УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ПОЛУВАГОНОВ ОТ ОСТАТКОВ РАЗЛИЧНЫХ ГРУЗОВ И СНЕГА Российский патент 2023 года по МПК B60S3/00 B65G69/18 

Область техники

Заявляемое техническое решение относиться к транспортным средствам, а именно к железнодорожному оборудованию, которое обеспечивает сухую очистку внутренних боковых стенок и днищ полувагонов от остатков различных грузов (в т.ч. угля, нерудных материалов, древесины и т.п.), снега, пыли и других загрязнений.

Уровень техники

Известно устройство для очистки полувагонов (SU1751007A1 от 15.11.1988, класс МПК B60S 3/00), состоящее из портала, тележки с лебедкой, которые имеют возможность передвижения по порталу перпендикулярно реи полувагона. На раме тележки шарнирно закреплены рычаги, которые вторыми концами шарнирно соединены с рычагами, к которым прикреплен очистной механизм. На раме тележки установлены блоки, в месте соединения рычагов - блоки, на рычаге - блок. Трос лебедки запасован через блоки, а конец закреплен на раме тележки. Портал и тележку устанавливают над полувагоном, включают лебедку, которая начинает сматывать с барабана запасованный вокруг блоков и прикрепленный к раме тележки трос. При этом рычаг, поворачиваясь вокруг оси, опускает рычаг с очистительным механизмом на пол полувагона. После этого включают привод очистительного механизма, который счищает остатки материала. По мере чистки передвигают портал и тележку и сбрасывают остатки в люк полувагона. После окончания чистки полувагона поднимают очистительных механизм и отводят портал к следующему полувагону.

Недостатком технического решения является быстрый износ щеток из-за отсутствия контроля их прижатия. За счет того, что тележка щеточного механизма опирается роликами на пол полувагона, который имеет сложный волнистый профиль, ее движение неравномерно, что приводит к низкому качеству уборки. Кроме того, как показывает практика, отсутствует возможность подметания боковых стенок вагона и сбора (отсоса) смета собранного остатка груза.

Известна установка очистки полувагонов - щеточная машина ЩМ110 (электронное депонирование, интернет-источник http://penzatehnomash.ru/catalog/porgruz-razgruz/schm-110/?yclid=16387832947620184063), предназначенная для очистки внутреннего пространства кузова полувагона после рыхления и разгрузки навалочных сыпучих и смерзшихся материалов (щебень, уголь, руда, остатки металлолома и сопутствующего мусора и пр.). Установка очистки полувагонов состоит из подвижного портала, щетки и механизма ее подъема. Щеточную машину ЩМ-110 ставят над полувагоном. Включают механизм вращения щетки, ее опускают вдоль борта в один из торцевых углов полувагона, у которого предварительно открывают последнюю пару люков с противоположной стороны. Портал передвигается вдоль вагона и тянет за собой вращающуюся щетку, сгребающую остатки материала, который высыпается через открытые люки. После окончания очистки полувагона, поднимают очистительный механизм и отводят портал к следующему полувагону. При необходимости цикл повторяют. Щеточная машина комплектуется двумя типами щетки: для остатков сыпучих материалов и для остатков металлолома и смерзшихся материалов. Кроме того, возможна установка системы подавления пыли, вакуум-отсосом, а также системы гидравлической доочистки полувагонов.

Недостатком данной установки является, как показывает практика, отсутствие возможности подметания боковых стенок вагона и сбора (отсоса) смета и собранного остатка от перевозимого груза, что приводит к неудобству использования данного устройства, связанным с необходимостью использования ручного труда (уборка остатка груза).

