Вагон-хоппер

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции крытого вагона-хоппера, предназначенного для перевозки сыпучих грузов.
Из патента РФ № 187465 на полезную модель известен кузов крытого вагона-хоппера, содержащий раму, боковые и торцевые стены, бункеры, снабженные разгрузочными люками, крышу, имеющую длину А и снабженную верхним загрузочным люком, имеющим длину В, при этом отношение длины А крыши к длине В загрузочного люка задано из диапазона от 1,007 до 1,561.
Недостатком технического решения по патенту № 187465 является неудобство в эксплуатации, обусловленное тем, что крыша вагона снабжена одним загрузочным люком, занимающим значительную площадь крыши вагона. Указанный загрузочный люк, имеющий значительные габаритные размеры, снабжен соответствующей крышкой (крышка загрузочного люка одна, поскольку иное не вытекает из текста описания патента № 187465), также имеющей значительные габаритные размеры. Неудобство в эксплуатации обусловлено неудобством открывания/закрывания крышки загрузочного люка, имеющей значительные габаритные размеры.
Известен четырехосный крытый вагон-хоппер модели 19-187 (выбран в качестве наиболее близкого аналога), служащий для бестарной перевозки минеральных удобрений (см. «Альбом справочник. Грузовые вагоны железных дорог. 002И-2006 ПКБ ЦВ», 2018 г., с.84), содержащий кузов, включающий боковые стены, торцевые стены, бункеры, снабженные четырьмя разгрузочными люками и крышей, снабженной одним загрузочным люком, закрываемого одной крышкой, для управления которой, на кузове вагона смонтирован специальный механизм.
К недостаткам наиболее близкого аналога (конструкции кузова вагона хоппера с одним загрузочным люком, занимающим всю или большую часть длины крыши, который закрывается одной крышкой) является:
1) Крышка загрузочного люка имеет массогабаритные характеристики, которые исключают возможность открытия/закрытия крышки люка без применения специального механизма управления крышкой, установленного на вагоне и позволяющих перемещать крышку от усилия одного человека;
2) Установка дополнительного механизма открытия/закрытия крышки загрузочного люка существенно усложняет конструкцию вагона и как следствие увеличивает трудоемкость, ввиду необходимости изготовления и регулировки механизма крышки загрузочного люка, а также накладывает дополнительные эксплуатационные требования, связанные с поддержанием работоспособности механизма;
3) Невозможность открытия/закрытия крышки загрузочного люка в случае выхода из строя механизма управления крышкой.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной модели заключается в создании вагона-хоппера, удобного в эксплуатации.
Технический результат, достигаемый полезной моделью – упрощение конструкции вагона-хоппера, повышение удобства в его эксплуатации при сохранении надежного перекрытия загрузочного проема.
Заявленный технический результат обеспечивается тем, что в вагоне-хоппере, включающем в себя ходовые части, автосцепные устройства, раму и кузов, состоящий из боковых и торцевых стен, бункеров, снабженных разгрузочными люками и крышу, снабженную загрузочным проемом, согласно полезной модели загрузочный проем выполнен в виде прямоугольника, у которого большие стороны ориентированы вдоль продольной оси крыши, загрузочный проем снабжен крышками, первые противолежащие боковые стороны которых, ориентированы вдоль продольной оси крыши, при этом одна из первых боковых сторон каждой крышки загрузочного проема шарнирно соединена с крышей, вторые противолежащие боковые стороны каждой крышки ориентированы перпендикулярно первым двум боковым сторонам, крышки загрузочного проема расположены последовательно с возможностью частичного перекрытия каждой последующей крышкой предыдущей крышки.
Торец второй стороны каждой крышки, обращенный к соседней крышке, может быть снабжен вертикальной плоской стенкой, жестко соединенной с крышкой, вертикальные стенки выполнены по длине вторых сторон соответствующих крышек, на первой вертикальной стенке каждой последующей крышки по ее длине жестко закреплен запорный элемент, выполненный с возможностью охвата второй вертикальной стенки, выполненной на смежной предыдущей крышке, обеспечивая перекрытие места стыка двух соседних вертикальных стенок.
Запорный элемент может быть выполнен Г-образным.
