Вагон-хоппер

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции крытого вагона-хоппера, предназначенного для перевозки сыпучих грузов.
Известен кузов крытого вагона-хоппера (Патент на полезную модель RU №187465 U1, МПК B61D 7/00, МПК B61D 17/16, опубликован 06.03.2019), содержащий раму, боковые и торцевые стены, бункеры, снабженные разгрузочными люками, крышу, имеющую длину А и снабженную верхним загрузочным люком, имеющим длину В, отличающийся тем, что отношение длины А крыши к длине В загрузочного люка задано из диапазона от 1,007 до 1,561.
Недостатком является невысокая степень надежности, так как один сплошной люк не обеспечивает жесткость конструкции, а одна крышка создает проблемы при сильных порывах ветра, так как усложняется процесс ее открывания и поддерживания в открытом положении.
Известен четырехосный крытый вагон-хоппер модели 19-3054-01, служащий для бестарной перевозки минеральных удобрений (см. «Альбом справочник. Грузовые вагоны железных дорог. 002И-2006 ПКБ ЦВ», 2018 г., с.112), содержащий кузов, включающий в боковые стены, торцевые стены, бункеры, снабженные шестью разгрузочными люками и крышей, снабженной четырьмя верхними загрузочными люками.
Известен кузов вагона-хоппера (Патент на полезную модель RU №197041 U1, МПК B61D 17/16, МПК B61D 7/00, опубликован 12.08.2019), содержащий раму с хребтовой и поперечными балками, крышу с загрузочными люками, боковые стены с ребрами жесткости, выполненные с наклонными частями торцевые стены с ребрами жесткости и с опорными стойками, днище с бункерами и разгрузочными люками.
Известен кузов вагона-хоппера (Патент на полезную модель RU №104125 U1, МПК B61D 17/00, опубликован 10.05.2011), принятый за прототип, имеющий максимальную ширину "В", для перевозки сыпучих грузов, содержащий раму, боковые и торцевые стены, бункеры, снабженные внутренними разгрузочными люками с крышками, крышу, снабженную верхними загрузочными люками с крышками, причем прямоугольный проем в свету каждого загрузочного люка имеет ширину "А", измеряемую параллельно торцевой стене кузова, и длину "С", измеряемую параллельно боковой стене кузова, отличающийся тем, что отношение ширины "А" проема каждого загрузочного люка в свету к максимальной ширине "В" вагона находится в пределах A/B=0,23÷0,40, а отношение длины "С" проема каждого загрузочного люка в свету к его ширине "А" находится в пределах С/А=1,5÷2,7.
К недостатку известных технических решений следует отнести достаточную широкую вариативность “шага” расположения загрузочных люков, а именно загрузочных люковых проемов на крыше вагона, так и конструкции погрузочных эстакад, в части “шага” расположения дозирующих устройств, осуществляющих погрузку вагона через загрузочные люки, что приводит к повышению трудоемкости погрузочных работ, вследствие необходимости дополнительных маневровых работ по перемещению вагона на эстакаде для осуществления равномерной и полной загрузки вагона.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является снижение трудоемкости и длительности погрузочных работ, вызываемых разностью “шага” загрузочных люков и дозирующих устройств, а также решение проблемы неравномерного распределения груза во время погрузки.
Технический результат заключается в снижении трудоемкости погрузочных работ за счет того, что центральные части поперечных силовых элементов являются стенками смежных загрузочных люков.
В настоящей заявке под загрузочным люком понимается проем в свету загрузочного люка, ограниченный стенками.
Технический результат достигается 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 загрузочными люками, согласно полезной модели внутри кузова размещены поперечные силовые элементы, жестко соединенные с внутренней поверхностью крыши кузова, при этом поперечные силовые элементы, ориентированные перпендикулярно продольной оси крыши, установлены последовательно вдоль продольной оси крыши кузова, каждый поперечный силовой элемент содержит два боковых участка, соединенных с внутренней поверхностью крыши кузова, а также центральный участок, являющийся общей стенкой смежных загрузочных люков, расположенный между ними и ниже уровня крыши, причем смежными загрузочными люками образован единый загрузочный проем, при этом каждый смежный загрузочный люк, ограниченный двумя смежными поперечными силовыми элементами, выполнен с возможность перекрытия части загрузочного проема.
Рама может быть выполнена из стали.
Кузов может быть выполнен из алюминия.
Кузов может быть выполнен из сплава на основе алюминия.
Кузов может быть выполнен из стали.
Поперечные силовые элементы могут быть выполнены из стали.
Поперечные силовые элементы могут быть выполнены из алюминия.
Поперечные силовые элементы могут быть выполнены из сплава на основе алюминия.
Поперечные силовые элементы, расположенные внутри кузова, могут быть жестко соединены сваркой с внутренней поверхностью крыши.
Боковые участки поперечных силовых элементов в месте их сопряжения с внутренней поверхностью крыши могут повторять форму крыши кузова.
Загрузочный люк и загрузочный проем может имееть форму четырехугольника.
Загрузочный люк может иметь форму прямоугольника.
Загрузочный люк может иметь форму квадрата.
Загрузочный проем может иметь форму прямоугольника.