Известен, также еще один щеточный очиститель, производства компании SIA „INDUSTRYPROF Latvia" (электронное депонирование, интернет-источник https://industryprof.net/?page_id=537), предназначенный для очистки вагонов открытого типа (полувагонов) от остатков угольной пыли в вагоне. Заявленный очиститель крепится к дополнительному оборудованию, такому как кран с грузоподъемностью до 5 т. На верхней кромке полувагона щеточный очиститель опирается на стенки вагона (как на направляющие). Верхний край полувагона используется для перемещения щеточного очистителя с одного конца вагона на другой. В качестве привода для перемещения очистителя используется кран. Пылесос состоит из двух щеток для очистки боковых краев вагона и одной большой для очистки пола. В результате щеточный очиститель очищает боковые кромки вагона, пол и углы в продольном направлении. Пыль и фракции угля крупностью до 80 мм выталкиваются в противоположный конец вагона, где ссыпаются в крайний открытый люк полувагона, либо забирается ковшом грейфера. Привод щеточного очистителя обеспечивается гидромоторами, установленными на щетках. Постоянное необходимое прижатие боковых и донной щеток регулируется автоматически независимо от типоразмера обрабатываемого вагона как по ширине, так и по высоте борта, а также не зависит от износа щеток. Применение автономного перегружателя с интегрированной гидравлической системой, от которой питается щеточный очиститель в качестве носителя, позволяет выполнять работы по очистке вагонов в любом месте. Указанная установка взята за прототип.

Недостатком данного щеточного очистителя является пыление, так как в данном щеточном очистителе не предусмотрены системы аспирации пыли и/или смачивания поверхностей во время очистки, что ведет к неудобству использования.

Кроме того, есть следующие недостатки:

- отсутствие системы сбора (отсоса) подметаемого смета, что не позволяет полностью очистить глуходонные полувагоны (без донных люков), при этом для вагонов с луками требуется дополнительна операция открытия/закрытия люков;

- система прижатия щеток, выполненная на базе большого количества рычагов и балансиров, которые соединены между собой шарнирно, что в условиях высокой запыленности и без должного обслуживания будет приводить к частому выходу из строя, трудоемкому обслуживанию большого количества подшипниковых узлов.

Задачей заявляемого технического решения является разработка многофункционального устройства обеспечивающего более качественную очистку полувагонов от остатков ранее перевозимых грузов и снега, за счет совмещения в одном устройстве функций сбора и удаления смета (остатков от перевозимого груза), а также аспирации /смачивания пыли с одновременным обеспечением экологичности работ.

Раскрытие сущности технического решения

Технический результат вышеприведенной задачи, решается за счет разработки устройства для очистки полувагонов включающее в себя сам щеточный очиститель, состоящий из рамы, вертикальных и горизонтального щеточных валов, каждый из которых выполнен с гидромотором, где дополнительно введенные системы отсоса и орошения встроены в устройство очистки и закреплены на его раме, при этом система орошения состоит из гидро-пневмоаккумуляторов, распыляющих форсунок и связующих трубопроводов.

Указанное техническое решение позволяет снизить образование пылевого облака в зоне работы устройства очистки, что обеспечивает экологичность производимых работ.

Для реализации технического результаты система отсоса выполнена в двух вариантах, где

в первом варианте, состоит из заборного патрубка, совершающего возвратно-вращательное движение в зоне образования смета, между боковых щеточных валов и магистрального трубопровода, по которому сметенные остатки груза от заборного патрубка поступают в вакуумно-отсасывающее устройство.

во втором варианте, состоит из вытяжного зонта, закрепленного в зоне интенсивного пыления между боковых щеточных валов, и магистрального трубопровода, по которому отсасываемая пыль от заборного зонта подается в вакуумно-отсасывающее устройство, при этом узкая выходная часть вытяжного зонта присоединена к магистральному трубопроводу, а широкая выполнена по ширине горизонтального щеточного вала и накрывает собой всю зону, в которой при работе образуется интенсивное образование пыли, препятствуя выходу больших объемов пыли во внешнюю среду.

Указанное техническое решение позволяет во время подметания остатков груза сразу отсасывать их из зоны сбора и направлять в сборный бункер, тем самым снижая потери перевозимого груза.

Возможен вариант технического решения, где система орошения может быть выполнена автономной, за счет использования автономного источника электричества, например, аккумуляторов, батарей и тому подобное. Указанное техническое решение обеспечивает возможность использования устройства в местах, где возможность подключения электричества отсутствует.

Возможен вариант технического решения, где заборный патрубок, представляет собой изогнутый трубопровод, один конец которого шарнирно соединен с магистральным трубопроводом, а второй конец имеет площадь сечения входного отверстия не более минимальной площади проходного сечения магистрального трубопровода и совершает относительно шарнирного соединения возвратно-вращательные движения в промежутке между вертикальными щеточными валами, при этом входное отверстие располагается на минимальном расстоянии от сметаемых остатков, что позволяет отсосать максимально-возможное их количество. Указанное техническое решение позволяет снизить образование пылевого облака в зоне работы устройства очистки чем обеспечивается экологичность производимых работ.

