1.2 Выбор типа подвижного состава для перевозки скоропортящихся грузов

1.2.1 Характеристика подвижного состава

К изотермическому подвижному составу относятся специальные вагоны грузового парка, предназначенные для перевозки скоропортящихся грузов. Изотермическими их называют потому, что во время перевозок в грузовых помещениях поддерживаются постоянные температуры. Теплоизоляция охлаждающих поверхностей вагонов и аккумулированный грузом холод или тепло обеспечивают необходимый температурный режим перевозки. В зависимости от рода перевозимых грузов изотермические вагоны подразделяют на универсальные и специализированные.

В универсальных перевозят все массовые скоропортящиеся грузы. В специальных только определенные – виноградные вина, живую рыбу.

По способу охлаждения грузового помещения изотермические вагоны подразделяются на вагоны-рефрижераторы, охлаждаемые при помощи компрессорных установок, вагоны-ледники с емкостями для льда и соли, вагоны-термосы с теплоизоляцией без охлаждающих устройств.

На сети железных дорог страны эксплуатируются пяти-вагонные секции трех типов: ZA-5, ZB-5, БМЗ-5, а также автономные рефрижераторные вагоны (АРВ), вагоны-термосы, ИВ-термосы и крытые.

В рефрижераторных поездах и 12-вагонных секциях с аммиачными холодильными установками и рассольной системой охлаждения невозможно стабильно поддерживать в грузовом помещении низкую температуру. Поэтому в 5-вагонных секциях в каждом вагоне установлены две одинаковые холодильные установки, работающие на хладоне-12. Энергией они снабжаются от центральной дизель-электростанции. Работа их полностью автоматизирована. Испарители (воздухоохладители) холодильных установок размещены в грузовых помещениях, а компрессорно-конденсаторные агрегаты – в машинных отделениях в торцах вагонов.

Обладая меньшей грузоподъемностью, 5-вагонные секции лучше соответствуют сложившейся структуре потоков скоропортящихся грузов. На сети железных дорог эксплуатируются 5-вагонные секции типов: ZA-5, БМЗ, ZB-5.

Пяти-вагонные секции БМЗ (Брянского машиностроительного завода) предназначены для перевозки скоропортящихся грузов, требующих поддержания температуры от минус 20 до плюс 12⁰С, при температуре наружного воздуха от минус 45 до плюс 30⁰С, а также для охлаждения свежих плодоовощей от плюс 25 до 4⁰С, в течении 60 часов.

Наружные размеры кузова вагона 21000Х3100мм, погрузочный объем 104м³, площадь грузового помещения 48м².

Секция состоит из четырех вагонов холодильников и одного специального, размещенного в середине секции. Длина грузового вагона 21м, вагон - четырехосный, установлен на тележки ЦМВ с подшипниками качения. Кузов цельнометаллический сварной конструкции с несущими гофрированными стенами. Наружная обшивка стен и крыши выполнены из стального гофрированного листа толщиной 2мм, внутренняя обшивка – из алюминиевых листов толщиной 2мм с вертикальными гофрами, а обшивка потолка – из древесноволокнистых плит толщиной 44мм.

Температура контролируется дистанционно при помощи логометров, установленных в машинном отделении каждого вагона и в дизельном помещении специального вагона.

В торце каждого грузового вагона размещено машинное отделение, в котором один над другим установлены два компрессорно-конденсаторных агрегата и электрощит. Над воздухоохладителем размещены электрические печи. Воздухоохладитель оборудован двумя вентиляторами и отделен от грузового помещения щитом. При вентилировании вагона свежий воздух поступает в заборное отверстие, смешивается с теплым (при отоплении) и холодным (при охлаждении) воздухом, а затем эта смесь направляется в грузовое помещение. Мощность электрического вентилятора-циркулятора 1кВт (всего 4кВт) и электрических печей – 5 кВт. Выпускается воздух через дефлектор, который сообщен с грузовым помещением клапаном, расположенным в торцевой стене вагона. Отверстия входа и выхода воздуха перекрыты заслонками.

