Туранов Х.Т., Корнеев М.В. Транспортно-грузовые системы на железнодорожном транспорте

Подождите немного. Документ загружается.

120

грузов в условиях устойчивых морозов. Себестоимость такой технологии зна-

чительная.

3. Послойная пересыпка груза в вагоне различными веществами, которые

не вызывают заметного изменения качества груза. К ним относятся древесные

опилки, измельчённая солома, торфяная крошка, измельчённый каменный

уголь и т. д., а также можно постелить на пол вагона указанные средства и по-

слойно переложить ими груз в вагоне при погрузке. Это самый дешёвый и тех-

нологичный способ.

4. Пересыпка груза в вагоне различными химическими веществами мине-

рального происхождения, которые вызывают изменение состояния массы груза:

образование незамерзающих растворов, кристаллов льда с пониженной прочно-

стью, испарение влаги. Груз послойно пересыпают негашёной известью, хлори-

стым кальцием, хлористым калием, хлористым магнием.

5. Перед погрузкой выполняют обмасливание пола и стен полувагона и

платформы минеральными и каменноугольными маслами и другими реагента-

ми органического происхождения типа северин, ниогрин. Кроме того, произво-

дят обрызгивание груза каменноугольными и другими маслами. Каменные угли

различных марок, профилактированные ниогрином, не смерзаются даже при

температуре до –25

С, а северином – до -50

С.

6. Это брикетирование груза на небольшие кирпичики. Такая мера больше

всего применяется за рубежом. При этом происходит агломерация (гранулиро-

вание) насыпных грузов, т. е. грузу придаётся форма шарика, тогда груз меньше

смерзает.

7. Организационные меры. Грузоотправители, грузополучатели и желез-

ные дороги обязаны принимать необходимые организационные меры по увели-

чению объёма перевозок смерзающихся грузов преимущественно в тёплый пе-

риод года для создания у потребителей необходимых запасов таких грузов. Од-

нако при этом потребуется большое количество складов.

Среди перечисленных мер чаще всего применяются 3-я и 4-я (способы раз-

личных добавок в насыпные грузы) и 7-я (организационные меры) меры.

Применяемые грузоотправителями такие профилактические меры не га-

рантируют полного сохранения сыпучести насыпных грузов. Эти грузы при пе-

ревозке всё равно смерзаются. Поэтому грузополучатели обязаны оснащать

пункты выгрузки таких грузов средствами разогрева или механического рыхле-

ния для восстановления сыпучести смёрзшихся грузов.

5.5. Технология восстановления сыпучести

смёрзшихся грузов при выгрузке

The technology of restoration of looseness of embankments

cargoes during discharging

Для восстановления сыпучести смёрзшихся грузов пункты выгрузки осна-

щаются средствами разогрева или механического рыхления.

121

5.5.1. Технология восстановления сыпучести

смёрзшихся грузов средствами разогрева

Сыпучесть смёрзшихся грузов можно восстановить по следующим техно-

логиям, используя процессы теплопередачи: теплопроводность, конвекцию и

лучеиспускание, известные из курса физики.

1-я технология. Разогрев в «тепляках», т. е. в размораживающихся устрой-

ствах. Они бывают конвективного типа. Конвекция − это передача теплоты на-

гретыми потоками газа (или жидкости) из одних участков занимаемого объема

в другие.

Рассмотрим схему размораживающегося устройства, которая представляет

собой помещение типа гаражей-размораживателей, или «тепляки», куда могут

входить до 30 вагонов. Схематически «тепляк» показан на рис. 5.17.

Рис. 5.17. Гараж-размораживатель смёрзшихся грузов:

1 − нижние теплопроводы с форсунками;

2 − верхние теплопроводы с форсунками;

3 − нижние водопроводные трубы;

4 − верхние водопроводные трубы

В «тепляках» из теплоносителей выдувается горячий воздух с температу-

рой t

возд

= 100…200

С, или отработанная смесь газа с воздухом подаётся в эти

трубы. Разогрев вагонов с грузом происходит за 1…5 часов. Здесь водопровод-

ные трубы необходимы для того, чтобы у вагона не потрескались краски и не

деформировались особо ответственные детали вагона (тормозные цилиндры,

колёсные пары и др.).