Возможен вариант технического решения, где заборный патрубок соединен с магистральным трубопроводом через подвижное соединение типа «труба в трубе», позволяющее адаптироваться под разную глубину полувагонов, а внешняя часть магистрального трубопровода выполнена гибкой.

Возможен вариант технического решения, где вакуумно-отсасывающее устройство может быть выполнено встроено в устройство очистки и закреплено на его раме.

Возможен вариант технического решения, где вакуумно-отсасывающее устройство, создающее всасывающий поток воздуха и имеющее бункер сбора, может быть выполнено внешним или стационарным, или установленный и на подвижном носителе, например, автомобильном шасси.

Указанные технические решения обеспечивают возможность использования на различных видах блочно-модульного оборудования, участвующего в технологических операциях обслуживания ж.-д. цистерн, имеющего возможность быстрого перебазирования на другие площадки без обустройства фундаментов.

Краткий перечень чертежей

Дополнительно отмечаем, что приложенные рисунки на фиг. 1 - 2, показывают наиболее предпочтительный вариант выполнения технического решения и не могут рассматриваться в качестве ограничения содержания технического решения, которое включает и другие варианты осуществления.

на фиг. 1 - щеточный очиститель;

на фиг. 2 - вариант использования устройство щеточного комбайна 1, где

поз. 1 - щеточный очиститель - выполнен в виде устройства, предназначенного для очистки стенок и дна полувагонов от остатков перевозимого груза, снега и пр. сыпучего материала;

поз. 2 - рама с механизмом адаптации глубины обработки, выполнена в виде металлического каркаса с закрепленными на нем направляющими и механизмами.

поз. 3 - опорные и центрирующие ролики рамы 2- представляют собой стальные ролики на подшипниках, закрепленные на коротких плечах зубчатых секторов, длина роликов выбрана с учетом адаптации под широкий диапазон размеров существующих полувагонов.

поз. 4 - заборное вакуумное устройство - представляет собой систему вакуумных магистралей и воздухозаборников для отсоса запыленного воздуха из зоны подметания либо остатков сметаемого остатка от перевозимого ранее груза и подачи его во внешнюю вакуумно-всасывающую установку,

поз. 5 - горизонтальный щеточный вал - представляет собой стальной вал, на котором набраны секционные щеточные сегменты с полипропиленовым или стальным ворсом,

поз. 6 - вертикальный щеточный вал - представляет собой стальной вал, на котором набраны секционные щеточные сегменты с полипропиленовым или стальным ворсом.

поз. 7 - система орошения - представляет собой систему, состоящую из гидро-пневмоаккумуляторов, форсунок распыления и связующих трубопроводов,

поз. 8 - гидромоторы - представляет собой приводные гидравлические механизмы, обеспечивающие заданную скорость вращения щеточных валов,

поз. 9 - перегружатель - представляет собой самоходный автономный грузоподъемный механизм с требуемой грузоподъемностью и встроенным гидроприводом с требуемой производительностью,

поз. 10 - вакуумно-всасывающая установка - представляет собой либо стационарный промышленный пылесос, либо автономный пылесос на передвижном носителе (например, автомобильном шасси) с требуемой производительностью и имеющая бункер для сбора отсасываемой пыли или сметаемого остатка от перевозимого ранее груза.

Осуществление технического решения

Заявляемое устройство очистки полувагонов предназначено для подметания продукта, представляющего собой остатки перевозимого ранее груза - это может быть и мусор или ценный продукт. Мусор утилизируется, а заявляемое техническое решение направлено на сбор чистого продукта.

На фиг. 1-2 показана работа устройства очистки полувагонов, предназначенное для работы с полувагонами широкого перечня моделей, отличающихся как шириной, так и высотой борта. При этом центрирование и настройка горизонтального 5 и вертикальных 6 щеточных валов, совмещенных с щетками, производится автоматически при установке самого устройства на полувагон.

Необходимое давление на щетки, расположенные на горизонтальном 5 и вертикальном 6 щеточном валах, создается за счет массы подвеса, при этом для исключения сильного износа этих щеток от избыточного давления на них масса подвеса регулируется при помощи противовеса.