Поперечные силовые элементы могут быть установлены вдоль продольной оси крыши равномерно.
Поперечные силовые элементы могут быть установлены вдоль продольной оси крыши неравномерно.
Суммарная площадь перекрытия поперечными силовыми элементами общей площади загрузочного проема в свету не превышает 7%.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид вагона-хоппера; на фиг. 2 – вид крыши сверху; на фиг. 3 – объемный вид крыши; на фиг. 4 – разрез крыши.
Вагон-хоппер (фиг.1), включает в себя ходовые части 1, автосцепные устройства 2, раму 3 и кузов 4, состоящий из двух боковых 5 и двух торцевых 6 стен, бункеров 7, снабженных разгрузочными люками 8 и крышу 9, снабженную загрузочными люками 11, образующими единый загрузочный проем 10 (фиг. 2). Рама 3, кузов 4 выполнены из металлов или сплавов на их основе, например, рама из стали, кузов из стали, алюминия или сплавов на его основе.
Поперечные силовые элементы 12, ориентированные перпендикулярно продольной оси крыши 9 кузова 4, расположены внутри кузова 4 и жестко соединены, например, сваркой, с внутренней поверхностью крыши 9 (фиг. 3, 4). Поперечные силовые элементы 12 установлены последовательно вдоль продольной оси крыши 9 кузова 4 и могут быть расположены, например, равномерно или неравномерно и выполнены, например, из стали, алюминия или сплавов на его основе. Каждый поперечный силовой элемент 12 содержит три участка – два боковых участка 12.1 и центральный участок 12.2. Боковые участки 12.1 силовых элементов 12 повторяют форму крыши 9, а центральный участок 12.2 в зоне загрузочного проема 10 выполнен утопленным вглубь кузова 4, то есть расположен ниже уровня крыши 9 (под загрузочным проемом 10), чтобы в момент проведения погрузочных работ исключить вероятность задевания загрузочного устройства при опускании его в загрузочные люки 11 (погрузочный проем 10) о поперечные силовые элементы 12, что исключает возможность повреждения поперечных силовых элементов 12. Утопленный вглубь кузова 4, а соответственно расположенный ниже уровня крыши центральный участок 12.2 поперечного силового элемента 12  позволяет не препятствовать во время осуществления погрузки, что удобно при эксплуатации.
Центральная часть 12.2 поперечных силовых элементов 12 является стенкой загрузочных люков 11, которые, в свою очередь являются смежными, так как у двух загрузочных люков есть одна общая стенка 12.2. Выполнение загрузочных люков 11 смежными позволяет максимально сократить расстояние между соседними люками, по сравнению с аналогами, а также избежать лишних манипуляций над вагоном, чтобы распределить груз равномерно, что снижает трудоемкость и длительность погрузочных работ. Для должного распределения сыпучего груза без отрицательного влияния на производительность погрузки необходимо по крайне мере шесть поперечных силовых элементов 12, но не рекомендовано устанавливать в загрузочном проеме 10 более десяти поперечных силовых элементов 12, так как это приводит к созданию лишних препятствий при загрузке.
Реализовав стенки загрузочных люков 11 в виде поперечного силового элемента 12 получены смежные загрузочные люки 11, которые позволили образовать единый загрузочный проем 10. При этом каждый смежный загрузочный люк 11, ограниченный двумя смежными поперечными силовыми элементами 12, центральный участок 12.2 которого, использованный в качестве их общей стенки, расположенный между двумя смежными загрузочными люками 11, выполнен таким образом, что перекрывает часть загрузочного проема 10.
Суммарная площадь перекрытия поперечными силовыми элементами 12 общей площади загрузочного проема 10 в свету, а именно центральными частями 12.2, находящимися в просвете загрузочного проема 10 не превышает 7 % (для обеспечения минимального перекрытия загрузочного проема), что позволяет ускорить процесс погрузки и снизить его трудоемкость по сравнению с аналогами. Размер возможного перекрытия загрузочного проема 10 поперечными силовыми элементами 12 определен с учетом толщины поперечных силовых элементов 12.
Загрузочные люки 11 и загрузочный проем 10 имеют четырехугольную форму, например, загрузочный проем 10 имеет форму, прямоугольника, большие стороны которого ориентированы вдоль продольной оси крыши 9 кузова 4, а загрузочный люк 11 может быть в форме прямоугольника или квадрата.
Предложенная конструкция исключает необходимость дополнительных манипуляций над вагоном, чтобы попасть дозирующим устройством в каждый загрузочный люк для равномерной и полной загрузки, а также не препятствует во время осуществления погрузки, тем самым сокращается трудоемкость и длительность погрузочных работ и решается проблема с вариативностью “шага” загрузочных люков и “шага” дозирующих устройств на различных погрузочных эстакадах.
Таким образом, заявленная полезная модель за счет того, что центральные части поперечных силовых элементов являются стенками смежных загрузочных люков, образующих единый загрузочный проем, а также благодаря тому, что поперечные силовые элементы (стенки) не препятствуют дозирующим устройствам во время погрузки, позволяет снизить трудоемкость и длительность погрузочных работ вагона-хоппера для сыпучих грузов.