СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ СОСТАВ Российский патент 2018 года по МПК B65G67/10 B61D15/00 E01B27/00 G01G19/04 G01G19/12 

[01] Настоящее изобретение касается способа загрузки железнодорожного состава сыпучим грузом, причем этот сыпучий груз после образования конуса из сыпучего груза с определенной высотой горки h_s перемещается в направлении транспортировки или же продольного направления состава от места загрузки относительно накопителя сыпучего груза и образуется новый конус из сыпучего груза. Изобретение касается кроме того железнодорожного состава.

[02] Из патентов ЕР 0429713 или US 7192238 известен железнодорожный состав, который в рабочем положении может составляться из любого количества одинаковых подвижных вагонов в загружаемый состав. В направлении движения ленточного транспортера сзади зоны расположения накопителя сыпучего груза каждого железнодорожного вагона располагается ощупывающее устройство, которое выполнено конструктивно как ворота с просветом или механический щуп и контролирует в процессе накопления сыпучего груза достижение им максимальной высоты наполнения.

[03] Из патента DE 202013102362 известен способ определения наполненной массы с помощью тензодатчиков, расположенных на поворотной раме.

[04] Задача заявленного изобретения состоит в том, чтобы создать способ указанного выше типа, а также подвижной железнодорожный состав, с помощью которого можно осуществлять оптимальную загрузку состава.

[05] Эта задача решается с помощью заявленного способа или же железнодорожного состава указанного выше типа благодаря приведенным отличительным признакам пунктов формулы 1 или же 4 или 7.

[06] С помощью заявленного способа или же указанного железнодорожного состава оказывается особенно выгодным соответственно в зависимости от существующей при загрузке плотности сыпучего груза достигнуть максимального заполнения. При этом всегда обеспечивается то, что при погрузке не превышается максимально допустимый предел загрузки.

[07] Другие преимущества заявленного изобретения описываются в других пунктах формулы со ссылкой на чертежи.

[08] Далее изобретение описывается более подробно на примерах его выполнения, показанных на чертежах. На Фиг. 1 изображен вид сбоку на грузовой состав, составленный из двух грузовых вагонов, Фиг. 2 и 3 изображают соответственно в увеличенном масштабе и в упрощенном виде вид сверху на ходовой механизм грузового вагона.

[09] Изображенные на Фиг. 1 грузовые вагоны 1 состоят соответственно в основном из рамы 4 грузового вагона, перемещающейся с помощью рельсового ходового механизма 2 по рельсовому пути 3, и из соединенного с ней накопителем 5 сыпучего груза. Проходящий в продольном направлении грузового вагона днищевой ленточный транспортер 6 образует днищевую поверхность для накопителя 5 сыпучего груза и имеет привод 7 для ленточного транспортера в направлении транспортировки 8. На переднем конце относительно этого направления транспортировки 8 накопителя 5 сыпучего груза устанавливается передающий ленточный транспортер 9, который располагается под сбрасывающим концом ленточного транспортера 6, примыкая к нему на раме 4 грузового вагона. Передающий ленточный транспортер 9 направлен косо вверх над передним концом рамы 4 вагона и выполнен выступом, а также оборудован приводом.

[10] Благодаря сцепляющим приспособлениям может составляться любое количество выполненных однотипных грузовых вагонов 1 в один грузовой самозагружаемый и саморазгружаемый состав, перемещаемый по рельсовому пути 3. При этом накапливается на передающем пункте 10 сыпучий груз 12, сбрасываемый в пункте погрузки 11 днищевого ленточного транспортера 6. В зоне передающего пункта 10 устанавливается бесконтактное ощупывающее устройство 13, которое предназначено для непрерывного определения высоты сыпучего груза h_s и объема образующейся в зоне пункта погрузки 11 горки 14 сыпучего груза.

[11] Изображенный на Фиг. 2 в увеличенном масштабе и в упрощенном виде рельсовый ходовой механизм 2 имеет поворотную раму 15, расположенную на двух комплектах колес 17, разнесенных на расстояние друг от друга в продольном направлении 16. Эта рама состоит из двух разнесенных между собой относительно оси вращения 18 комплектов колес 17 продольных рамных опор 20, имеющих каждая осевой подшипник 19, в котором располагается комплект колес 17. Эти рамные опоры соединяются между собой в центре между обоими комплектами колес 17 с помощью поперечных рамных опор 21.

[12] На каждой продольной рамной опоре 20 располагается соответственно между поперечной рамной опорой 21 и осевым подшипником 19 граничащего комплекта колес 17 тензодатчик 22. На каждой продольной рамной опоре 20 располагается однако только один единственный тензодатчик 22, при этом оба тензодатчика 22 располагаются смещенными относительно друг друга, если смотреть в поперечном направлении параллельно оси вращения 18. Сигналы от обоих тензодатчиков 22 подаются в усилитель измерений, чтобы получить среднее значение продольной протяженности. Тензодатчики 22 крепятся преимущественно на нижней стороне каждой продольной рамной опоры 20. В центре поперечной рамной опоры 21 устанавливается поворотный круг или же поворотный шарнир для соединения с рамой 4 грузового вагона.