Рис. 1.2 – Дверь грузового вагона секций БМЗ:

1 - левый затвор; 2 - кронштейн для фиксации положения двери; 3 - рельс;

4 - правый затвор; 5 - тележки для перемещения двери; 6 - винтовая стяжка;

7 - штырь; 8 - затвор; 9 - крышка рукоятки; 10 - кожух рукоятки; 11 - упор

Рис. 1.3 – Схема грузового вагона 5-вагонной секции постройки БМЗ:

/-грузовое помещение; // - машинное отделение; 1 - дефлектор; 2 - погрузочная дверь; 3 - воздуховод свежего воздуха; 4 - заслонка воздуховода; 5 - напольная решетка; 6 - щит-перегородка; 7 - вентиляторы воздухоохладителей; 8 - воздухоохладитель; 9 - компрессорно - конден­саторные агрегаты; 10 - электрощит

Пятивагонные секции последних выпусков оснащены машинной системой охлаждения и электрического отопления, позволяющей устойчиво поддерживать температуру в грузовых помещениях от +14 до -20°С, а также охлаждение и перевозку предварительно неохлажденных фруктов, плодов и овощей. В этом диапазоне температур возможен выбор следующих режимов перевозки грузов: от -6 до -12°С (мороженых), -18°С и ниже (низкотемпературных), от 0 до -3°С (охлажденного мяса и др.), от +11 до 13°С (бананов), от +9 до +15°С (виноградного вина, биопрепаратов), от +2 до +5°С (плодоовощей). Работа холодильных установок и электропечей полностью автомати­зирована.

Для перевозки охлажденного мяса часть секций выпускается с грузовыми вагонами, оборудованными балками с крючьями для подвески мясных туш. Грузовой вагон секции (рис. 1.3) состоит из грузового помещения и машинного отделения. В качестве теплоизоляционного материала для стен и пола вагона используется полистирол марки ПСБ, а для крыши - ПСБ-С. На полу находятся напольные решетки размером 1190 X 1179 мм, их 36. Среднее значение коэффициента теплопередачи для новых вагонов секций РС-4 при неработающих вентиляторах воздухоохладителя должно быть 0,3 Вт/(м²град). Герметичность грузового помещения вагона при испытании должна быть такой, при которой расход воздуха не превышал бы 40 м³/ч при избыточном давлении 49 Па, а после 2,5 года эксплуатации при тех же условиях -60м³/ч.

Дверь вагона (рис. 1.2) прислонного типа с резиновым уплотнением размером 2700X2200 мм, оснащена запорным механизмом, состоящим из правого 4 и левого 1 затворов, прикрепленных в трех точках к каркасу и к винтовым стяжкам 6, на которые установлены рукоятка и храповик со скобой. Рукоятка закрывается крышкой 9 с кожухом 10 и затвором 8 со штырем 7.

Рис. 1.4 – Схема холодильного блока агрегата ВР-1М:

/ - компрессор; 2 - реле давления; 3 - автоматический регулятор давления типа АДД;

4 - вентилятор воздухоохладителя; 5 - испаритель воздухоохладителя;

6 - теплообменник; 7 - фильтр-осушитель; 8 - реле контроля смазки; 9 - вентилятор конденсатора с электродвигателем; 10 - конденсатор; 11- ресивер; 12 - объемный расходомер; 13 - реле давления; 14 - обратный клапан; 15 - байпасный вентиль

В загруженном вагоне вместо штыря навешивают пломбу. Для открывания двери приподнимают кожух 10, оттягивают и поворачивают фиксатор храповика на 90° и рычагом, совершая возвратно-поступательные движения (вверх-вниз), выводят дверь из проема, а затем перемещают на тележках 5 по рельсу 3 до упора 11.

Секция РС-4 оснащена холодильно-нагревательным агрегатом ВР-1М. Компрессорно-конденсаторный агрегат располагается в машинном отделении, а воздухоохладитель с электронагревателем и вентиляторами-циркуляторами в грузовом помещении.

Холодильный блок агрегата ВР-1М (рис. 1.4) включает компрессор 2ФУУБС18 1, испаритель-воздухоохладитель 5 с вентилятором 4, конденсатор 10 с вентилятором 9, ресивер 11.

