ГРОХОТ ЩЕБНЕОЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2004 года по МПК B07B1/46 E01B27/11 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к устройствам для ремонта пути и очистки балласта.

В настоящее время производительность щебнеочистительных машин во многом ограничена производительностью грохота. Как правило, для ее увеличения количество грохотов на машине увеличивают, например, до двух [Описание изобретения к патенту РФ №2053326, МПК⁶ Е 01 В 27/00, фиг.1, опубл. 27.01.96] и более штук, а это неминуемо приводит к увеличению общих габаритов машин их усложнению и соответственно снижению надежности. Известны решения, где в составе щебнеочистительной машины грохота вынесены на отдельный, т.н. очистной модуль [Материалы международной выставки путевых машин, проходившей 21-23 сентября 2002 года в г. Калуге. Рекламный проспект ГУП КЗ “Ремпутьмаш” г. Калуга. Щебнеочистительная машина СЧ-1200]. В этом случае повышение производительности достигается механическим умножением количества грохотов, каждый из которых обслуживается собственной системой конвейеров.

В строительной и горно-рудной индустрии используются грохота, производительность которых практически ничем не ограничена, но также ничем не ограничены их габариты, значительно превышающие железнодорожный. В металлургической промышленности используются компактные грохота, которые могли бы быть вписаны в железнодорожный габарит, но их производительность весьма далека от требуемой. На сегодняшний день не существует технических решений, адаптирующих известные грохота к переменным условиям работы на подвижной платформе щебнеочистительной машины и в стесненных условиями железнодорожных строений и тоннелей габаритам. Кроме этого, щебень балластной призмы железнодорожного полотна это особый материал. Однажды он прошел калибровку и сортировку, и теперь его надо просто очистить от засорителей. Для этой цели из-за избытка параметрических функций не подойдут никакие иные грохота, кроме специальных грохотов щебнеочистительных машин.

По этой причине очень остро стоит вопрос создания высокопроизводительного, свыше 1200 м³/час, и надежного грохота щебнеочистительной машины, отличающегося простотой конструкции и малыми размерами, вписанными в железнодорожный габарит и входящего в состав единого рабочего модуля.

Известен просеивающий механизм для железнодорожного балласта, в котором дальнейшее повышение производительности обеспечивается его специальной ориентацией относительно продольной оси машины - движение очищаемого щебня противоположно направлению ее рабочего движения [Описание изобретения к заявке РСТ №92/17646, Е 01 В 27/06, опубл. 15.10.92]. Данное техническое решение позволяет раскрыть дополнительные возможности очистной машины, связанные с ее наиболее оптимальной компоновкой.

Достигаемое таким образом увеличение производительности до 3-5% мало по сравнению с требуемыми 50-150%, что не решает проблему в целом.

Известно техническое решение грохота щебнеочистительной машины, содержащего короб с боковинами и одним ситом, опоры, выполненные в виде амортизаторов, и возбудитель колебаний, расположенный на продольной оси машины. Грохот обеспечивает высокую производительность благодаря особому конструктивному решению системы подвески сита [Описание изобретения к патенту РФ №2128755, МПК⁶ Е 01 В 27/11, опубл. 10.04.99, БИ № 10].

Недостатком этой конструкции является то, что при повышенной влажности балласта или больших подачах его на сито возникают трудности с обеспечением необходимой производительности и качественным отделением засорителей от чистого щебня, т.к. лишь одно (и единственное) сито хоть и большой, но ограниченной площади сеющей поверхности не способно обеспечить одновременно качественную очистку и высокую производительность.

Известен многоситный грохот со свободной загрузочной частью и расположенным внизу вибратором, предназначенный для калибровки горячих материалов [Патент Великобритании №1275623, МПК В 07 В 1/34, Н.кл. В 2 Н, опубл. 24.04.1972].

