ПОДВИЖНЫЙ ЗАГРУЗОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ С КОНСТРУКЦИЕЙ СО СДВОЕННОЙ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОЙ СТРЕЛОЙ
MOVABLE LOADING MECHANISM WITH DOUBLE TELESCOPIC BOOM STRUCTURE

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к сфере железнодорожных грузовых технологий и, в частности, к подвижному загрузочному устройству, которое используется в грузовых железнодорожных депо и может непрерывно отмерять и нагружать насыпной груз (например, уголь или руду и т.п.) в кузов открытого вагона.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С развитием железнодорожного грузового транспорта в нашей стране объем груза на грузовых станциях для угольного концентрата, портовых терминалов для руды и терминалов для угля и т.п. резко возрос, и к устройствам для загрузки навалочных грузов в вагоны предъявляются все более высокие требования. Для обеспечения больших возможностей для консолидации грузов и пропускной способности железной дороги при операции загрузки насыпного груза следует использовать способ быстрой дозированной загрузки. В железнодорожных грузовых терминалах в нашей стране используются три способа быстрой дозированной загрузки насыпного груза, а именно способ загрузки с погрузчиком, способ загрузки с помощью стационарной системы быстрой загрузки и способ загрузки с помощью подвижного загрузочного механизма.
Постепенно способ загрузки с погрузчиком применяют все реже и от него отказываются из-за его недостатков, таких как низкая эффективность, невысокая точность, большой выброс пыли и т.д. Способ загрузки с помощью стационарной системы быстрой загрузки (также известной как система дозированной загрузки с помощью бункера или система дозированной загрузки) является усовершенствованным способом загрузки и обладает высокой точностью измерения, и широко используется в отечественных портах, железнодорожных грузовых терминалах, погрузочных станциях или т.п. Тем не менее, такой способ загрузки имеет основные недостатки, которые перечислены ниже: 1) необходим тяговый локомотив для управления поездом во время загрузки, и, таким образом, используется локомотив; 2) большая длина станционного пути и высокие вложения, необходимая длина линии должна быть в два раза больше длины поезда; 3) контейнер может быть легко загроможден и, таким образом, может потребовать очистки вручную, что несет потенциальную угрозу безопасности. Подвижный загрузочный механизм разрушает традиционную концепцию загрузки и использует способ загрузки, характеризуемый неподвижным вагоном и подвижным загрузочным механизмом, что сокращает длину пути железнодорожной станции наполовину и, таким образом, значительно экономит вложения; при использовании системы контейнер не легко загромоздить, рабочий способ является безопасным и надежным; кроме того, само устройство снабжено системой удаления пыли, тем самым соблюдаются требования по охране окружающей среды.
В настоящее время отечественный подвижный загрузочный механизм в основном используется в больших прибрежных портах для реализации функции погрузки грузов, таких как уголь или руда (порошкообразная) в железнодорожные вагоны. Существующий подвижный загрузочный механизм состоит главным образом из головного вагона, хвостового вагона, приводного устройства для прохода, телескопической стрелы и делительной воронки для материала. Подвижный загрузочный механизм и ленточный конвейер для дальнего перемещения грузов используются совместно для создания подвижной системы загрузки, основные принципы работы которой заключаются в следующем: подлежащий загрузке состав ставится на загрузочную линию, материалы транспортируются по наклону хвостового вагона с помощью ленточного конвейера для дальнего перемещения грузов до телескопической стрелы, затем они транспортируются с помощью ленточного конвейера, установленного на стреле, до фронтальной делительной воронки для материала, где наконец и происходит загрузка в отсек состава; при этом загрузочный механизм движется по рельсам параллельно направлению состава и последовательно загружает каждый отсек.