Для контроля работы компрессора используют манометры на линии всасывания и нагнетания, реле 2 и 13, реле контроля смазки 8. Байпасный вентиль 15 облегчает запуск установки, а обратный клапан 14 предотвращает перетечку хладона из конденсатора в компрессор. На секциях последних выпусков "шуба" с воздухоохладителей снимается с помощью горячих паров.

Конденсатор - воздушный теплопередающей поверхностью 90м, про­изводительность его вентилятора 7500 м³/ч при мощности электродвигателя 2,2кВт. Воздух на испаритель теплопередающей поверхностью 87,5м подает вентилятор производительностью 7000м /ч.

Холодопроизводительность установки при расчетном режиме перевозки мороженых грузов около 13,2 кВт, потребляемая мощность всеми ее потребителями 20кВт, а при перевозке неохлажденных плодоовощных грузов она повышается до 25,4 кВт.

Нагрев воздуха грузовых помещений при перевозке в зимнее время осуществляется электронагревателями мощностью 14кВт.

Секция ZA-5 состоит из пяти вагонов с кузовом длиной 17м, имеющими грузовые помещения и машинное отделение. Третий вагон имеет помещение дизель-электростанцию. Второй вагон – служебное помещение. Они соединены переходной площадкой. Пятый вагон имеет тормозную площадку. Секция ZA-5 имеет грузоподъемность 178т, погрузочный объем грузового помещения 318м³, погрузочную площадь 145м², температуру в грузовом помещении -15⁰С. Холодильное оборудование каждого вагона состоит из двух компрессорных установок. Производительность каждой из них обеспечивает 75% максимальной потребности в холоде и составляет при перевозке мороженого груза 5500Вт, при охлаждении плодоовощей 12800Вт. Средний коэффициент теплоотдачи 0,35Вт(м²,С⁰). Служебное помещение рассчитано на три человека.

Секция ZB-5 состоит из четырех грузовых вагонов с кузовом длиной 21м, имеющих два машинных отделения, и центрального вагона с общим электростанцией и служебным помещением с кузовом длиной 17м. Грузоподъемность секции 164т, погрузочный объем грузового помещения 400м³, погрузочную площадь 182м², температуру в грузовом помещении -20⁰С. Холодильное оборудование каждого вагона состоит из двух компрессорных установок. Средний коэффициент теплоотдачи с учетом старения 0,45Вт(м²,С⁰). Холодильная установка может работать с температурой испарения от -45 до +5⁰С при максимальной температуре наружного воздуха +50⁰С и конденсации +65⁰С.

ZA-5

БМЗ

ZB-5

Условные обозначения:

ДВ

- дизель-электростанция

сл.

- служебное помещение

- грузовое помещение

- машинное отделение

Рис. 1.5 – Композиция 5-вагонных секций

Автономные рефрижераторные вагоны (АРВ) предназначены для завоза продуктов питания в места потребления в небольших размерах, а также для вывоза груза с небольших предприятий пищевой промышленности. Такие вагоны по конструкции кузова, ходовых частей, тормозного и сцепного оборудования, приборов отопления, охлаждения и вентилирования аналогичны грузовым вагонам секции ZB-5 и отличаются от них только тем, что машинные отделения имеют дизель-генераторные установки. Вагон рассчитан на поддержание температуры в грузовом помещении от плюс 14 до минус 18⁰С, при температуре наружного воздуха от минус 45 до плюс 45⁰С и термическую обработку плодоовощей в течение 60 часов.

Наружные размеры кузова вагона 19000Х3100мм, погрузочный объем 88м³, полезная грузовая площадь 40,3м², номинальная грузоподъемность 40т.

Предусмотрена возможность автоматического или ручного управления работой холодильных машин и поддержания следующей температуры в грузовом помещении: -20, -12, -2, +4, +11⁰С. Указанные температуры устанавливают в зависимости от условий перевозки конкретного груза с помощью специального переключателя, расположенного в машинном отделении. Выбор и установление режима осуществляют механики ПТО АРВ на станции погрузки. Мощность холодильного оборудования достаточна для охлаждения плодоовощей и других грузов в течении 60 часов. В таком вагоне можно перевозить грузы в сопровождении бригады механиков, находящихся в служебном помещении в конце вагона.

