Устройство для перевозки контейнеров в полувагонах
DEVICE FOR TRANSPORTING CONTAINERS IN GONDOLA CARS

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и предназначено для установки контейнеров в полувагоны.
Широко известно использование полувагонов для перевозки сыпучих и навалочных грузов (руды, угля, щебня, лесоматериалов и т.д.), не требующих защиты от атмосферных осадков, что не обходится без порожних пробегов полувагонов как в прямом, так и обратном направлениях и приводит к снижению их экономической эффективности и, как следствие, к  снижению пропускной и провозной способности работы железных дорог.
Известны полувагоны, которые снабжены средствами, предназначенными для установки в полувагоны контейнеров, что позволяет перевозить в них сыпучие и навалочные грузы в одном направлении, а в обратном направлении они могут быть использованы для перевозки контейнеров,  что положительно  влияет на эффективность использования таких полувагонов, а также на пропускную и провозную способность работы железных дорог.
Обычно такие полувагоны при изготовлении снабжаются   средствами для установки контейнеров, которые являются неотъемлемой частью полувагонов и не имеют возможности демонтажа, см., например, патенты RU 54880, RU 148966 U1, RU 180512 U1, RU 191326 U1, RU 196252 U1, RU 202911 C1, RU 208833 C1, RU 210233 U1, RU 208833 U1, RU 2724918 C1, RU 2756738 C1, WO 2019175420 A1, KR 20140016550 A1, CN 202911740 U, CN 10823806 A, CN 201932161 U, EP 2636569 A1, AU 2014201061 A1.
Однако эксплуатация полувагонов со стационарными средствами для установки контейнеров показала, что они имеют недостатки, в первую очередь связанные с тем, что, во-первых,   позиционирование, установка и закрепление контейнера внутри кузова полувагона возможны только при использовании ручного труда, что усложняет и увеличивает время процесса погрузки контейнера из-за необходимости выполнения дополнительных манипуляций с этими средствами, а отсутствие визуального доступа к фитинговым упорам/опорам, которые размещают на дне кузова полувагона, приводит к повреждению  боковых стенок кузова контейнерами как при их установке, так и при снятии. Кроме того, сами по себе стационарные средства вносят изменения в конструкцию полувагона, которые негативно сказываются на их прочностных характеристиках, что сокращает срок их эксплуатации, а при не обнаруженных вовремя повреждениях может привести к аварийным ситуациям как при перевозке сыпучих и навалочных грузов, так и при перевозке контейнеров.
Однако основное количество полувагонов, которые находятся в эксплуатации на железной дороге, при изготовлении не оснащаются средствами для перевозки контейнеров, что в основном и создает проблему снижения пропускной и провозной способности работы российских железных дорог в связи с неэффективностью использования таких полувагонов.
Из патента RU 203169 U1 известно устройство для перевозки крупнотоннажных контейнеров в полувагоне, которое не является неотъемлемой частью полувагона, а может устанавливаться или извлекаться в/из существующего полувагона по желанию его владельца силами и средствами вагоноремонтного депо, что является его преимуществом, поскольку позволяет модернизировать уже находящиеся в эксплуатации стандартные полувагоны, используемые для перевозки сыпучих грузов, но не имеющие средства для перевозки контейнеров. Описанное в патенте RU 203169 U1 устройство содержит основание в виде сплошной стальной плиты, выполненное с возможностью установки и крепления к полу полувагона, две несущие продольные балки треугольного сечения, фитинговые упоры, установленные на несущих продольных балках и выполненные с возможностью крепления контейнера в полувагоне, для чего в основании каждого фитингового упора установлена направляющая, один конец которой выполнен с возможностью жесткого крепления к стенке полувагона, а другой - к основанию фитингового упора. Однако широкому использованию этого известного устройства препятствуют его эксплуатационные недостатки, которые прежде всего связаны с его большой массой, что приводит к затруднениям при установке такого устройства в кузов полувагона и выемке из него, установка этого известного устройства на элементы рамы и кузова снижает прочность полувагона, а наличие Т-образных указателей местонахождения фитинговых упоров, показывающих оператору крана или погрузчика местонахождение фитинговых упоров на устройстве, которые закреплены на верхней обвязке кузова полувагона,  затрудняет процесс разгрузки сыпучих и навалочных грузов. Кроме того, оснащение полувагона устройством, описанным в патенте RU 203169 U1, приводит к затруднениям при выгрузке из полувагона сыпучих материалов, что связано с наличием многочисленных и труднодоступных пазов между элементами основания устройства и элементами днища полувагона.
Изобретение направлено на повышение эффективности грузоперевозок на железнодорожном транспорте за счет улучшения эксплуатационных характеристик полувагонов, что решается за счет создания устройства, обеспечивающего возможность перевозки контейнеров в полувагонах, которое легко и без затруднений монтируется и демонтируется на полувагоне, не вызывает затруднений при разгрузке сыпучих и навалочных грузов.
