УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В СМЕРЗШИХСЯ НАСЫПНЫХ ГРУЗАХ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПОЛУВАГОНАХ

Полезная модель относится к средствам механизации погрузочно-разгрузочных работ и может быть использована при выгрузке из железнодорожных полувагонов смерзшихся и слежавшихся насыпных грузов (угля, руды, кокса, флюсов, строительных материалов), поступающих на подъездные пути предприятий и разгружаемым на надбункерных решетках приемных бункеров стационарных роторных или боковых вагоноопрокидывателей, преимущественно полезная модель может быть использована при комбинированной системе восстановления сыпучести смерзшегося материала, включающей бурение скважин в материале и дополнительный разогрев полувагонов в тепляках.
Известно устройство для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах в железнодорожных полувагонах перед их разгрузкой, содержащее портал в виде мостового крана, несущий подъемную раму, с установленной на ней одной бурофрезой, снабженной шнеками, резцами и приводом, механизм перемещения, подъема и опускания подъемной рамы с трособлочной системой (описание к авторскому свидетельству СССР №107148, класс 81е, 104, от 14 февраля 1956 г.).
Недостатком устройства является сложность конструкции и низкая эффективность для бурения отдельных скважин в смерзшихся насыпных грузах из-за необходимости проведения большого числа циклов бурения.
Известно устройство для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах в железнодорожных полувагонах перед их разгрузкой, содержащее портал, несущий подъемную раму, с установленными на ней бурофрезами, снабженными шнеками, резцами и приводами, механизм подъема и опускания подъемной рамы с трособлочной системой, при этом на подъемной раме установлено нечетное число бурофрез, преимущественно три, расположенные в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольной оси, расположенного на рельсовом пути, полувагона. Все бурофрезы имеют одинаковое направление навивки шнеков и, соответственно, приводы с одинаковым направлением вращения (описание к авторскому свидетельству СССР №1505865, МПК B65G 67/24, 1989 г.).
Недостатком устройства также является сложность конструкции, использовать его для бурения отдельных скважин в смерзшихся насыпных грузах нецелесообразно. Кроме того, при работе такого устройства происходит просыпание разбуренного груза через верх вагона, что приводит к повышению трудозатрат из-за необходимости проведения зачистки рельсового пути.
Известно устройство для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах в железнодорожных полувагонах перед их разгрузкой, содержащее портал, несущий подъемную раму, с установленными на ней бурофрезами, снабженными шнеками, резцами и приводами, механизм подъема и опускания подъемной рамы с трособлочной системой, при этом на подъемной раме установлено нечетное число бурофрез, преимущественно пять, расположенные в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольной оси, расположенного на рельсовом пути, полувагона. Все бурофрезы имеют одинаковое направление навивки шнеков и, соответственно, приводы с одинаковым направлением вращения (описание к патенту Российской Федерации №2203844, МПК B65G 67/24 E02F 5/30, 2003 г., прототип).
Недостатком устройства также является сложность конструкции, использовать его для бурения отдельных скважин в смерзшихся насыпных грузах нецелесообразно. Кроме того, при работе такого устройства происходит просыпание разбуренного груза через верх вагона, что приводит к повышению трудозатрат из-за необходимости проведения зачистки рельсового пути.
Еще одним недостатком известного устройства является невысокая его устойчивость при внедрении бурофрез в смерзшийся насыпной груз, обусловленная воздействием на портал реактивных моментов вращения бурофрез, имеющих шнеки с одинаковым направлением навивки и приводы с одинаковым направлением вращения.
Задачей настоящей полезной модели является усовершенствование известного устройства путем изменения компоновки основных его узлов для того, чтобы повысить эффективность бурения отдельных скважин в смерзшихся насыпных грузах и не допустить просыпание разбуренного груза через верх полувагона. Другой задачей полезной модели является повысить устойчивость устройства путем нейтрализации реактивного момента, возникающего на портале при работе бурофрез и этим уменьшить его материалоемкость.