На второй вертикальной стенке может быть выполнена горизонтальная опорная площадка, обращенная от первой вертикальной стенки смежной последующей крышки.
Горизонтальная площадка может быть выполнена в виде привалочной поверхности.
Запорный элемент первой вертикальной стенки может быть выполнен со  сложным профилем, обеспечивающим охват второй вертикальной стенки и закрепление на нем уплотнительного элемента с возможностью упора уплотнительного элемента в горизонтальную площадку второй вертикальной стенки при закрытом положении крышек загрузочного проема.
Уплотнительный элемент может быть частично размещен и зафиксирован в пазу запорного элемента с возможностью размещения другой части уплотнительного элемента, расположенной вне паза, на горизонтальной площадке второй вертикальной стенки при закрытом положении крышек загрузочного проема.
Крышки загрузочного проема могут быть выполнены прямоугольной формы.
Крышки загрузочного проема могут быть выполнены квадратной формы.
Уплотнительный элемент может быть выполнен из полимерного материала.
Уплотнительный элемент может быть выполнен из резины.
В заявляемом вагоне–хоппере, один загрузочный проем, выполненный прямоугольной формой, у которой большие стороны ориентированы вдоль продольной оси крыши кузова вагона, закрыт несколькими крышками. При этом крышки загрузочного проема имеют прямоугольную или квадратную форму.
Крышки своей боковой стороной связаны с крышей кузова вагона посредством шарнирного соединения.
Прямоугольная форма загрузочного проема и прямоугольная или квадратная форма его крышек позволяет разместить крышки таким образом, чтобы каждая последующая крышка перекрывала предыдущую. Тем самым обеспечивается закрытие стыка между двумя соседними крышками загрузочного проема.
Наличие нескольких крышек, перекрывающих загрузочный проем,  позволяет проводить процедуру открытия/закрытия люка без применения дополнительных механизмов.
Также наличие нескольких крышек позволяет осуществлять ремонтные работы в случае повреждения или заклинивания одной из крышек.
Для обеспечения более надежного закрытия стыка между соседними крышками, в месте контакта крышек предусмотрен уплотнитель, например, резиновый, который обеспечивает герметичность загрузочного проема при закрытых крышках. Уплотнитель устанавливается в паз, выполненный на крышке в месте ее контакта с другой крышкой.
Надежное взаимодействие (перекрытие) двух соседних крышек может быть обеспечено следующим образом.
Каждая крышка загрузочного проема имеет первые противолежащие боковые стороны, ориентированные вдоль продольной оси крыши вагона,  и вторые противолежащие боковые стороны, ориентированные перпендикулярно двум первым сторонам (образуя квадрат или прямоугольник).
Одна из первых боковых сторон каждой крышки загрузочного проема шарнирно соединена с крышей вагона.
Торец второй стороны каждой крышки, обращенный к соседней крышке,  снабжен вертикальной плоской стенкой, жестко соединенной с крышкой. Таким образом, две вертикальные стенки соседних крышек обращены навстречу друг другу, образуя взаимодействующую между собой пару вертикальных стенок. Вертикальные стенки выполнены по длине вторых сторон соответствующих крышек.
На первой вертикальной стенке одной крышки (первая крышка из пары взаимодействующих между собой крышек) по ее длине жестко закреплен запорный элемент, выполненный с возможностью охвата смежной вертикальной стенки, обеспечивая, таким образом, полное перекрытие места стыка двух соседних вертикальных стенок.
Запорный элемент может быть выполнен Г-образным.
На второй вертикальной стенке другой крышки (вторая крышка из пары взаимодействующих между собой крышек) выполнена горизонтальная опорная площадка, обращенная от вертикальной стенки соседней крышки. Указанная площадка может быть выполнена в виде привалочной поверхности.
Для уплотнения места стыка двух взаимодействующих между собой крышек, запорный элемент может иметь сложный профиль, форма которого позволяет с одной стороны обеспечить охват соседней вертикальной стенки, а с другой стороны – позволяет разместить в выемке или пазу запорного элемента часть уплотнительного элемента, при этом выступающая наружу (за пределы указанной выемки или паза) часть уплотнительного элемента при закрытых крышках будет размещена на горизонтальной площадке вертикальной стенки второй крышки. Таким образом обеспечивается герметизация места стыка двух взаимодействующих между собой крышек загрузочного проема.
