6.1.4. Восстановление сыпучести смерзшихся навалочных грузов и очистка вагонов от остатков груза
При перевозках в условиях низких температур уголь, руда, минеральные строительные грузы при определенной влажности подвержены смерзаемости. Для предотвращения смерзаемости применяются следующие профилактические средства: дренажирование, обезвоживание в отстойных бункерах, использование центрифуг и сушки на специальных установках, перемораживание материалов в виброкипящем слое, введение различных веществ, образующих с грузом плохо смерзаемую массу. Однако указанные мероприятия чаще всего только снижают прочность смерзшейся массы, но не исключают смерзаемость.
306
Для предотвращения примерзания насыпных грузов используют материалы, наносимые на внутренние поверхности подвижного состава. К таким материалам относятся: малопарафинистые нефти, предотвращающие примерзание железных руд; нигроин, предотвращающий примерзание угля.
Восстановление сыпучести насыпных грузов может быть достигнуто термическим, механическим или комбинированным способом. Размораживание в тепляках является весьма дорогам способом, требующим строительства специальных помещений — гаражей для размораживания с установленными в них газовыми горелками инфракрасного излучения или разогревом с помощью конвективного тепла. Этот способ является экономически эффективным на металлургических комбинатах и тепло вых электростанциях. Для обеспечения сохранности полувагонов тепляки (гаражи) должны быть оборудованы устройствами автоматической регистрации температурного режима, ограничения предельно допустимой температуры разогрева, контрольно-измерительными при борами для замера температуры и приспособлениями, защищающими буксы и тормозные приборы от появления влаги. В качестве источни ков инфракрасного теплоизлучения используют трубчатые электронагреватели (ТЗНы) или газовые горелки типов НИИ, КГ и др. При этом, поскольку ТЭНы не имеют направленного излучения, их применяют в сочетании с сегментными отражателями из листового алюминия.
Механическим способом сыпучесть смерзшихся материалов восстанавливается рыхлительными машинами виброрыхлительного, виброударного, бурорыхлительного и экскавационного действия.
Для рыхления и выгрузки через открытые люки вагонов смерзшихся сыпучих материалов широко применяются бурорыхлительные машины, входящие в разгрузочные комплексы. Машина БРМ-56-80 предназначена для рыхления материалов с прочностью смерзания до 35 МПа/см2, БРМ-80/110—для сыпучих материалов преимущественно с малым объемным весом при влажности до 12—15% (уголь, котельный шлак, торф и др.) с прочностью смерзания до 45 МПа/см-, бурофрезерная машина ПР-115А, имеющая усиленную конструкцию рамы, каретки и амортизаторов. Она также оборудована забурником и фрезой, армированными пластинками из твердых сплавов. Разработанная ВНИИстройдормашем
унифицированная бурорыхлительная машина ПР1-173, которая может быть смонтирована на типовом приемном устройстве строительных материалов, позволяет рыхлить в полувагоне смерзшиеся материалы с раз личной насыпной плотностью.
Для рыхления грузов с высокой степенью прочности смерзания пред назначен рыхлитель ЦНИИ МПС-ЦНИИС Минтрансгроя. Он состоит из портала, охватывающего повышенный путь. Вдоль портала перемещается тележка, на которой находятся механизм подъема виброударно го агрегата и направляющая рама с жестко прикрепленными к ней направляющими для перемещения скользуна с траверсой. На траверсе смонтированы вибромолот и три рыхлящих стальных клина. Средний клин имеет несколько большую длину. Для рыхления груза виброударная установка подается к торцевой части полувагона и рыхлитель опус кается клиньями на груз. Затем включают вибромолот, и клинья погружаются в груз, который через открытые люки высыпается из полувагона. В целях предохранения днища кузова от повреждений на направляющих установлен конечный выключатель, ограничивающий опускание рыхлящих клиньев на уровень 50 мм от пола. Установкой управляет оператор. Рыхление груза в одном полувагоне занимает от 20 мин до 1 ч.
Для грузов, смерзшихся в монолит, также применяют виброударный рыхлитель В1-614 ВНИИстройдормаша.
Хорошие результаты дает одновременное тепловое и механическое воздействие на смерзшийся груз, позволяющее значительно ускорить восстановление его сыпучести. Общая продолжительность восстановления сыпучести полностью смерзшегося груза при использовании ком бинированной установки на базе панелей с газовыми инфракрасными излучателями и виброрыхлительным органом составляет 30 - 40 мин , при неполном смерзании — 20 30 мин. Таким образом, установка может работать в темпе действия вагоноопрокидывателя.