Во всех существующих подвижных загрузочных механизмах применяется конструкция с одинарной телескопической стрелой. В целях реализации непрерывной загрузки делительная воронка для материала на переднем конце стрелы выполнена специально с "разветвленной" конструкцией, непрерывная загрузка осуществляется путем управления перегородкой в воронке для переключения направления потока материала, в случае мостового соединения с вагоном. Тем не менее, делительная воронка для материала, имеющая "разветвленную" конструкцию, имеет огромные размеры, достигая в высоту обычно 4,5 м-5,5 м. Тем не менее, на электрифицированной железной дороге максимальное расстояние между подвесной контактной системой и верхним краем кузова открытого железнодорожного вагона составляет 3,857 м (высота подвесной контактной системы составляет 6,4 м, а тип поезда C100), минимальное расстояние составляет 2,607 м (высота подвесной контактной системы составляет 6,4 м, а тип поезда C80), при этом оба они значительно ниже высоты "разветвленной" делительной воронки для материала. Кроме того, с учетом предусмотренного безопасного расстояния между подвесной контактной системой и внешним устройством, существующий подвижный загрузочный механизм не может достичь цели непрерывного дозирования и загрузки насыпного груза в кузов открытого железнодорожного вагона при условиях электрифицированной железной дороги.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В целях устранения вышеуказанных недостатков в существующем загрузочном устройстве для железнодорожных перевозок настоящее изобретение обеспечивает подвижный загрузочный механизм, который может непрерывно дозировать и нагружать насыпной груз в кузов открытого железнодорожного вагона, и является применимым для электрифицированных железных дорог, а также может обеспечивать безопасную работу при условиях электрифицированной железной дороги с подвесными контактными системами.
Техническое решение настоящего изобретения заключается в следующем: подвижный загрузочный механизм с конструкцией со сдвоенной телескопической стрелой, содержащий головной вагон и хвостовой вагон, причем хвостовой вагон соединен с головным вагоном с помощью главной тяги, сдвоенная телескопическая стрела и двухступенчатый трехканальный разветвленный бункер установлены на головном вагоне, причем сдвоенная телескопическая стрела содержит грузовую стрелу основного вагона и грузовую стрелу вспомогательного вагона, которые установлены параллельно, при этом как грузовая стрела основного вагона, так и грузовая стрела вспомогательного вагона представляют собой стрелы с телескопической функцией, двухступенчатый трехканальный разветвленный бункер содержит верхний разветвленный бункер и нижний разветвленный бункер, при этом как верхний разветвленный бункер, так и нижний разветвленный бункер имеют три канала, а именно загрузочный канал основного вагона, загрузочный канал вспомогательного вагона и канал для восстановления, при этом загрузочный канал основного вагона соединен с грузовой стрелой основного вагона, и загрузочный канал вспомогательного вагона соединен с грузовой стрелой вспомогательного вагона.
Предпочтительно, головной вагон содержит стальную конструкцию головного вагона, верхняя часть стальной конструкции головного вагона оснащена кабиной управления водителя и электрощитовой для низковольтного оборудования, нижняя часть стальной конструкции головного вагона оснащена приводным устройством для прохода, при этом каждая из грузовой стрелы основного вагона и грузовой стрелы вспомогательного вагона установлена на стальной конструкции головного вагона.
Предпочтительно, хвостовой вагон содержит стальную конструкцию хвостового вагона, выполненную с наклонной конструкцией, причем наклон стальной конструкции хвостового вагона оснащен направляющим роликом для хода ленточного конвейера для дальнего перемещения грузов, нижняя часть стальной конструкции хвостового вагона соединена с устройством подачи питания высокого напряжения, электрощитовой для высоковольтного оборудования и устройством для распыления противоморозной и противопылевой защиты, при этом верхний конец наклона стальной конструкции хвостового вагона оснащен отклоняющим барабаном ленты, расположенным над верхним разветвленным бункером.
Кроме того, передний конец как грузовой стрелы основного вагона, так и грузовой стрелы вспомогательного вагона оснащен делительной воронкой для материала.
Кроме того, задняя часть грузовой стрелы основного вагона оснащена выравнивающим устройством, причем выравнивающее устройство и делительная воронка для материала составляют устройство для фронтальной разгрузки материала.