Поставленные задачи решаются следующим образом. В известном устройстве, содержащем портал, несущий подъемную раму с установленными на ней бурофрезами, снабженными шнеками, резцами и приводами, механизм подъема и опускания подъемной рамы с трособлочной системой, согласно полезной модели, на подъемной раме установлено в ряд четное число бурофрез, преимущественно, четыре или восемь, расположенные в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось, расположенного на рельсовом пути, полувагона, при этом соседние в ряду бурофрезы имеют шнеки с противоположным направлением навивки и приводы с соответствующим противоположным направлением вращения, диаметр бурофрез составляет 300-900 мм и расположены они на расстоянии друг от друга, примерно составляющем 500-1200 мм.
Более подробно сущность полезной модели поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображен схематически общий вид предложенного устройства в аксонометрической проекции, на фиг.2 - вид по А на фиг.1, на фиг.3 - вид по В на фиг.1, на фиг.4 вид по С на фиг.1.
Устройство для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах содержит портал 1, несущий подъемную раму 2 с установленными на ней бурофрезами с резцами 3, шнеками 4, и приводами 5. На портале установлен механизм подъема и опускания 6 подъемной рамы 2 с трособлочной системой 7. На подъемной раме установлено в ряд четное число бурофрез, преимущественно, четыре или восемь, расположенные в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось 8, расположенного на рельсовом пути 9, полувагона 10. На чертеже показано четыре бурофрезы. Соседние в ряду бурофрезы имеют шнеки 4 с противоположным направлением навивки и приводы 5 с соответствующим противоположным направлением вращения. Диаметр d бурофрез составляет 300-900 мм и расположены они на расстоянии друг от друга L, примерно составляющем 500-1200 мм.
Устройство работает следующим образом. Полувагон 10 со смерзшимся грузом подается маневровым устройством под портал 1 и располагается так, чтобы примерно половина полувагона (если бурофрез четыре) находилась под бурофрезами. Включают приводы 5 бурофрез и растормаживают механизм подъема и опускания 6. В результате подъемная рама 2 опускается под собственным весом вниз вместе с бурофрезами, которые за один проход пробуривают в грузе четыре скважины диаметром 300-900 мм на такую глубину, чтобы дно скважины было выше дна полувагона 10 на 100-200 мм. Посредством механизма подъема и опускания 6 поднимают подъемную раму 2 в исходное положение и, соответственно, извлекают бурофрезы из скважин. Затем полувагон перемещают на половину его длины и цикл бурения повторяют. Один полувагон 10 обрабатывается двумя рабочими ходами подъемной рамы 2, несущей четыре бурофрезы. Естественно, при использовании подъемной рамы 2 с восемью бурофрезами, полувагон обрабатывается за один ход подъемной рамы 2. При некоторых условиях, когда степень смерзания груза невысока, полувагон после бурения скважин может быть подан сразу на разгрузку. Но полувагон с сильносмерзшимся грузом после бурения скважин подают в тепляк для восстановления сыпучести груза путем непродолжительного и неинтенсивного нагрева. Экспериментально-расчетные исследования показали, что технический результат в наибольшей мере достигается при выполнении формы и размеров, представленных в формуле полезной модели.
Испытания показали, что увеличение диаметра d скважин больше 900 мм и уменьшение расстояния L ниже 500 мм нецелесообразно и может привести к просыпанию разбуренного материала из полувагона, уменьшение этого диаметра ниже 300 мм и увеличение расстояния L больше 1200 мм делает недостаточной поверхность непосредственного контакта смерзшегося материала с теплоносителем.
Использование предложенного устройства позволит расширить технологические возможности более эффективного комбинированного способа восстановления сыпучести смерзшегося материала в железнодорожных вагонах, при котором перед разогревом вагонов поверхность непосредственного контакта смерзшегося материала с теплоносителем увеличивают (описание к патенту Российской Федерации №2354601, МПК B65G 69/20, 2007). Использование полезной модели повысит устойчивость устройств для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах и обеспечит уменьшение их материалоемкости. По сравнению с прототипом предлагаемая полезная модель позволяет упростить конструкцию устройства, снизив затраты на изготовление в 1,5-2,0 раза, а также расширить функциональные возможности устройства, обеспечивающего выгрузку как незначительно смерзшихся, так и полностью смерзшихся насыпных грузов. Экономический эффект предлагаемого устройства обеспечивается за счет снижения затрат на материалы и строительные работы в 1,5-2,0 раза и эксплуатационных затрат на 50-70% за счет повышения надежности работы механизмов и улучшения условий их обслуживания и эксплуатации.