Решение этой задачи и достижение технического результата обеспечивается за счет того, что устройство для перевозки контейнеров в полувагонах характеризуется тем, что включает два одинаковых ложемента, размещенные в полувагоне напротив друг друга, каждый из ложементов содержит основание, выполненное из стального листа, длина которого не превышает внутреннюю ширину полувагона, среднюю опору, жестко скрепленную с основанием в его средней части с возможностью ее опирания на элементы днища полувагона и закрепления на них, две крайние опоры, скрепленные с основанием по его краям с возможностью опирания на элементы днища полувагона и закрепления на них, каждая крайняя опора скрепляется с основанием посредством двух болтов, для размещения которых в основании выполнены две продольные прорези, размещенные друг напротив друга и ориентированные вдоль длины основания, при этом в каждой крайней опоре выполнены две ответные продольные открытые прорези, причем прорези в крайних опорах и в основании размещены друг над другом,  каждый ложемент имеет два одинаковых опорных узла для установки контейнера внутри полувагона, которые расположены над крайними опорами, каждый опорный узел включает жестко закрепленную на основании опорную плошадку, габаритные размеры которой превышают габаритные размеры фитингового узла контейнера, а также две направляющие опоры плоской формы, жестко закрепленные на основании  вертикально вверх  и ориентированные перпендикулярно друг другу плоскими боковыми сторонами таким образом, чтобы одни их торцевые  поверхности, вертикальные, были размещены перпендикулярно смежным боковым поверхностям полувагона, при этом противоположные торцевые поверхности направляющих опор, обращенные к опорной площадке, выполнены с двумя наклонными поверхностями, одна из которых верхняя, расположена под углом 35°±5° к вертикальной торцевой поверхности, а другая, смежная с ней, под углом 8°±2° к вертикальной торцевой поверхности, в верхней части каждой направляющей опоры размещена косынка с возможностью перемещения по плоскости направляющей до опирания одной своей торцевой поверхностью на внутреннюю боковую поверхность кузова полувагона при установке в него ложемента, причем другая торцевая поверхность косынки выполнена наклонной, с углом наклона соответствующим углу наклона торцевой поверхности направляющей, между направляющими опорами на основании жестко закреплена выступающая вверх стойка, скрепленная посредством сварки с обеими направляющими опорами двумя парами перекладин, размещенных по высоте на расстоянии одна от другой. Предпочтительно, чтобы высота стоек превышала высоту направляющих опор. Предпочтительно, чтобы основание было выполнено со сквозными прорезями, которые могут находиться между крайними опорными узлами и средней опорой, и/или с открытой выемкой. Длина основания выбирается в зависимости от типа полувагона в соответствии с минимально возможной шириной его кузова и может составлять 2880мм+5 мм. Предпочтительно изготавливать основание, опорные площадки, направляющие опоры,  стойки из стали, обеспечивающей гарантию свариваемости, категории не ниже 14  по ГОСТ 17066-2014. Предпочтительно скреплять опорную площадку, габаритные размеры которой превышают габаритные размеры фитингового узла контейнера, с основанием посредством сварки по периметру площадки.
Изобретение поясняется с помощью графических материалов, где на фиг.1 изображен один из одинаковых ложементов в изометрии; на фиг.2 схематически изображен вид ложемента по длине основания; на фиг.3 изображен вид Б фиг.2; на фиг.4 изображено сечение В-В фиг.2;  на фиг.5 схематически изображен вид сверху основания; на фиг.6 изображен вид Г фиг.5; на фиг.7 изображено основание в изометрии; на фиг.8 схематически показано расположение двух ложементов в полувагоне; на фиг.9 схематически показано расположение части одного опорного узла ложемента в полувагоне, на фиг.10 схематически изображена опора крайняя.
Как показано на графических материалах, устройство для перевозки контейнеров в полувагонах включает два одинаковых ложемента 1, размещенных в полувагоне напротив друг друга. Каждый из ложементов 1 содержит основание 2, выполненное из стального листа, длина L которого не превышает внутреннюю ширину полувагона. Показана средняя опора 3, жестко скрепленная с основанием 2 в его средней части с возможностью ее опирания на подходящие элементы днища полувагона и закрепления на них. Подходящие для закрепления элементы днища вагона могут быть разными и зависят от типа полувагона, особенностей конструктивного исполнения его днища. По краям основания 1 размещены и скреплены с ним две крайние опоры 4, также как и средняя опора 3 с возможностью  опирания на подходящие элементы днища полувагона и закрепления на них. Также, как и для средней опоры подходящие для закрепления крайних опор элементы днища вагона могут быть разными и зависят от типа полувагона, особенностей конструктивного исполнения его днища.