[13] Каждый тнгзодатчик 22 крепится в одной точке продольной опоры 20, в которой сконцентрирован основной поток сил с параллельно проходящими относительно друг друга линиями напряжения, проходящий в продольном направлении 16 продольной рамной опоры 20 и испытывающий минимальное воздействие от проходящих в поперечном направлении сил, в котором напряжения смещения равны нулю. Это означает, что усилия однозначно проходят только в одном направлении без «помех» со стороны поперечных усилий из других направлений, которые могли бы повлиять на результаты измерений, выполненных тензодатчиком 22.

[14] Наилучшее расположение тензодатчика 22 определяется с помощью метода расположения конечных элементов для каждого грузового вагона 2. Тем самым достигается с одной стороны правильное расположение и, с другой стороны, обеспечивается максимальная точность.

[15] На Фиг. 3 изображен вариант рельсового ходового механизма 2, используемого для особенно больших нагрузок. Этот рельсовый ходовой механизм состоит из двух разнесенных в продольном направлении 16 поворотных рам 15 уже показанной на Фиг. 2 конструкции. Обе поворотные рамы 15 соединены между собой с помощью поворотного шарнира 23 с рамным мостиком 24, который имеет центральный поворотный круг 23, расположенный между поворотной цапфой 23 поворотной рамы 15 для соединения с рамой 4 грузового вагона.

[16] На рамном мостике 24 расположен между ее центральным поворотным кругом 23 и смежной поворотной цапфой 23 граничащей поворотной рамы 15 соответственно тензодатчик 22. На рамном мостике расположены в общем два тензодатчика 22, при этом они расположены параллельно относительно оси вращения 18, располагаясь со смещением относительно друг друга в поперечном направлении. Благодаря такому смещению тензодатчиков 22 может компенсироваться наклон вагона при превышении высоты рельсового пути.

[17] В основном в рамках заявленного способа оказывается также возможным замерять оказываемое в результате загрузки воздействие усилия на рельсовый ходовой механизм 2 для определения загружаемой массы также с помощью других способов, например, путем измерения сжатия пружины или благодаря расположению тензодатчиков на пружинах вагона.

[18] Далее поясняется заявленный способ более подробно, в частности, со ссылкой на Фиг. 1. Передний, относительно направления транспортировки, грузовой вагон 1 находится в положении загрузки, в котором днищевой ленточный транспортер не перемещается. На него происходит сбрасывание сыпучего груза на задний конец граничащего передающего ленточного транспортера 9 граничащего заднего грузового вагона 1, в результате чего возникает постоянно возрастающий конус 14 из сыпучего материала.

[19] После непрерывного определения высоты сыпучего груза hs с помощью ощупывающего устройства 13 рассчитывается объем Vs конуса из сыпучего груза 14. Для уравнивания ассиметричной загрузки, например, при подъемах рельсового пути предпочтительным является применение двух расположенных на расстоянии друг от друга ощупывающих устройств в поперечном направлении вагона, которые альтернативно могут также располагаться на верхнем конце передающего ленточного транспортера 9.

[20] Параллельно с этим измеряется воздействующее на опирающийся на рельсовый ходовой механизм 2 грузовой вагон 2 усилие, вызываемое в результате загрузки, и тем самым рассчитывается масса ms конуса 14 из сыпучего груза.

[21] На основании рассчитанной плотности сыпучего груза с использованием величин объема Vs и массы ms рассчитывается относительно максимально допустимой общей массы загрузки ms для грузового вагона 1 максимальная высота сыпучего груза или же максимальная степень наполнения hx конуса 14 из сыпучего груза. Как только достигается максимальная высота сыпучего груза, автоматически включается привод днищевого ленточного транспортера 6, в результате чего горка 14 из сыпучего груза продвигается вперед от места погрузки 11 в направлении транспортировки 8 относительно накопителя 5 сыпучего груза.

[22] Этот процесс повторяется до тех пор, пока первоначально полученный первый конус 14 из сыпучего груза не достигнет переднего конца днищевого ленточного транспортера 6. Это поэтапное движение днищевого ленточного транспортера 6 регулируется автоматически таким образом, что достигается допустимая максимальная масса загрузки mmax при полной загрузке накопителя 5 сыпучим грузом.

[23] Тем самым может оптимально использоваться загрузочная мощность без недопустимой при этом перегрузки на ось или же без опасной перегрузки грузового вагона. При этом может надежно обеспечиваться оптимальное распределение накопленного сыпучего груза по всей длине накопителя 5 сыпучего груза.

[24] Достижение максимально допустимой загрузки фиксируется для обслуживающего персонала оптически или акустически на грузовом вагоне 1. В случае перегрузки может дополнительно посылаться в качестве фиксирующего сигнала текстовое сообщение на смонтированный на вагоне телевизионный модуль или на несколько заранее определенных телефонных номеров. С помощью установленных на каждом вагоне приемников GPS определяется направление рабочего движения вагона, существует также возможность однозначно добавлять актуальное значение загружаемой массы, а также возможное превышение ее значения на месте, определенном GPS.

