Щебнеочистительная машина Российский патент 2024 года по МПК E01B27/06 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к машинам для очистки балластного слоя железнодорожного пути.

Известна щебнеочистительная машина ЩОМ-1200ПУ («Путевые машины» М.В. Попович, В.М. Бугаенко, Б.Г. Волковойнов, М, Желдориздат 2007 г.).

Данная машина содержит экипажную часть в виде рамы, опирающейся на ходовые тележки, выгребное устройство с комплектом подпутных балок, вибрационный грохот, подвижный конвейер подачи вырезанного балласта, конвейер отвода засорителей, поворотный транспортер, транспортер отвода очищенного щебня с накопительным бункером и основной бункер-распределитель для послойной укладки мелкой и крупной фракции очищенного щебня в путь.

Грохот трехъярусный, у которого два верхних сита выполняют роль классификатора, выделяя крупную фракцию для последующей укладки ее поверх мелкой фракции с нижнего сита грохота.

Энергопитание и передвижение машины осуществляется от тягово-энергетической установки.

Грохот установлен в средней части машины над кабиной управления, что позволяет потоки очищенного щебня направлять непосредственно в бункер для укладки в путь.

Несмотря на определенные преимущества, данная машина обладает и существенными недостатками, а именно:

- Наличие тягово-энергетической установки удорожает машинный комплекс и увеличивает количество обслуживающего персонала.

- Среднее расположение грохота над кабиной оператора накладывает жесткие габаритные ограничения на его размеры, что вынуждает устанавливать нижнее сито с ячейкой 32×32 мм или 36×36 мм для повышения производительности и рабочей скорости машины.

При этом ценная фракция щебня от 20 до 35 мм уходит в засорители, тем самым выхолащивая саму идею послойного распределения очищенного щебня по высоте балластной призмы.

Данные недостатки частично устранены в щебнеочистительной машине RU 164469 U1 от 2016.02.02, принятой за прототип, которая фактически является модификацией машины ЩОМ-1200ПУ с собственной силовой установкой и приводными тележками, что позволяет отказаться от тягово-энергетической установки и сократить количество обслуживающего персонала.

При этом остается главный недостаток.

В погоне за достижением высокой поступательной скорости и, как следствие, высокой производительности машины, приходится преодолевать два сдерживающих фактора:

- Ограниченная пропускная способность рабочего желоба выгребного устройства.

- Ограниченная пропускная способность нижнего сита грохота.

Первое ограничение частично преодолевается за счет повышения скорости резания баровой цепи. При этом значительно снижается ресурс рабочего органа и повышается энергоемкость процесса вырезки балласта.

Преодоление второго ограничения вынуждает повышать пропускную способность нижнего сита грохота. Это может быть достигнуто либо увеличением площади сита, либо укрупнением его ячейки.

При среднем расположении грохота невозможно увеличить его габариты, оставшись при этом в транспортном железнодорожном габарите.

Нижние сита грохотов современных щебнеочистительных машин имеют размер ячейки не менее 32×32 мм.

При этом гранулометрический состав щебня качественно уложенной балластной призмы включает фракции от 20 до 60 мм. При принятой в настоящее время конструкции грохотов фракция от 20 до 35 мм через засоритель уходит в отвал. Иногда годная фракция занимает до 30 процентов в объеме вывозимых засорителей.

Для восполнения объема балластной призмы из хоппер-дозаторов добавляют новый щебень, что ведет к перерасходу ценного щебня твердых пород.

В эпоху внедрения ресурсосберегающих технологий такой экстенсивный путь развития неприемлем.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества очистки и экономия балластных материалов железнодорожного пути.

Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка щебнеочистительной машины со сбалансированным сочетанием высокой производительности и оптимальными показателями качества рассева и повторного использования балластных материалов при реализации достаточно простой одномодульной компоновочной схемы.

Данный технический результат достигается тем, что щебнеочистительная машина содержит опирающуюся на ходовые тележки, как минимум одна из которых самоходная, пространственную балочно-хребтовую несущую раму, смонтированные в передней части рамы поворотный транспортер, транспортер сбора засорителей, виброгрохот и гидростанцию, смонтированные в задней части рамы выгребное устройство, силовую установку, бункерную систему распределения очищенного щебня, а также смонтированные в середине пробивщик шпальных ящиков, подъемно-рихтовочное устройство, кабину управления и конвейеры подачи очищенного щебня, а также подвижный загрузочный конвейер.

При этом виброгрохот снабжен двумя парами расположенных последовательно просеивающих поверхностей, при чем два верхних сита связаны с конвейером подачи крупной фракции щебня, а два нижних- с конвейером подачи мелкой фракции щебня в зону укладки.

Конвейеры подачи очищенного щебня располагаются по бокам от хребтовой несущей рамы вдоль продольной оси машины с внешней стороны.

При такой конструкции конвейеры подачи очищенного щебня заполняют бункерную систему распределения последовательно, осуществляя послойную укладку сначала мелкой, а затем крупной фракции очищенного щебня в путь.