В случае использования данного решения на щебнеочистительной машине могут возникнуть трудности, связанные с заменой сит. Большая производительность подразумевает большую площадь сеющей поверхности каждого сита. В стационарных условиях эксплуатации грохотов вопрос замены сит не стоит. Для этого используются плановые остановки оборудования, переключение на дублирующие устройства и другие решения. В принципе, речь идет о замене вручную, в непроизводственных условиях, сит с площадью поверхности каждого до 10 м², длиной до 4,5 м и массой до 300 кг. И если при замене верхнего сита сложностей не возникает, то при замене нижних сит и их закреплении в коробе в пространстве между двумя ситами надо находиться одновременно двум рабочим. Это сказывается как на минимальных размерах грохота по высоте, так и на надежности сборки в таких условиях. Не закрепленное должным образом сито ограничивает производительность машины и может привести к выходу оборудования из строя. Именно по этой причине в уровне техники отсутствуют сведения по использованию на щебнеочистительных машинах многоситных грохотов.

Некоторых из указанных недостатков лишен грохот щебнеочистительной машины, включающий загрузочную и разгрузочную части, короб с задней стенкой и боковинами, верхними и нижними надставками, роль которых выполняют выступающие за габариты сит элементы короба, и тремя наклонными ситами, из которых, по меньшей мере, одно выполнено арочным, опоры, выполненные в виде амортизаторов, и возбудитель колебаний [Описание изобретения к патенту РФ №2199620, МПК⁷ Е 01 В 27/11, опубл. 27.02.2003, БИ № 6]. Грохот обеспечивает возможность максимального использования габарита щебнеочистительной машины по ширине, благодаря чему возрастает его производительность.

Тем не менее, у данного грохота ограничены возможности по использованию высоты, что, как упоминалось, связано с жестким габаритом железной дороги. По этой причине наличие всего лишь трех сит не решает в полной мере задачу повышения производительности грохота. В остальном известному грохоту свойственны те же недостатки, связанные с использованием ручного труда в особых условиях ограниченного пространства при замене сит, что и у предыдущего решения.

Задача, решаемая изобретением, заключается в расширении технологических возможностей грохота и повышении его надежности.

Техническим результатом будет увеличение производительности грохота щебнеочистительной машины и повышение его надежности, а также обеспечение возможности максимального использования габарита щебнеочистительной машины по высоте.

Для решения поставленной задачи в известном грохоте щебнеочистительной машины, включающем загрузочную и разгрузочную части, короб с боковинами, верхней и нижней надставками и, по меньшей мере, тремя наклонными ситами, опоры, выполненные в виде амортизаторов, и возбудитель колебаний, каждое сито выполнено в виде рамного модуля с ячеистым полотном и поперечными балками, контактирующими с полотном, короб выполнен в виде неподвижно связанных между собой боковых и задней стенок рам модулей, а надставки выполнены съемными, при этом ячеистые полотна модулей снабжены зацепами, расположенными вдоль их краев, а боковые стенки каждого модуля со своей внутренней стороны снабжены опорами, контактирующими с зацепами полотен, и прижимами, выполненными в поперечном сечении в виде скоб, одна сторона которых контактирует со стенкой, а другая с зацепами ячеистого полотна, при этом прижимы в средней части снабжены резьбовыми тягами, установленными в отверстиях боковых стенок модуля и взаимодействующими с гайками, расположенными с их наружной стороны.

Кроме этого:

- контактирование поперечных балок с ячеистым полотном выполнено посредством промежуточных кронштейнов, неподвижно закрепленных на поперечных балках, и взаимодействующих с ними болтовых соединений;

- минимальное расстояние между поперечной балкой любого верхнего сита и нижним соседним ситом выполнено равным минимальному размеру ячейки полотна самого верхнего сита;

- возбудитель колебаний расположен на коробе вверху спереди и/или внизу сзади.