Согласно способу на основании значений объема V_s и массы m_s вычисляется плотность сыпучего груза и рассчитывается максимальная высота конуса (14) из сыпучего груза относительно максимально допустимой общей загружаемой массы m_max для железнодорожного вагона (1). Движение сыпучего груза регулируется автоматически от места его загрузки (11) при достижении для железнодорожного состава (1) максимально допустимой общей загрузочной массы m_max. Железнодорожный состав обеспечивает осуществление указанного способа. Изобретения обеспечивают максимальное заполнение при устранении перегрузок на оси. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ загрузки железнодорожного состава (1) сыпучим грузом, причем этот состав после образования конуса (14) из сыпучего груза определенной высоты h_s перемещается в направлении транспортировки (8) или же в продольном направлении состава относительно накопителя (5) сыпучего груза от места загрузки (11) и образуется новый конус (14) из сыпучего груза, отличающийся следующими этапами:

a) с учетом высоты h_s сыпучего груза рассчитывают объем V_s образованного в области загрузки (11) конуса (14) из сыпучего груза,

b) на рельсовом ходовом механизме (2), на который опирается грузовой вагон (1), замеряют воздействующее усилие, вызванное загрузкой, и тем самым рассчитывают массу m_s конуса (14) из сыпучего груза,

c) с помощью рассчитанной на основании объема V_s и массы m_s плотности сыпучего груза рассчитывают максимальную высоту конуса (14) из сыпучего груза относительно допустимой максимальной общей загружаемой массы m_s для грузового вагона (1) и по выбору эти данные показывают обслуживающему персоналу и/или автоматически управляют движением сыпучего материала от места загрузки (11) для достижения максимально допустимой общей массы загрузки m_max.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после достижения максимально допустимой массы загрузки m_max останавливается автоматически движение, а также загрузка.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что возникающее в результате загрузки воздействие усилия определяется путем измерения прогиба в рельсовом ходовом механизме (2).

4. Железнодорожный состав для осуществления способа по одному из пп. 1-3, имеющий раму (4) грузового вагона, опирающуюся на перемещающийся по рельсовому пути рельсовый ходовой механизм (2), причем каждый грузовой вагон имеет следующие признаки:

a) установлена поворотная рама (15) для размещения двух разнесенных друг от друга в продольном направлении (16) комплектов колес (17),

b) поворотная рама (15) состоит из двух рамных продольных опор (20), имеющих каждая по осевой опоре (19) для размещения комплектов колес (17) и разнесенных друг от друга относительно оси вращения (18) комплектов колес (17),

c) обе рамные продольные опоры (20) соединены между собой между двумя комплектами колес (17) с помощью рамной поперечной опоры (21),

d) на поворотной раме (15) расположены тензодатчики (22) для измерения прогиба рамы, отличающийся тем, что на каждой рамной продольной опоре (20) соответственно между рамной поперечной опорой (21) и осевым подшипником (19) граничного комплекта колес (17) расположен тензодатчик (22).

5. Железнодорожный состав по п. 4, отличающийся тем, что на каждой рамной продольной опоре (20) установлен собственно один единственный тензодатчик (22), причем оба тензодатчика (22) размещены смещенными относительно друг друга в поперечном направлении параллельно оси вращения (18).

6. Железнодорожный состав по п. 4 или 5, отличающийся тем, что тензодатчик (22) крепится в одном месте на рамной продольной опоре (20), в котором проходит главный поток сил, проходящий в продольном направлении рамной продольной опоры (20) и имеющий минимальное воздействие в поперечном направлении.

7. Железнодорожный состав для осуществления способа по одному из пп. 1-3, имеющий раму (4) грузового вагона, опирающуюся на перемещающийся по рельсовому пути рельсовый ходовой механизм (2), причем каждый рельсовый ходовой механизм (2) имеет следующие признаки:

a) установлена поворотная рама (15), предназначенная для установки двух комплектов колес (17), разнесенных между собой в продольном направлении (16),

b) поворотная рама (15) состоит из двух рамных продольных опор (20), каждая из которых имеет осевой подшипник (19) для установки комплектов колес (17) и которые разнесены между собой относительно оси вращения (18) комплекта колес (17),

c) обе продольные рамные опоры (20) соединены друг с другом между обоими комплектами колес (17) с помощью рамной поперечной опоры (21),

d) две расположенные на расстоянии друг от друга относительно продольного направления (16) поворотные рамы (15) соединены с помощью поворотной цапфы (23) с рамным мостиком (24), который имеет центральный поворотный круг (23) для соединения с рамой (4) грузового вагона, расположенный между поворотными цапфами (23) поворотной рамы (15),

(е) для определения прогиба рамы имеются тензодатчики (22),

отличающийся тем, что на рамном мостике (24) соответственно между центральным поворотным кругом (23) и соседней поворотной цапфой (23) граничной поворотной рамы (15) располагается тензодатчик (22).

8. Железнодорожный состав по п. 7, отличающийся тем, что на рамном мостике (24) расположены два тензодатчика (22), причем оба тензодатчика (22) расположены смещенными относительно друг друга в поперечном направлении параллельно относительно оси вращения (18).