Кроме того, загрузочный конвейер снабжен плужковым рассекателем, установленным в зоне траектории выгрузки материала, что позволяет разбить струю материала на несколько потоков и снизить ее кинетическую энергию.

Данное мероприятие позволяет повысить эффективность рассева материала на верхнем сите и снизить его абразивный износ.

Для повышения безопасности и уровня комфорта оператора кабина управления вынесена из опасной зоны работы выгребного устройства и снабжена системой промышленного зрения для обзора рабочей зоны, а также передней и задней панорамы при передвижении машины в рабочем режиме.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид щебнеочистительной машины, вид сбоку.

На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 по лоткам приема очищенного щебня с грохота.

На фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 по распределительным лоткам очищенного щебня и бункеру-дозатору.

На фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1 по конвейерной системе подачи вырезанного и очищенного балласта.

На фиг. 6 - зона Г на фиг. 1 по зоне загрузки верхнего сита грохота.

Щебнеочистительная машина содержит пространственную хребтово-балочную несущую раму 1, опирающуюся на переднюю ходовую 2 и заднюю приводную 3 тележки, установленные в передней части рамы поворотный транспортер 4 для удаления засорителей в спецсостав либо в отвал, конвейер сбора засорителей 5, четырехситный виброгрохот 6 с системой горизонтирования, расположенный позади грохота приемный лоток 7 для вырезанного балласта и смонтированные на выходе из сит грохота приемные лотки 8 и 9 для очищенного щебня мелкой и крупной фракции соответственно.

В задней части машины расположена силовая установка 10 и электроаппаратура.

В задней части рамы смонтирован также портал 11, несущий выгребное устройство 12.

В средней части машины под хребтовой балкой несущей рамы смонтированы подъемно-рихтовочное устройство 13, пробивщик шпальных ящиков 14, крепление подпутной балки выгребного устройства в транспортном положении и электротали для ее зарядки под путевую решетку при приведении машины в рабочее положение.

Непосредственно за выгребным устройством расположен двухсекционный подъемный бункер-дозатор 15 с системой распределительных заслонок для укладки двух потоков очищенного щебня под путевую решетку. Над бункером-дозатором смонтированы направляющие лотки 16 и 17 для приема и распределения потоков очищенного щебня мелкой и крупной фракции соответственно.

По бокам хребтовой несущей рамы смонтированы конвейеры 18 и 19 для передачи очищенного щебня соответственно мелкой и крупной фракции в направляющие лотки 16 и 17.

В верхней части несущей рамы на роликовых направляющих смонтирован с возможностью продольного перемещения загрузочный конвейер 20, предназначенный для передачи вырезанного выгребным устройством балласта либо на грохот для его очистки, либо в приемный лоток 7 для его удаления, минуя грохот.

Для повышения эффективности рассева материала на верхнем сите грохота, а также снижения кинетической энергии потока материала в целях уменьшения абразивного износа сит и лотков на загрузочном конвейере в зоне выгрузки материала смонтирован клиновый рассекатель 21 (фиг. 5) из износостойкого материала.

Машина оборудована кабиной оператора 22 с системой промышленного зрения для наблюдения за рабочей зоной, а также передней и задней панорамами.

В передней части машины смонтировано гидрооборудование 23.

На желобах выгребного устройства в зоне подпутной балки предусмотрена установка укладки геотекстиля 24.

Щебнеочистительная машина в составе комплекса работает следующим образом:

- Машинный комплекс, состоящий из состава для засорителей, щебнеочистительной машины, хоппер-дозаторов, выправочно-подбивочной машины и других машин, тепловозом доставляется к месту проведения работ.

Далее щебнеочистительная машина с прицепленным впереди составом для засорителей своим ходом подъезжает к заранее подготовленной яме для зарядки подпутной балки выгребного устройства.

Помощники машиниста снимают транспортные крепления и приводят в рабочее положение узлы и механизмы.

Затем под вывешенную рельсо-шпальную решетку опускается подпутная балка с куском выгребной цепи и объединяется в одно целое с холостым и рабочим желобом выгребного устройства.

Затем производится последовательный запуск конвейерной системы, виброгрохота и выгребного устройства. Машина начинает рабочее движение.

При этом материал с сит грохота поступает по передаточным конвейерам, расположенным по бокам машины, через направляющие лотки в бункер-дозатор, создавая запас очищенного щебня для засыпки ямы.

При прохождении некоторого расстояния машина останавливается и производится установка рулонов с геотекстилем сзади подпутной балки выгребного устройства. Далее машина продолжает движение.

При этом выгребное устройство вырезает старый балласт из-под путевой решетки, пробивщик шпальных ящиков обрушает зависший между шпалами балласт в зону резания выгребной цепи, подъемно-рихтовочное устройство фиксирует рельсо-шпальную решетку.

Вырезанный балласт из выгребного устройства поступает на загрузочный конвейер и далее на верхнее сито виброгрохота. При этом поток материала разбивается рассекателем, значительно увеличивая интенсивность рассева, что способствует повышению производительности и снижению износа сит.