Предпочтительно, устройство для фронтальной разгрузки материала имеет высоту, меньшую или равную 2 м.
Кроме того, каждая из грузовой стрелы основного вагона и грузовой стрелы вспомогательного вагона оснащена ленточным конвейером и электронными конвейерными весами.
Кроме того, каждый из верхнего разветвленного бункера и нижнего разветвленного бункера внутри оснащен реверсивным механизмом.
Положительным результатом настоящего изобретения является следующее: настоящее изобретение применяет конструкцию со сдвоенной телескопической стрелой и двухступенчатым трехканальным разветвленным бункером, который может не только непрерывно дозировать и загружать насыпной груз (например, уголь или руду и т.п.) в кузов открытого вагона, но также соответствует условиям использования электрифицированных железнодорожных депо, обеспечивая возможность использования подвижного загрузочного механизма в электрифицированных железнодорожных депо, что делает его пригодным для электрифицированных железных дорог с подвесными контактными системами, таким образом заполняя технологические пробелы в сфере загрузочных устройств для насыпного груза. По сравнению с существующим устройством подвижный загрузочный механизм имеет следующие преимущества.
(1) По сравнению со способом загрузки с помощью обычного загрузочного механизма данный подвижный загрузочный механизм преимущественно повышает производительность работы, точность загрузки и степень автоматизации загрузки, а также является более экологически безопасным.
(2) По сравнению с традиционной стационарной системой быстрой загрузки можно сэкономить половину рельсового пути, экономится земля, и это является веским аргументом в пользу снижения капиталовложений в строительство, что также соответствует государственной земельной политике в отношении "рационального землепользования"; во-вторых, подвижный загрузочный механизм не нужно оснащать буферным бункером, и материал может быть загружен быстро, тем самым полностью предотвращается потенциальная угроза безопасности при ручной выгрузке, в случае загромождения контейнера, и повышается безопасность и надежность операций загрузки в депо.
(3) По сравнению с существующим подвижным загрузочным механизмом устройство для фронтальной разгрузки материала в подвижном загрузочном механизме с конструкцией со сдвоенной телескопической стрелой используется исключительно для разгрузки материала в вагон и не выполняет функцию распределения материала. Таким образом, высота устройства для фронтальной разгрузки материала может быть уменьшена до 2 м, что может полностью соответствовать требованиям к пространству между электрифицированной железной дорогой с подвесными контактными системами и верхним краем любого отечественного открытого вагона, и, таким образом, подвижный загрузочный механизм с конструкцией со сдвоенной телескопической стрелой имеет широкий спектр применения.
(4) Благодаря внедрению конструкции со сдвоенной телескопической стрелой две стрелы, применяемые в настоящем изобретении, используются поочередно, тем самым реализуя непрерывную подачу материала в случае мостового соединения с вагоном, обеспечивая процесс загрузки без прерывания подачи или рассыпания материала и улучшая эффективность загрузки.
(5) Устройство для фронтальной разгрузки материала с подвижного загрузочного механизма с конструкцией со сдвоенной телескопической стрелой также оснащено выравнивающим устройством, которое может применять автоматическое выравнивание к загружаемому материалу, и это преимущественно улучшает производительность загрузки и снижает производственные затраты по сравнению с традиционным способом выравнивания материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 представлена принципиальная схема конструкции существующего подвижного загрузочного механизма;
на фиг. 2 представлена принципиальная схема конструкции согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 представлена принципиальная схема конструкции двухступенчатого трехканального разветвленного бункера и сдвоенной телескопической стрелы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 представлена диаграмма состояния сдвоенной телескопической стрелы в направлении A во время работы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 представлена диаграмма состояния сдвоенной телескопической стрелы в направлении A не во время работы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6 представлено схематическое изображение распределения материала двухступенчатого трехканального разветвленного бункера согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 представлено схематическое изображение операций перед выполнением мостового соединения сдвоенной телескопической стрелы и устройства для фронтальной разгрузки материала с вагоном согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8 представлено схематическое изображение операций после выполнения мостового соединения сдвоенной телескопической стрелы и устройства для фронтальной разгрузки материала с вагоном согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9 представлено схематическое изображение устройства для фронтальной разгрузки материала с существующего подвижного загрузочного механизма;
на фиг. 10 представлено схематическое изображение устройства для фронтальной разгрузки материала согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Ниже будет дополнительно описано настоящее изобретение со ссылкой на прилагаемые графические материалы.