2-я технология. Используются «тепляки», где разогрев вагонов со смёрз-

шимся грузом осуществляется посредством теплового излучения. Тепловое из-

лучение − это электромагнитное излучение нагретого тела, обусловленное так

называемым возбужденным состоянием его атомов и молекул, наступающим

вследствие их столкновений при тепловом движении из невидимых инфракрас-

ных лучей. При этом груз поглощает излучаемые тепло-электронагревателями

(ТЭН) инфракрасные лучи, из-за чего и разогревается. Здесь получается на-

правленный разогрев, который схематически показан на рис. 5.18.

122

Рис. 5.18. «Тепляк» с направленным разогревом:

1 − гараж; 2 − вагон со смёрзшимся грузом;

3 – теплоэлектронагреватель; 4 − рефлектор

При этом разогрев вагонов со смёрзшимся грузом осуществляется

ТЭНами, тепло которых рассеивается внутри «тепляка» рефлекторами (алю-

миниевыми отражателями). В полувагоне груз выступает на 200 мм выше

уровня кузова. Поверхность груза нагревается инфракрасными лучами до

глубины 300 мм. Такая технология используется при небольшой степени

смерзаемости грузов.

5.5.2. Технология восстановления сыпучести смёрзшихся грузов

при выгрузке механическими рыхлителями

В случае поступления на грузовой пункт смёрзшихся в вагонах грузов в зави-

симости от степени смерзания могут быть использованы виброрыхлители, выпол-

няемые в виде навесного сменного оборудования к козловым кранам или стацио-

нарным устройствам. Кроме того, по этой технологии сыпучести смёрзшихся гру-

зов восстанавливаются с использованием следующих типов установок:

1-й тип установок. С использованием бурорыхлительной машины (БРМ),

где бурение совмещается с разгрузкой. Схематически бурорыхлительная маши-

на показана на рис. 5.19.

Рис. 5.19,а. Бурорыхлительная установка

123

Рис. 5.19,б. Схема бурорыхлительной установки:

1 − полувагон; 2 − траншея; 3 − портал самоходный;

4 − лебёдка; 5 − тросы; 6 − электродвигатели шнеков;

7 − рама; 8 − буры (шнеки)

Установка начинает работать после открытия люков полувагонов. Портал

перемещается по рельсам. Под портал подают полувагоны. Машинист включа-

ет электродвигатель лебёдки, установленный на портале, после чего рама ма-

шины, закреплённая на тросах, опускается вниз так, чтобы буры касались верх-

ней части смёрзшегося груза. Затем машинист включает электродвигатели, ко-

торые приводят во вращение буры. При этом буры (шнеки), вращаясь, разру-

шают сыпучие смёрзшиеся грузы. Груз, сыпучесть которого восстановлена та-

ким способом, падает в траншею, а дальше можно перемещать его краном с

грейфером или ковшом.

Техническая производительность БРМ П

тех

= 1200 кН/ч. (120 тc/ч.) ≈ 2

ваг./ч. вместе с выгрузкой.

2-й тип установок. Виброрыхлитель (виброразгрузчик), который рыхлит

груз посредством вибрации. Виброрыхлитель бывает двух типов – навесной

(на кранах козловом, мостовом и стреловом на железнодорожном ходу) и

портальный.

Рассмотрим виброрыхлитель, навешенный на раму козлового крана КДКК-10.

Схема виброрыхлителя показана на рис. 5.20.

Вагоны устанавливаются на повышенных путях. Виброрыхлитель навеши-

вается на тросах козлового крана КДКК-10. Вначале крановщик на тросах крана

опускает плиту виброрыхлителя на обвязочный пояс полувагона. После этого

включается электродвигатель вибратора. Вибратор, разрушая смёрзшийся на-

сыпной груз, восстанавливает его сыпучесть. Кроме того, виброрыхлитель ещё

используется как очиститель вагона от остатков насыпных грузов.

Техническая производительность виброрыхлителя П

тех

= 1000…1200 кН/ч.

≈ 2 ваг./ч. вместе с выгрузкой.