Далее очищенный щебень, прошедший два верхних сита и имеющий крупность от 60 до 40 мм по соответствующему лотку, поступает на правый по ходу движения машины конвейер, а щебень, прошедший на третье и четвертое сито и имеющий крупность менее 40 и до 25 мм, поступает на левый по ходу движения конвейер и затем очищенный и разделенный на фракции щебень по соответствующим лоткам поступает в бункер-дозатор.

При этом мелкая фракция укладывается впереди крупной.

Системой распределительных заслонок потоки щебня регулируются в поперечном направлении, осуществляя управление дозированием укладываемого под шпалы очищенного щебня.

При наклоне машины в случае прохода кривых участков пути сита грохота остаются в горизонтальной плоскости благодаря автоматической системе с маятниковым датчиком.

Прошедший сквозь все четыре сита материал имеет крупность менее 25 мм и классифицируется как «засоритель».

Данный материал поступает на собирающий конвейер под грохотом и далее на поворотный транспортер, а затем в спецсостав для вывоза.

По мере заполнения материалом всех вагонов спецсостав отцепляют и увозят к месту разгрузки. При этом машина продолжает работать, направляя засоритель в отвал через поворотный транспортер.

Выгруженный из спецсостава материал на стационарной базе подвергается дальнейшему рассеву на фракции от 2 до 25 мм и используется как исходное сырье при производстве стройматериалов.

Так на деле внедряются ресурсосберегающие технологии.

При необходимости вырезки старого балласта без его очистки для последующей замены на новый балласт загрузочный конвейер перемещается в переднее положение, и материал, минуя грохот по лотку, поступает на конвейер сбора засорителей и поворотный транспортер.

Контроль за всеми процессами осуществляет оператор дистанционно, находясь в кабине управления вне опасной зоны работы выгребного устройства. Кабина шумо- и виброизолирована и обладает современным уровнем комфорта для работы машиниста.

При окончании работы все узлы и механизмы приводятся в транспортное положение, машина своим ходом покидает место проведения работ, и далее после прохода остальных машин комплекса тепловоз вывозит отработавший машинный комплекс с перегона.

Ожидаемая производительность данной щебнеочистительной машины до 1200 м³/час. Мощность силовой установки 630 кВт. Мощность привода выгребного устройства 315 кВт. Площадь просеивающих поверхностей сит 31 м². Снаряженная масса не более 125 т. Количество обслуживающего персонала 3 чел.

Применение данной щебнеочистительной машины позволяет рационально использовать балластный материал при сохранении высоких показателей производительности и рабочей скорости во время проведения работ по среднему и капитальному ремонту пути.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к машинам для очистки балласта железнодорожного пути. Согласно изобретению, в щебнеочистительной машине виброгрохот снабжен двумя парами расположенных последовательно просеивающих поверхностей, причем два верхних сита связаны с конвейером подачи крупной фракции очищенного щебня, а два нижних - с конвейером подачи мелкой фракции очищенного щебня в зону укладки. Конвейеры подачи очищенного щебня расположены по бокам от хребтовой балки несущей рамы вдоль продольной оси машины с внешней стороны. Конвейеры подачи очищенного щебня выполнены с возможностью заполнять бункерную систему распределения последовательно, осуществляя послойную укладку сначала мелкой, а затем крупной фракции очищенного щебня в путь. В результате создана щебнеочистительная машина со сбалансированным сочетанием высокой производительности и оптимальными показателями качества рассева и повторного использования балластных материалов при реализации достаточно простой одномодульной компоновочной схемы. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Щебнеочистительная машина, содержащая опирающуюся на ходовые тележки, как минимум одна из которых самоходная, пространственную балочно-хребтовую несущую раму, смонтированные в передней части рамы поворотный транспортер, транспортер сбора засорителей, виброгрохот и гидростанцию, смонтированные в задней части рамы выгребное устройство, силовую установку, бункерную систему распределения очищенного щебня, а также смонтированные в середине пробивщик шпальных ящиков, подъемно-рихтовочное устройство, кабину управления и конвейеры подачи очищенного щебня, а также подвижный загрузочный конвейер, отличающаяся тем, что виброгрохот снабжен двумя парами расположенных последовательно просеивающих поверхностей, причем два верхних сита связаны с конвейером подачи крупной фракции очищенного щебня, а два нижних - с конвейером подачи мелкой фракции очищенного щебня в зону укладки, причем конвейеры подачи очищенного щебня располагаются по бокам от хребтовой балки несущей рамы вдоль продольной оси машины с внешней стороны.

2. Щебнеочистительная машина по п. 1, отличающаяся тем, что конвейеры подачи очищенного щебня выполняют с возможностью заполнять бункерную систему распределения последовательно, осуществляя послойную укладку сначала мелкой, а затем крупной фракции очищенного щебня в путь.

3. Щебнеочистительная машина по п. 1, отличающаяся тем, что загрузочный конвейер снабжен плужковым рассекателем, установленным в зоне траектории выгрузки материала.

4. Щебнеочистительная машина по п. 1, отличающаяся тем, что кабина оператора вынесена из опасной зоны работы выгребного устройства и снабжена системой промышленного зрения для обзора рабочей зоны, а также передней и задней панорамы.