Конструкция механизма центрирования и вывешивания щеток, расположенных на горизонтальном 5 и вертикальном 6 щеточном валах позволяет исключить влияние изменяющихся размеров вагонов на силу прижатия таких щеток. Данный механизм выполнен в виде двух зубчатых секторов и системы рычагов. На коротких плечах двух зеркально расположенных зубчатых секторов установлены опорные и центрирующие ролики 3, которые при опускании на борт вагона передают воздействие от массы щеточного очистителя 1 и выравнивают его внутри вагона. Горизонтальный щеточный вал 5 опускается на дно вагона и прижимается с постоянным усилием, настроенным при помощи противовеса. Вертикальные щетки 6 прижимаются к бортам вагона посредством воздействия через рычаги верхней траверсы, перемещающейся вертикально в направляющих рамы 2. При поднимании щеточного очистителя 1 из вагона сначала поднимается верхняя траверса, которая складывает боковые щетки 5 и 6, в гаражное положение и после этого начинает подниматься рама 2 и приводятся в исходное положение зубчатые сектора.

Устройство очистки полувагонов от остатков ранее перевозимого груза состоит из щеточного очистителя 1 и носителя, в качестве которого может использоваться серийно выпускаемый перегружатель 9.

При необходимости щеточный очиститель 1 может быть подключен к вакуумно-всасывающей установке 10, в том числе на автомобильном шасси. В зависимости от мощности применяемой вакуумно-всасывающей установки 10, а также от вида заборного устройства может осуществляться либо отсос смета, либо аспирация пыли, образующейся при работе. Подключение щеточного очистителя 1 к вакуумно-всасывающей установке 10 осуществляется при помощи гибкого магистрального трубопровода, обеспечивающего рабочую зону в пределах длины одного вагона. Внутри рамы очистителя проложен магистральный воздушный трубопровод и соединен с заборным устройством, в качестве которого выступает либо неподвижно закрепленный на раме вытяжной зонт (на фиг. не показан) для аспирации (Фиг. 1), либо заборный патрубок (на фиг. не показан), который совершает возвратно-вращательное движение в промежутке между двумя боковыми щетками (Фиг. 3) и обеспечивает отсос сметаемого остатка от перевозимого ранее груза (смета).

Вытяжной зонт применяется в случаях, когда требуется обеспечить аспирацию, т.е. удаление образующегося при работе устройства пылевого облака без удаления смета, тем самым обеспечивая экологичность данных работ, и в случаях, когда невозможно обеспечить применение мощных вакуумных систем отсоса. Пылевое облако образуется по всей ширине горизонтального щеточного вала, поэтому ширина зонта сопоставима с размерами щеточного вала.

Заборный патрубок применяется только в случаях, когда необходимо собрать остатки ценного груза, уменьшив тем самым его потери. Малое сечение входного отверстия обусловлено необходимостью создания высокой мощности отсоса, в том числе для возможности отсоса относительно крупных фрагментов груза, соизмеримых с размером входного сечения. Орошение для снижения пыления может применяться в обоих случаях.

Для очистки в обрабатываемый вагон на специальном подвесе, при помощи стрелы перегружателя 9 помещается щеточный очиститель 1, оснащенный горизонтальным 5 и вертикальным 6 щеточными валами.

После запуска щеточный очиститель 1 совершает поступательное движение в пределах полувагона и осуществляет его очистку. По окончании очистки, щеточный комбайн 1 переставляется в следующий вагон. Остатки перевозимого ранее груза сметаются щетками 6 в одну ограниченную зону, откуда могут быть сброшены в крайний люк или собраны грейфером, а при подключении к вакуумно-всасывающей установке 10, за счет создаваемого вакуумным агрегатом разряжения - могут отводятся в бункер-накопитель.

Для смачивания сметаемого продукта (в случае повышенного его пыления) щеточный комбайн 1 дополнительно оснащается автономной системой орошения 7, которая установлена в полостях рамы очистителя, состоит из гидропневмоаккумуляторов трубопроводов и распыляющие форсунок и работает следующим образом: перед началом работы гидропневмоаккумуляторы заправляются жидкостью и заполняются сжатым воздухом через быстроразъемные штуцера от внешних источников. При начале работы щеточных валов автоматически открывается клапан, подающий жидкость от гидропневмоаккумуляторов на распыляющие форсунки. За счет запасенной энергии сжатого воздуха жидкость подается на форсунки и распыляется в зоне пыления. При завершении вращения щеточных валов клапан подачи жидкости автоматически закрывается. Расходные характеристики и объем гидропневмоаккумуляторов рассчитаны на несколько часов работы, что позволяет обработать более 20-ти вагонов без дозаправки.