Изобретения иллюстрируются чертежами, где на фиг.1 показан общий вид грохота; на фиг.2 показан фрагмент сечения А-А фиг.1; на фиг.3 изображена конструкция рамного модуля; на фиг.4 изображено крепление ячеистого полотна на поперечных балках.

Грохот щебнеочистительной машины включает загрузочную 1 и разгрузочную 2 части, короб 3 с верхней 4 и нижней 5 надставками и, по меньшей мере, тремя наклонными ситами 6, а также опоры 7, выполненные в виде амортизаторов, и возбудитель колебаний 8, при этом каждое сито 6 выполнено в виде рамного модуля 9 с ячеистым полотном 10 и поперечными балками 11, контактирующими с полотном 10, короб 3 выполнен в виде неподвижно связанных между собой боковых 12 и задней 13 стенок рам модулей 9, а надставки 4 и 5 выполнены съемными, при этом ячеистые полотна 10 снабжены зацепами 14, расположенными вдоль их краев 15 и 16, а боковые стенки 12 каждого модуля 9 со своей внутренней стороны снабжены опорами 17, контактирующими с зацепами 14 полотен 10, и прижимами 18, выполненными в поперечном сечении в виде скоб, одна сторона которых 19 контактирует со стенкой 12 модуля 9, а другая сторона 20 с зацепами 14 ячеистого полотна 10, при этом прижимы 18 в средней части снабжены резьбовыми тягами 21, установленными в отверстиях боковых стенок 12 модуля 9 и взаимодействующими с гайками 22, расположенными с их наружной стороны. Дополнительно контактирование поперечных балок 11 с ячеистым полотном 10 выполнено посредством промежуточных кронштейнов 23, неподвижно закрепленных на поперечных балках 11, и взаимодействующих с ними болтовых соединений 24, при этом минимальное расстояние между поперечной балкой 11 любого верхнего сита 6 и нижним соседним ситом выполнено равным минимальному размеру ячейки полотна 10 самого верхнего сита, а возбудитель колебаний 8 расположен на коробе 3 вверху спереди и/или внизу сзади.

В данном виде реализован, так называемый, модульный вариант грохота щебнеочистительной машины, при этом надставки 4, 5 и модули 9 выступают в качестве отдельных функционально самостоятельных узлов, посадочные поверхности каждого из которых унифицированы друг с другом. Количество модулей 9 в составе грохота в зависимости от производительности может составлять сколь угодное количество исходя из железнодорожного габарита по высоте и минимальной высоты боковых стенок 12 рам модулей 9, равного с учетом унификации примерно 160-170 мм. В этот размер входит гарантированный для прохода очищенного щебня просвет между нижней плоскостью рамы модуля 9 и поперечной балкой 11, толщина (диаметр) самой поперечной балки 11, высота промежуточных кронштейнов 22 и толщина полотна 10 сита 6. Как правило, наружная плоскость сита 6 не должна выступать за верхнюю плоскость рамы модуля 9. В целях унификации величину просвета между нижней плоскостью рамы любого модуля 9 и его поперечной балкой 11 следует выполнять одинаковым большим или равным минимальному размеру ячейки (например, прямоугольной формы, как правило, плетеного полотна, см. фиг 3 и 4) самого верхнего из сит 6. Размеры ячеек полотна 10 на каждом сите 6 выбирают исходя из гранулометрического состава щебня балластной призмы. Ориентировочно можно использовать принцип, согласно которому каждое сито 6 должно отсеивать равное в процентном соотношении с другими ситами количество щебня. Таким образом, чем больше модулей 9 на грохоте, тем выше его производительность. При большом количестве сит 6 щебень ведет себя практически как жидкость. Общая площадь сеющей поверхности грохота при этом будет складываться из сеющих площадей сит 6 каждого модуля 9, что также позволяет уменьшить габарит устройства по длине. Короб 3 грохота образован боковыми 12 и задней 13 стенками рам модулей 9, дополнительную пространственную жесткость которым придают поперечные балки 11, заделанные в боковые стенки 12 при помощи специальных узлов 25, например сайленд-блоков. При такой наборной конструкции грохота становится необязательным расположение возбудителя колебаний 8 в области центра масс. Он выносится за пределы рабочей зоны грохота в любое удобное место, например, на верх короба 3 (в составе верхней надставки 4) в его переднюю (разгрузочную 2) часть или назад вниз (со стороны загрузочной части 1). Более предпочтительным будет расположение возбудителя колебаний 8 в составе нижней надставки 5. В этом случае они будут представлять собой некое стабильное основание, на котором при помощи болтовых соединений 26 впоследствии будут крепиться модули 9.