Подвижный загрузочный механизм с конструкцией со сдвоенной телескопической стрелой содержит головной вагон 1 и хвостовой вагон 2, причем хвостовой вагон 2 соединен с головным вагоном 1 с помощью главной тяги, а двухступенчатый трехканальный разветвленный бункер 3 и сдвоенная телескопическая стрела 4 установлены на головном вагоне 1.
Сдвоенная телескопическая стрела 4 представляет собой грузовую стрелу 41 основного вагона и грузовую стрелу 42 вспомогательного вагона, установленные параллельно, при этом как грузовая стрела 41 основного вагона, так и грузовая стрела 42 вспомогательного вагона представляют собой стрелы с телескопической функцией, при этом каждая из грузовой стрелы 41 основного вагона и грузовой стрелы 42 вспомогательного вагона оснащена ленточным конвейером и электронными конвейерными весами. Во время проведения операции загрузки сдвоенная телескопическая стрела вытягивается над вагоном. Когда операция загрузки не выполняется, сдвоенная телескопическая стрела втягивается назад за пределы строительных зазоров железной дороги, и, таким образом, она не препятствует прохождению локомотива.
Двухступенчатый трехканальный разветвленный бункер 3 содержит верхний разветвленный бункер 31 и нижний разветвленный бункер 32, при этом как верхний разветвленный бункер 31, так и нижний разветвленный бункер 32 имеют три канала, а именно загрузочный канал 33 основного вагона, загрузочный канал 34 вспомогательного вагона и канал 35 для восстановления, где загрузочный канал 33 основного вагона соединен с грузовой стрелой 41 основного вагона и загрузочный канал 34 вспомогательного вагона соединен с грузовой стрелой 42 вспомогательного вагона; при этом каждый из верхнего разветвленного бункера 31 и нижнего разветвленного бункера 32 оснащен внутри реверсивным механизмом, который может распределять материал по различным каналам в зависимости от разнообразных нужд.
Головной вагон 1 содержит стальную конструкцию 11 головного вагона, верхняя часть стальной конструкции 11 головного вагона оснащена кабиной 12 управления водителя и электрощитовой 13 низковольтного оборудования, нижняя часть стальной конструкции 11 головного вагона оснащена приводным устройством 14 для прохода, а грузовая стрела 41 основного вагона и грузовая стрела 42 вспомогательного вагона, соответственно, установлены на стальной конструкции 11 головного вагона.
Хвостовой вагон 2 содержит стальную конструкцию 21 хвостового вагона, выполненную с наклонной конструкцией, причем наклон стальной конструкции 21 хвостового вагона оснащен направляющим роликом для хода ленточного конвейера для дальнего перемещения грузов, нижняя часть стальной конструкции 21 хвостового вагона соединена с устройством подачи питания высокого напряжения, электрощитовой 23 для высоковольтного оборудования и устройством 24для распыления противоморозной и противопылевой защиты, при этом верхний конец наклона стальной конструкции 21 хвостового вагона оснащен отклоняющим барабаном 25 ленты, расположенным над верхним разветвленным бункером 31. Подлежащие загрузке материалы транспортируются по наклону с помощью конвейера для дальнего перемещения грузов до верхней части хвостового вагона и сбрасываются с помощью отклоняющего барабана 25 ленты в верхний разветвленный бункер 31.
Передний конец как грузовой стрелы 41 основного вагона, так и грузовой стрелы 42 вспомогательного вагона оснащен делительной воронкой для материала, которая используется для равномерной и стабильной загрузки материалов по стреле в вагон.