Параметры виброрыхлителей смёрзшихся грузов должны соответствовать

требованиям п. 2.5 ГОСТ 22235-76 «Вагоны грузовые магистральных железных

дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при про-

изводстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ».

124

Рис. 5.20. Схема навесного виброрыхлителя:

1 − повышенный путь; 2 − полувагон; 3 − кран КДКК-10

с площадками для рабочих;

4 − вибратор; 5 − плита; 6 − виброрыхлители (штыри)

3-й тип установок. Виброударные установки конструкции ВНИИЖТ, или

вибромолот (рис. 5.21). Эта навесная установка может применяться на повы-

шенном пути с использованием козлового крана КДКК-10.

Рис. 5.21. Схема виброударной установки:

1 − повышенный путь; 2 − полувагон;

3 − кран КДКК-10 с площадками для рабочих;

4 − вибратор; 5 − плита; 6 − виброрыхлители (штыри)

125

Вибромолот применяется для рыхления насыпных грузов любой степени

смерзаемости. У вибромолота рабочим органом являются штыри с более ост-

рыми концами, которые воздействуют на смёрзшийся груз виброударом, груз

раскалывается на куски. Продолжительность очистки одного четырехосного

полувагона − 3…4 мин.

Такая установка наиболее часто применяется на МОП для разгрузки на-

сыпных смёрзшихся грузов.

Техническая производительность такой установки П

тех

= 1000 кН/ч. ≈ 2

ваг./ч. вместе с выгрузкой.

4-й тип установок. Термобурорыхлители, которые сочетают высокую

температуру с бурорыхлением. Здесь значительный расход электроэнергии. Та-

кой тип установок пока на практике не нашел применения.

5.6. Технология очистки вагонов от остатков

насыпных грузов на железнодорожном транспорте

The technology of cleaning cars from leftovers of embankments

cargoes on railway transport

Механизированный способ очистки вагонов от остатков насыпных грузов

является проблемным на железнодорожном транспорте. Этим занимается гру-

зополучатель, а следят за очисткой вагонов железнодорожники. Если вагоны не

очищены или плохо очищены, то даже можно вернуть эти вагоны для очистки

грузополучателям, согласно Уставу железных дорог РФ.

Очистка вагонов от остатков производится в механизированных пунктах

подготовки вагонов (МППВ). Обязательно надо подготовить вагон для погруз-

ки очерёдного груза. Процесс очистки вагонов является процессом выгрузки.

При выгрузке насыпных грузов в каждом вагоне:

– при использовании ковшово-элеваторной установки ТР-2 (С-492) инж.

Ш.С. Хабибулина остаётся до 35 кН и более груза;

– при грейферном способе выгрузки груза остаётся до 60 кН (6 тc) груза;

– при выгрузке на повышенном пути самотёком остаётся до 150 кН груза.

На повышенном пути выгрузка грузов производится самотёком. По-

рядка 80 % остатков грузов в вагоне остаются над тележками, а остальные

20 % над хребтовыми балками и в промежуточных креплениях. Это про-

исходит потому, что одни нижние люки вагонов открываются до 23

, а

другие – до 45

(рис. 5.22).

Из 14 нижних люков 8 люков, которые находятся над тележкой, открыва-

ются до 23

. Остальные 6 люков находятся между тележками и они открывают-

ся до 45

. Этот угол равен углу естественного откоса угля − ρ.

126

Рис. 5.22. Схема, иллюстрирующая угол наклона люков вагона:

1 − повышенный путь; 2 − люки, которые находятся над тележками;

3 − полувагон; 5 − люки, расположенные между тележками

Существуют следующие механизированные способы очистки кузовов ва-

гонов от остатков грузов:

1. Вибрационный способ. Применяется накладной вибратор, навешиваемый

по тросу на козловой кран КДКК-10, и повышенный путь (п. 5.5, 3-я технологию).

Схематически работа вибратора показана на рис. 5.23.

Процесс очистки включает постановку вибраторов на верхнюю обвязку

полувагона. Обычно в средней части кузова, а при значительном остатке груза

(влажный уголь, песок и т. д.) – последовательно в два или три приема над те-

лежками вагона и в средней части. Электродвигатель вибратора включается

только после того, как полностью ослаблены подъемные тросы.