Применение данного щеточного очистителя 1 позволяет производить качественную очистку внутренних поверхностей кузовов полувагонов без дополнительных операций открывания люков или ручной выгрузки смета и свести к минимуму пыление и длительность процесса очистки вагона.

Изобретение относится к устройствам сухой очистки внутренних боковых стенок и днищ полувагонов от остатков различных грузов, снега, пыли и других загрязнений. Устройство для очистки полувагонов включает щеточный очиститель (1), состоящий из рамы (2), вертикальных (6) и горизонтального (5) щеточных валов, каждый из которых выполнен с гидромотором, системы отсоса и орошения (7), встроенные в устройство очистки и закрепленные на его раме (2). Система орошения состоит из гидропневмоаккумуляторов, распыляющих форсунок и связующих трубопроводов. Система отсоса для сметаемых остатков от перевозимого ранее груза состоит из заборного патрубка, совершающего возвратно-вращательное движение в зоне образования смета между боковых щеточных валов, и магистрального трубопровода. Система отсоса для пыли состоит из вытяжного зонта, закрепленного в зоне интенсивного пыления между боковых щеточных валов, и магистрального трубопровода. Вакуумно-всасывающая установка может быть встроена в устройство очистки и неподвижно закреплена на его раме или выполнена внешней или стационарной, или установлена на подвижном носителе. Изобретение повышает качество очистки полувагонов от остатков ранее перевозимых грузов и снега за счет совмещения в одном устройстве функций сбора и удаления смета - остатков от перевозимого груза, а также аспирации/смачивания пыли с одновременным обеспечением экологичности работ. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство очистки полувагонов, включающее в себя щеточный очиститель, состоящий из рамы, вертикальных и горизонтального щеточных валов, каждый из которых выполнен с гидромотором, отличающееся тем, что дополнительно введенные системы отсоса и орошения встроены в устройство очистки и закреплены на его раме, при этом система орошения состоит из гидропневмоаккумуляторов, распыляющих форсунок и связующих трубопроводов, а подключение щеточного очистителя к вакуумно-всасывающей установке осуществляется при помощи гибкого магистрального трубопровода, обеспечивающего рабочую зону в пределах длины одного вагона.

2. Система отсоса для сметаемых остатков от перевозимого ранее груза для использования в устройстве по п. 1, состоящая из заборного патрубка, совершающего возвратно-вращательное движение в зоне образования смета между боковых щеточных валов, и магистрального трубопровода, по которому сметенные остатки груза от заборного патрубка поступают в вакуумно-всасывающую установку.

3. Система отсоса для пыли для использования в устройстве по п. 1, состоящая из вытяжного зонта, обеспечивающего удаление образующегося при работе устройства пылевого облака без удаления смета и закрепленного в зоне интенсивного пыления между боковых щеточных валов, и магистрального трубопровода, по которому отсасываемая пыль от заборного зонта подается в вакуумно-всасывающую установку, при этом узкая выходная часть вытяжного зонта присоединена к магистральному трубопроводу, а широкая выполнена по ширине горизонтального щеточного вала и накрывает собой всю зону, в которой при работе образуется интенсивное образование пыли, препятствуя выходу больших объемов пыли во внешнюю среду, при этом вакуумно-всасывающая установка встроена в устройство очистки и неподвижно закреплена на его раме.

4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что заборный патрубок соединен с магистральным трубопроводом через подвижное соединение типа «труба в трубе», позволяющее адаптироваться под разную глубину полувагонов, а внешняя часть магистрального трубопровода выполнена гибкой.

5. Система по п. 2, отличающаяся тем, что заборный патрубок представляет собой изогнутый трубопровод, один конец которого шарнирно соединен с магистральным трубопроводом, а второй конец имеет площадь сечения входного отверстия не более минимальной площади проходного сечения магистрального трубопровода, и совершает относительно шарнирного соединения возвратно-вращательные движения в промежутке между вертикальными щеточными валами, при этом входное отверстие располагается на минимальном расстоянии от сметаемых остатков, что позволяет отсосать максимально возможное их количество.