Каждая крайняя опора 4 скрепляется с основанием 2 посредством двух болтов 5, для размещения которых в основании 2 выполнены две продольные прорези 6, размещенные друг напротив друга и ориентированные вдоль длины L основания 2, а в каждой крайней опоре 4 выполнены две ответные продольные открытые прорези 7, причем прорези 6 и 7 в крайних опорах 4 и в основании 2 размещены друг над другом.  Наличие прорезей 6 и 7 дает возможность регулировки положения крайних опор 4 в зависимости от типа полувагона, его ширины, за счет перемещения крайних опор 4 перед их закреплении на основание 2 до упора в боковые стенки полувагона, повышая тем самым устойчивость положения ложемента 1 в полувагоне.
Каждый ложемент 1 имеет два одинаковых опорных узла для установки контейнера внутри полувагона, которые расположены над крайними опорами 4.
Каждый опорный узел включает жестко закрепленную на основании 2 плошадку 8, габаритные размеры которой превышают габаритные размеры стандартного фитингового узла контейнера, который должен иметь возможность полностью опираться на площадку 8.
На основании 2 перпендикулярно ему жестко закреплены две направляющие опоры 9 плоской формы. Как видно на фиг.1, на фиг.2, на фиг.10 графических  материалов направляющие опоры 9 ориентированы вертикально вверх  и перпендикулярно друг другу плоскими боковыми сторонами таким образом, чтобы одни их торцевые  поверхности 10, вертикальные, были размещены перпендикулярно смежным боковым поверхностям полувагона 11. Противоположные торцевые поверхности направляющих опор 9, обращенные к опорной площадке 8, выполнены с двумя наклонными поверхностями 12 и 13, одна из которых 12, верхняя, расположена под углом 35°±5° к торцевой поверхности 10, а другая, смежная с ней, под углом 8°±2° к торцевой поверхности 10. Эти наклонные поверхности 12 и 13 служат для ориентировки и направления фитингового узла контейнера для его точного попадания на опорную площадку 8. Причем, наклонная поверхность 12, расположенная ближе к вершине направляющей опоры 9, при возможном раскачивании контейнера при погрузке позволяет расширить диапазон захвата фитингового узла контейнера и направить его далее для точного попадания на опорную площадку 8.
В верхней части каждой направляющей опоры 9 размещена косынка 14 с возможностью ее перемещения по плоскости направляющей опоры 9 до опирания одной торцевой поверхностью 15 на внутреннюю стенку кузова полувагона при установке в него ложемента 1, причем другая торцевая поверхность 16 косынки 14 выполнена наклонной, с углом наклона, которой соответствует углу наклона верхней торцевой поверхности 12 направляющей опоры 9. Одинаковый угол наклона наклонных торцевых поверхностй 12 и 16 соответственно направляющей опоры 9 и косынки 14  позволяет исключить наличие ступеньки между этими наклонными поверхностями 12 и 16, которая препятствовала бы плавному опусканию контейнера, а также увеличивает длину направляющей поверхности, что способствует «захвату» фитингового узла контейнера и его точному попаданию на опорную площадку при опускании контейнера в полувагон.
Предпочтительно изготавливать направляющие опоры 9 и косынки 14 из стального листа, класса прочности не ниже 345 с гарантией свариваемости  категории не ниже ¼ по ГОСТ 17066-2014, например, из стали марок 09Г2, 09Г2Д, 10ХСНД и т.д.
Между направляющими опорами 9 на основании 2 жестко закреплена выступающая вертикально вверх стойка 17, скрепленная посредством сварки с обеими направляющими опорами 9 двумя парами перекладин 18, размещенных по высоте направляющих опор 9 на расстоянии одна от другой. Перекладины 18 обеспечивают жесткость опорного узла, связывая между собой поперечными связями направляющие опоры 9 и стойку 17.
Предпочтительно, чтобы высота стоек 17 превышала высоту направляющих опор 9, что способствует точной ориентировке контейнера при его установке в полувагон.
Для уменьшения материалоемкости и веса ложемента основание 2 может быть выполнено со сквозными прорезями 19, размещенными между крайними опорными узлами и средней опорой, и/или с открытой выемкой 20.
При изготовлении ложемента длина основания 2 может выбираться в зависимости от типа полувагона в соответствии с минимально возможной шириной его кузова.
Предпочтительно, чтобы длина основания 2 составляла 2880+5 мм, что обусловлено наиболее распространенными типами полувагонов.
Предпочтительно скреплять опорную площадку 8, габаритные размеры которой превышают габаритные размеры фитингового узла контейнера, с основанием 2 посредством сварки по периметру опорной площадки 8.
Таким образом, описанное устройство для перевозки контейнеров в полувагонах, охарактеризованное представленной совокупностью признаков, обеспечивает возможность перевозки контейнеров в полувагонах, при этом легко и без затруднений монтируется и демонтируется на полувагоне, обладает небольшим весом и материалоемкостью, процессы установки контейнера в полувагон и его снятие не требуют использования ручного труда, а его наличие в полувагоне не вызывает затруднений при разгрузке сыпучих и навалочных грузов, что явным образом улучшает эксплуатационные характеристики полувагонов, а, следовательно, и эффективность грузоперевозок на железнодорожном транспорте.