При необходимости открыть загрузочный проем первой поднимается крышка  с запорным элементом, обеспечивая возможность последующего открытия второй крышки с горизонтальной площадкой. Для этого запорный элемент выполнен на последующей крышке, а горизонтальная площадка выполнена на предыдущей крышке.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид вагона – хоппера.
На фиг. 2 изображен вид сверху крыши вагона – хоппера.
На фиг. 3 изображено поперечное сечение места взаимодействия (перекрытия) двух соседних крышек загрузочного проема.
На фиг. 4 показан общий вид крыши вагона-хоппера с разрезом поперек места перекрытия соседних крышек загрузочного проема.
На фиг. 5 показан общий вид крыши вагона-хоппера с разрезом поперек места перекрытия соседних крышек загрузочного проема.
Фигуры на чертежах:
1 -  рама вагона;
2 – разгрузочные бункеры;
3 – боковые стены кузова вагона;
4 – торцевые стены крыши;
5 – крыша кузова вагона;
6 – крышки загрузочного проема;
7 – вертикальные стенки на торцах крышек загрузочного проема;
8 – горизонтальная площадка;
9 – запорный элемент;
10 – уплотнительный элемент.
Вагон-хоппер (фиг. 1) содержит ходовые части, автосцепные устройства, раму 1 и кузов, состоящий из боковых 3 и торцевых 4 стен, разгрузочных бункеров 2, снабженных разгрузочными люками и крышу 5, снабженную загрузочным проемом. Загрузочный проем выполнен в виде прямоугольника, у которого большие стороны ориентированы вдоль продольной оси крыши 5. Загрузочный проем снабжен крышками 6 (фиг. 2), первые противолежащие боковые стороны которых ориентированы вдоль продольной оси крыши. При этом одна из первых боковых сторон каждой крышки 6 загрузочного проема шарнирно посредством петель соединена с крышей 5. Вторые противолежащие боковые стороны каждой крышки 6 ориентированы перпендикулярно первым двум боковым сторонам. Крышки загрузочного проема расположены последовательно с возможностью частичного перекрытия каждой последующей крышкой предыдущей крышки 6 (фиг. 4-5). Крышки 6 могут быть выполнены прямоугольной или квадратной формы. Торец второй стороны каждой крышки 6, обращенный к соседней крышке 6, снабжен вертикальной плоской стенкой 7, жестко соединенной с крышкой 6 (фиг. 3). Вертикальные стенки 7 выполнены по длине вторых сторон соответствующих крышек 6. На первой вертикальной стенке 7 каждой последующей крышки 6 по ее длине жестко закреплен запорный элемент 9, выполненный с возможностью охвата второй вертикальной стенки 7, выполненной на смежной предыдущей крышке 6, обеспечивая перекрытие места стыка двух соседних вертикальных стенок. На второй вертикальной стенке 7 выполнена горизонтальная опорная площадка 8, обращенная от первой вертикальной стенки смежной последующей крышки.  Горизонтальная площадка 8 выполнена в виде привалочной поверхности. Запорный элемент первой вертикальной стенки 7 выполнен со  сложным профилем, обеспечивающим охват второй вертикальной стенки 7, а также обеспечивающим возможность закрепления на нем уплотнительного элемента 10, выполненного из полимерного материала, например, резины. Уплотнительный элемент 10 частично размещен и зафиксирован в пазу запорного элемента 9 с возможностью размещения другой части уплотнительного элемента 10, расположенной вне паза, на горизонтальной площадке 8 второй вертикальной стенки 7 при закрытом положении крышек 6 загрузочного проема.
После осуществления загрузочных операций, первой закрывается предыдущая крышка 6, затем каждые последующие. При закрытом положении крышек, запорный элемент 9 последующей крышки 6 обеспечивает зацепление с вертикальной стенкой 7 предыдущей крышки 6. При этом уплотнительный элемент, располагаясь на площадке 8, обеспечивает герметизацию загрузочного проема.
При необходимости открыть загрузочный проем крышки 6 открываются в обратной последовательности с тем, чтобы запорный элемент 9 последующей крышки не препятствовал открытию предыдущей крышки.