вагона грузом с высокой плотностью, такого как, например, апатитовый концентрат, имеющий насыпную плотность 1800 кг/м и являющийся наиболее тяжелым (плотным) грузом из разрешенных к перевозке в вагонах-хопперах, внутренний объем кузова будет заполнен менее чем на 40% при целевой плотности перевозимого груза 710 кг/м. При этом высота В поверхности наиболее тяжелого (плотного) груза будет располагаться на высоте 1/3H от верхней полки хребтовой балки, где H - максимально возможная высота размещенного в вагоне груза без учета плотности груза (см. фиг. 1), равная высоте крыши вагона, т.е. расстоянию от верха хребтовой балки рамы до крыши вагона.
Для гарантированного равномерного распределения груза внутри кузова поперечный конек 11, а также продольный конек в случае его наличия, на фиг. 2 (а значит и продольный конек 12 на фиг. 3) должен располагаться на уровне или ниже уровня груза по меньшей мере на величину е, которая выбирается в диапазоне от 0 до 1/6H. Таким образом, величина e определяет величину минимального превышения высотой груза высоты α коньков 11, 12. Таким образом, высота конька будет зависеть от высоты кузова и рассчитывается как α = 1/3H - e (см. фиг. 1 и 2), где величина е принимается в диапазоне от 0 до 1/6H, в мм. Таким образом, высота коньков составляет от 1/6H до 1/3Н, т.е. от 1/6 до 1/3 расстояния от верха хребтовой балки рамы до крыши вагона. Дальнейшее снижение высоты коньков невозможно, так как при этом будет уменьшаться угол наклона крыльев коньков, который может стать менее угла естественного откоса перевозимого груза, что не позволит производить разгрузку гравитационным способом без зависания груза на крыльях коньков.