Температуру в грузовом помещении измеряют с помощью переносной термостанции, собранной по схеме уравновешенного моста.

Рис. 1.7 – Оборудование машинного отделения АРВ:

1 - отопительный прибор; 2 - дизельный агрегат; 3 - щит управления дизельным агрегатом; 4 - привод жалюзей воздуховода; 5 - щит управления холодильным агрегатом; 6 - штуцер для заправки хладона; 7 - жалюзи вентиляции холодильного агрегата; 8 - мерное стекло ресивера; 9 - главный распределительный щит вагона; 10 - топливный насос; 11 - бак для хранения топлива; 12 - канал теплого воздуха; 13 - штуцер для заправки дизельного топлива

В крытых вагонах можно перевозить вино, напитки, консервы, минеральную воду, стойкие виды плодоовощей и некоторые другие грузы в летний и переходный периоды без ограничений или в течение ограниченного срока перевозки в зависимости от наименования груза. Некоторые грузы разрешается перевозить в крытых вагонах в течение всего года. Также допускается круглогодичная перевозка некоторых грузов в крытых вагонах при условии формирования ускоренных поездов.

Вагон-термос, предназначенный для перевозки термически обработанных грузов, не выделяющих тепла дыхания, может эксплуатироваться в диапазоне температур наружного воздуха от +50 до –50⁰С. Допускаемый срок перевозки зависит от исходной температуры груза, а также от температуры наружного воздуха. Объём грузового помещения – 126м³, тара вагона – 33,5т, грузоподъёмность – 60т.

Стены, пол и двери вагона выполнены в конструкции «сэндвич», а крыша облегченной стальной конструкции. В качестве теплоизоляции используется пенистый твердый полиуретан. Толщина изоляции составляет 200мм, пол – 188мм. Коэффициент теплопередачи 0,2 Вт/м^{2 0}К.

По диагонали пола грузового помещения предусмотрены два устройства удаления промывочных вод с гидрозатворами. Грузовое помещение выполнено герметично (снижение избыточного давления со 130 до 70 Па происходит не более, чем за 6 мин.).

ИВ-термос – это АРВ вагон без внутреннего оборудования. Имеет те же характеристики, что и АРВ вагоны.

Характеристики подвижного состава и грузов сведем в таблицу 1.1. и определим тип подвижного состава для каждого вида груза.

В зависимости от рода груза его термической подготовки, срока доставки производится выбор подвижного состава а также периода года, климатической зоны, направления перевозки, величины отправки и прежде всего исходя из обеспечения сохранности груз

ИВ-термосы эксплуатируются без холодильно-отопительного оборудования как одиночные изотермические вагоны в режиме «термос».

В ИВ-термосах разрешается перевозить термически подготовленные до погрузки (подогретые, охлажденные, замороженные, мороженые) скоропортящиеся грузы, а также продовольственные грузы, имеющие ограничения по температуре хранения.

Свежая плодоовощная и другая продукция, выделяющая биологическое тепло, в ИВ-термосах не перевозится.

Перевозка скоропортящихся грузов в ИВ-термосах производится большой скоростью.

Укладка грузов при погрузке в ИВ-термосы производится плотным штабелем до полного использования грузоподъемности или вместимости вагона.

При приеме СПГ к перевозке следует учитывать срок доставки груза. Различают 3 срока доставки груза:

1. Уставной срок, в течение которого груз должен быть доставлен получателю и за выполнение которого железная дорога согласно УЖДРФ отвечает перед грузовладельцем.

2. Предельный срок, установленный правилами перевозок грузов для каждого груза в зависимости от рода и термической обработки груза, типа подвижного состава, климатического периода перевозки и способа перевозки.

3. Технологический (транспортабельность) срок, установленный грузоотправителем в зависимости от качественного состояния груза и указываемый в удостоверении о качестве или сертификате.