Для очистки вагонов от остатков выгруженных материалов, а также ускорения выгрузки применяют вибраторы «Урал» ЦНИИ МПС (рис. 6.10). Вибратор состоит из корпуса, в стенки которого вмонтированы два вибровозбудителя 1 кругового Действия. Они приводятся в дей твие через карданнную передачу 2 от электродвигателя 3. Подшипники Овалов дебалансов укреплены на сварном корпусе вибратора таким образом, что возмущающая сила действует непосредственно на борт
308
Рис. 6.10. Вибраторы ЦНИИ МПС:
а— накладной; б—продольного действия; 1 — вибровозбудитель;
2 — карданная передача; 3 — электродвигатель; 4 — подшипники;
5 — направляющие; б—рама; 7—пружины
полувагона. Электродвигатель установлен на раме 6, которая изолирована пружинами 7от корпуса вибратора. Направляющие 5 позволяют точно установить вибратор на полувагон. Под действием вертикальных колебаний, передаваемых на кузов полувагона, материал, лежащий на крышках люков, приобретает текучесть и высыпается. Полувагон очищается за 3 5 мин. Возмущающая сила вибратора 90 кН, мощность электродвигателя 22 кВт, габаритные размеры 3200 х 3350 х 1020 мм,
масса вибратора 5 т.
Внутривагонный вибратор служит для вибрационной очистки крышек люков полувагонов. При очистке полувагона четыре симметричных штыря вибровозбудителей опускают на две открытые крышки полувагона и приводят в действие. Вибрация передается крышкам люков, и материал ссыпается. Возмущающая сила вибратора 20 кН, частота вращения 2800 об/мин. масса 1,5 т.
Вибратор ЦНИИ МПС продольного действия устанавливают в промежутке между двумя вагонами так, что его клинья упираются в рамы обоих вагонов. Вибратор одновременно очищает два вагона. Для обеспечения
309
сохранности полувагонов при использовании вибрационных и рыхлительных устройств требуется, чтобы накладные вибрационные устройства, устанавливаемые на верхнюю обвязку полувагонов, не развивали вынуждающую силу по амплитуде более 88 кН при частоте 24—25 Гц и массе машины, свободно устанавливаемой на верхней обвязке полувагона, не менее 5 т. Контактирующие поверхности опорных элементов должны быть гладкими, не иметь выступающих швов и накладок. Вибромашины необходимо устанавливать без ударов, с перекрытием опорными элементами двух стоек с каждой стороны кузова полувагона. Продолжительность работы вибромашины за одну разгрузку полувагона не должна превышать 420 с.
Вибрационнные штыревые рыхлители, передающие воздействие не посредственно на массив разрыхляемого груза, на должны иметь вынуждающую силу по амплитуде более 196 кН при частоте 24—25 Гц.
Виброрыхлители-разгрузчики могут применяться только при наличии устройств, исключающих в режиме рыхления контакт вибрирующих деталей рыхлителя с элементами полувагона; кроме того, они должны быть снабжены автоматическими устройствами (ограничителями), обеспечивающими зазор не менее 0,05 м от рабочих органов до плоскости торцевых стен (дверей), боковых стен и пола вагона. Это расстояние должно быть обеспечено как при передвижении самоходного рыхлителя, так и при передвижении полувагона под рыхлителем. В случае отсутствия автоматических устройств расстояние от оси железнодорожного пути до наружного контура крайнего рабочего органа по горизонтали должно быть не более 1.3 м при совмещении оси машины с осью пути; расстояние от уровня головки рельсов до конца рабочего органа в нижнем положении — не менее 0,05 м.
Для очистки вагонов от остатков груза применяется также самоходная щеточная машина, смонтированная на портале. Она перемещается по железнодорожному пути и оборудована горизонтальными и вертикальными круглыми щетками диаметром 600 мм. Частота вращения щеток 250 об/мин., горизонтальные очищают пол вагона, а две вертикальные — стены. Для удаления груза из полувагона открывают два его последних (по ходу движения) люка. Машина очищает полу вагон в среднем за 5 мин. Общая мощность привода 62,5 кВт, масса машины 21,5 т.
310
Щеточные машины обеспечивают удаление остатков груза, лежащих слоем небольшой высоты (до 5 см). При слое высотой более 5 см, необходимо кроме щеток, дополнительно устанавливать шнеки и скребковые питатели.
Для очистки кузовов полувагонов, крышек люков, приборов автотормозного оборудования и ходовых тележек применяют пневмотранспортные установки. Недостатком такого метода является сильное пыление.
Также для очистки полувагонов применяют гидравлические стационарные и передвижные установки. Эти установки используют динамический удар водяной струи, подаваемой через сопла на остатки груза под давлением 0,5—0.8 МПа. Гидроустановки успешно применяют в Пермском порту и на рудном дворе и обогатительных фабриках Криворожского металлургического завода.
Весьма значительной проблемой на железнодорожном транспорте является закрывание люков у саморазгружающихся полувагонов. В на стоящее время для подъема и закрывания крышек люков применяется автоматическое устройство, разработанное Промтрансниипроектом, которое монтируется на специальном пути у разгрузочного фронта и состоит из двух агрегатов, установленных стационарно по обе стороны железнодорожного пути на специальных рамах. Также находят применение для подъема крышек при закрывании люков полувагонов передвижные тележки, движущиеся по рельсам параллельно пути с полувагонами, и тогда подъем рычагов для закрытия люков крышками осуществляется с помощью гидравлического или пневматического привода, расположенного на тележке. Поршень перемещает шток, действующий на рычаг, и осуществляет его перемещение при подъеме крышки.