Модуль 9 содержит боковые 12 и заднюю 13 стенки и ряд поперечных балок 11. Ячеистое полотно 10 своими зацепами 14 укладывается на опоры 17, а сверху соответствующим образом устанавливаются прижимы 18, резьбовые тяги 21 которых собираются с гайками 22. Или по-другому: ячеистое полотно 10 своими зацепами 14 располагается между опорами 17 и прижимами 18 наживленных тяг 21 с передней стороны модуля 9 (т.е. со стороны разгрузочной части 2), после чего проталкивается до упора в заднюю стенку 13. После этого при помощи гаек 22 обеспечивается необходимое усилие натяжения полотна 10 за счет одновременного взаимодействия сторон 19 и 20 со стенкой 12 и зацепами 14 соответственно. Окончательно полотно 10 закрепляется на поперечных балках 11 через промежуточные кронштейны 23 при помощи болтовых соединений 24. Разборка модуля осуществляется в обратном порядке.

Надежная работа грохота обеспечивается за счет возможности тщательной сборки каждого модуля 9 в отдельности, досягаемости всех соединений и возможности контроля силы натяжения полотен 10 для создания в них предварительно напряженного состояния. Этим компенсируется необходимость дополнительного отслеживания эксплуатационных параметров грохота при его работе. Замена сит 6 на модулях 9 или самих модулей производится либо в плановом порядке, после нормированной наработки на отказ, либо после появления в засорителях некоторого количества гранул щебня, относимого к разряду чистого. При смене сит 6 или при перенастройке грохота последний разбирается и далее собирается из новых модулей 9 или из старых, но с новыми полотнами 10. Следует отметить, что существующие многоярусные грохоты щебнеочистительных машин в комплексе такими возможностями не обладают.

Реализацию изобретения рассмотрим на следующем примере. Грохот имеет следующие конструктивные параметры:

- количество модулей 5 шт;

- длина сит 2900 мм;

- ширина сеющей поверхности сита 1850 мм;

- размеры отверстий в полотнах от верхнего сита к нижнему: 50×150, 45×135,35×105, 28×84 и 22×66;

- рабочее положение на щебнеочистительных машинах под углом 15-20° с возможностью поперечного копирования профиля железнодорожного пути.

Подлежащий очистке на грохоте щебеночный балласт представляет собой смесь (в том числе слежавшуюся) чистого щебня и засорителей. Засорителями принято считать мелкие частицы разрушенного (изношенного) щебня, частицы инородных веществ, поступающие в путь из проезжающих грузовых вагонов, и другие случайные предметы (преимущественно разнообразные бутылки, металлические изделия, остатки шпал, отходы древесины и т.д.).

Технология очистки щебеночного балласта на грохоте включает подачу материала на самое верхнее сито 6, перемещение его по поверхности сита под действием силы тяжести и вибрации от загрузочной части 1 к разгрузочной части 2 и направленное движение просевных фракций сквозь слой материала сверху вниз через его отверстия (ячейки) последовательно к нижним ситам и разделение на чистый щебень и засорители.

Устройство работает следующим образом.

Для приведения грохота в рабочее состояние включают настроенный на необходимую в этих случаях частоту и амплитуду возбудитель колебаний 8. После того, как грохот включен, в его загрузочную часть 1 при помощи конвейера (условно не показан) поступает загрязненный щебеночный балласт.