Задняя часть грузовой стрелы 41 основного вагона оснащена выравнивающим устройством, которое может автоматически равномерно распределять материал во время выполнения процесса загрузки. И выравнивающее устройство, и делительная воронка для материала составляют устройство 5 для фронтальной разгрузки материала. Благодаря внедрению конструкции со сдвоенной телескопической стрелой, фронтальная заглушка 5 больше не выполняет функцию распределения материала, таким образом, существенно снижается размер, и устройство 5 для фронтальной разгрузки материала имеет высоту меньше или равно 2 м, что отвечает требованиям к пространству между электрифицированной железной дорогой с подвесной контактной системой и верхним краем любого отечественного открытого вагона.
Рабочий процесс:
1. Подлежащий загрузке состав ставится на загрузочную линию, и сдвоенная телескопическая стрела 4 вытягивается из устройства 5 для фронтальной разгрузки материала и располагается над кузовом открытого вагона.
2. Материалы транспортируются по наклону стальной конструкции 11 хвостового вагона с помощью ленточного конвейера для дальнего перемещения грузов в хвостовой вагон 2 и сбрасываются с помощью отклоняющего барабана 25 ленты в двухступенчатый трехканальный разветвленный бункер 3. Водитель управляет реверсивным механизмом в двухступенчатом трехканальном разветвленном бункере 3 для транспортировки материалов в загрузочный канал 33 основного вагона; материалы сбрасываются на грузовую стрелу 41 основного вагона и транспортируются по ленточному конвейеру, установленному на грузовой стреле 41 основного вагона к внешнему устройству 5 для фронтальной разгрузки материала, и, наконец, загружаются в грузовой вагон. Конвейерные весы на грузовой стреле 41 основного вагона дозируют, в режиме реального времени взвешивает материалы, проходящие через стрелу. Для обеспечения равномерного распределения материалов в вагоне, загрузочный механизм автоматически регулирует скорость действия загрузочного механизма в соответствии с номинальной грузоподъемностью открытого вагона, чтобы гарантировать, что грузовая стрела 41 основного вагона расположена в хвосте вагона, когда вагон полностью загружен, и что грузовая стрела 42 вспомогательного вагона расположена в голове следующего вагона.
3. Когда настоящий вагон полностью загружен и требуется мостовое соединение, водитель управляет реверсивным механизмом в двухступенчатом трехканальном разветвленном бункере 3 для транспортировки материалов в загрузочный канал 34 вспомогательного вагона, и материалы загружают в следующий вагон по ленточному конвейеру на грузовую стрелу 42 вспомогательного вагона, таким образом, реализуя непрерывную подачу материалов в случае мостового соединения с вагоном, и гарантируя то, что материалы не будут рассыпаться в месте соединения с вагоном.
4. Поскольку загрузочный механизм движется вперед, когда грузовая стрела 41 основного вагона находится точно над следующим вагоном, водитель осуществляет управление реверсивным механизмом в двухступенчатом трехканальном разветвленном бункере 3 для переключения материалов в загрузочный канал 33 основного вагона снова так, чтобы грузовая стрела 41 основного вагона продолжила завершение операции загрузки вагона. Вышеуказанные действия выполняются повторно, пока не будет завершена операция загрузки всего поезда.
5. После завершения операции загрузки, если на наклоне стальной конструкции 11 хвостового вагона все еще остались какие-либо материалы, водитель может переключить реверсивный механизм в двухступенчатом трехканальном разветвленном бункере 3 для распределения оставшегося материала в канал 35 для восстановления, и оставшиеся материалы сбрасывают через канал 35 для восстановления на ленточный конвейер для дальнего перемещения грузов и после этого возвращаются на склад материалов. После завершения всех операций сдвоенная телескопическая стрела 4 втягивается назад за пределы строительных зазоров железной дороги, и, таким образом, она не препятствует прохождению локомотива.