Продолжительность работы вибратора за одну разгрузку полувагона не

должна превышать 7 мин.

Рис. 5.23,а.

127

Рис. 5.23,б. Схема работы вибрационного способа очистки вагона:

1 − повышенный путь; 2 − полувагон; 3 − козловой кран КДКК-10;

4 − лебёдка; 5 − трос; 6 − вибратор; 7 − плита; 8 − обвязочный пояс

полувагона

Параметры вибратора для очистки полувагонов от остатков грузов и виб-

рорыхлителей смёрзшихся грузов должны соответствовать требованиям п. 2.5

ГОСТ 22235-76.

На комплексную бригаду возлагается ответственность за обеспечение со-

хранности вагонов в процессе выгрузки грузов, а также за полную очистку ку-

зовов, деталей ходовых тележек и автосцепных устройств от остатков груза.

2. Использование вибратора продольного действия с весом 53 кН конст-

рукции Уральского отделения ВНИИЖТ (рис. 5.24).

Рис. 5.24. Вибратор продольного действия:

1 − полувагон; 2 − вибратор

Вибратор с помощью автопогрузчика или крана устанавливается в проме-

жутке между сцеплёнными полувагонами и очищает одновременно их кузова

без отцепки от состава. Корпус вибратора вклинивается между упорами-

скользунами, опирающимися на элементы рамы каждого из вагонов. Здесь не

только очищаются вагоны от остатков груза, но и ускоряется процесс выгрузки.

По этой технологии можно разгрузить не только полувагоны, но и универсаль-

ные крытые и специализированные вагоны. Время зачистки вагонов 1…3 мин.

3. Использование щёточного способа очистки вагонов конструкции

ЛИИЖТа (ныне ПГУПС). Схематически работа установки показана на рис.

5.25.

128

Рис. 5.25. Схема работы щёточной установки:

1 − траншея; 2 − полувагон; 3 − самоходный портал;

4 − лебёдка;5 − тросы; 6 − электродвигатель; 7 − рама;

8 и 9 − крайние и средние металлические щётки

Щётки прикреплены на вертикально расположенные валики, которые вра-

щаются от электродвигателей, установленных на раме самоходного портала.

Рама портала тросами навешена к рабочему барабану лебёдки, установленной

на портале. Крайние щётки установки предназначены для очистки боковых

сторон полувагона, а средняя щётка – его днища. Время зачистки вагона ∼5

мин.

4. Использование газодинамического способа или турбореактивной уста-

новки (ТРУ) конструкции НИИЖТ. Очистка вагонов производится в массовом

порядке в закрытом помещении (сарае). Схематически способ показан на рис.

5.26.

Рис. 5.26. Схема работы ТРУ:

1 − вагоны, требующие очистки от остатков грузов; 2 − склад;

3 − ТРУ; 4 − насадка на сопло двигателя, 5 − сжигаемый газ;

6 − вагоны, очищенные от остатков грузов; 7 − маневровая лебёдка

Списанный с самолёта ТРУ работает на дешёвом топливе (керосине). Сжи-

гаемый газ по насадке, прикрепленной на сопло двигателя, со сверхзвуковой

скоростью направляется на вагоны, требующие очистки от остатков грузов. По-

этому вагон полностью очищается от остатков груза за счёт воздействия на них

129

большого напора и большой температуры сжигаемого газа, которая достигает

до 400…700

С. Вагоны перемещаются со скоростью 4…5 км/ч.

Техническая производительность ТРУ П

тех

= 2000…2500 кН/ч., т. е. 3 или 4

вагона/ч.

Преимущества этого способа:

– самая высокая производительность из всех известных способов;

– применяется при очистке вагонов как с нижними люками, так и глухо-

донных, поскольку остатки грузов вылетают через борт вагонов.

Недостатки:

– большой шум, поэтому ТРУ надо устраивать вдалеке от жилых массивов;

– большое пылеобразование, поэтому установка работает в закрытом по-

мещении и она подвергается увлажнению для осадки грязных остатков грузов;

– большие затраты на использование других ПРМ для уборки склада от ос-

татков насыпных грузов.