При прохождении балласта через плетеные сита 6 происходит отделение наиболее крупных предметов из числа засорителей и происходит, как правило, полное разрушение слежавшихся кусков. Балластный материал просыпается сквозь сита 6 практически без задержки, при этом чистый щебень отводится на специальный конвейер (условно не показан) и далее повторно в путь. Удлиненные отверстия сит 6 способствуют интенсификации процесса грохочения. Мелкие фракции балласта проскакивают сквозь последнее сито и направляются в вагон-засоритель или на обочину пути.

В результате использования изобретения достигается существенное, до 1200-1500 м³/час, увеличение производительности щебнеочистительной машины при использовании одного компактного грохота. Надежная работа основного технологического узла увеличивает безотказность работы машины в целом. Вписанный в габарит железной дороги грохот модульного типа позволяет осуществлять качественную очистку, в том числе и переувлажненного, щебня, что расширяет пределы работоспособности дорожных машин.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к устройствам для ремонта пути и очистки балласта. Грохот щебнеочистительной машины включает загрузочную 1 и разгрузочную 2 части, короб 3 с верхней 4 и нижней 5 надставками и, по меньшей мере, тремя наклонными ситами 6, а также опоры 7, выполненные в виде амортизаторов, и возбудитель колебаний 8. Каждое сито 6 выполнено в виде рамного модуля 9 с ячеистым полотном и поперечными балками, контактирующими с полотном. Короб 3 выполнен в виде неподвижно связанных между собой боковых и задней стенок рам модулей 9, а надставки 4 и 5 выполнены съемными. Ячеистые полотна снабжены зацепами, расположенными вдоль их краев, а боковые стенки каждого модуля 9 со своей внутренней стороны снабжены опорами, контактирующими с зацепами полотен, и прижимами, выполненными в поперечном сечении в виде скоб, одна сторона которых контактирует со стенкой модуля 9, а другая сторона с зацепами ячеистого полотна. Прижимы в средней части снабжены резьбовыми тягами, установленными в отверстиях боковых стенок модуля 9 и взаимодействующими с гайками, расположенными с их наружной стороны. Грохот модульного типа позволяет осуществлять качественную очистку, в том числе и переувлажненного щебня, при увеличении надежности работы машины в целом. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Грохот щебнеочистительной машины, включающий загрузочную и разгрузочную части, короб с боковинами, верхней и нижней надставками и по меньшей мере тремя наклонными ситами, опоры, выполненные в виде амортизаторов, и возбудитель колебаний, отличающийся тем, что каждое сито выполнено в виде рамного модуля с ячеистым полотном и поперечными балками, контактирующими с полотном, короб выполнен в виде неподвижно связанных между собой боковых и задней стенок рам модулей, а надставки выполнены съемными, при этом ячеистые полотна модулей снабжены зацепами, расположенными вдоль их краев, а боковые стенки каждого модуля со своей внутренней стороны снабжены опорами, контактирующими с зацепами полотен, и прижимами, выполненными в поперечном сечении в виде скоб, одна сторона которых контактирует со стенкой, а другая с зацепами ячеистого полотна, при этом прижимы в средней части снабжены резьбовыми тягами, установленными в отверстиях боковых стенок модуля и взаимодействующими с гайками, расположенными с их наружной стороны.2. Грохот по п.1, отличающийся тем, что контактирование поперечных балок с ячеистым полотном выполнено посредством промежуточных кронштейнов, неподвижно закрепленных на поперечных балках, и взаимодействующих с ними болтовых соединений.3. Грохот по п.1 или 2, отличающийся тем, что минимальное расстояние между поперечной балкой любого верхнего сита и нижним соседним ситом выполнено равным минимальному размеру ячейки полотна самого верхнего сита.4. Грохот по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что возбудитель колебаний расположен на коробе вверху спереди и/или внизу сзади.