ВВЕДЕНИЕ

Железнодорожный хладотранспорт обеспечивает транспортировку и хранение скоропортящейся продукции в условиях, обеспечивающих сохранение физических, химических и органолептических свойств груза. Для этого применяются изотермические вагоны и контейнеры с устройствами отопления и охлаждения, стационарные холодильные склады и сооружения. Изотермический подвижной состав представляет собой транспортные средства, в грузовых помещениях которых поддерживаются постоянные температуры, требуемые для перевозки определенных видов грузов. Эти грузы, как правило, предварительно охлаждены или нагреты, хотя могут быть и термически не обработаны. Необходимый температурный режим транспортировки и поддерживается посредством следующих факторов:

• теплоизоляционных материалов и специальной конструкции поверхностей (стен, пола и потолка) подвижного состава;

• системы вентиляции;

• непосредственно системы охлаждения (нагрева).

В целях поддержания коммерческих характеристик груза к изотермическим транспортным средствам предъявляют ряд требований:

• поддержание в грузовом помещении оптимальной температуры и влажности воздуха независимо от внешних условий;

• обеспечение высоких скоростей движения с одновременным сохранением плавного хода, необходимых для уменьшения механических повреждений груза;

• автоматизация работы оборудования и контроля температур, надежность оборудования и простота его обслуживания.

В зависимости от рода перевозимых грузов изотермический подвижной состав подразделяется на универсальный и специализированный. В универсальном подвижном составе перевозят массовые скоропортящиеся грузы (мясо, фрукты и овощи, молочные продукты и пр.). Специализированный изотермический подвижной состав предназначен только для определенных грузов: виноградных вин, виноматериалов, живой рыбы и др.

Изотермический подвижной состав различается также по способу охлаждения или нагрева грузового помещения:

• рефрижераторы охлаждаются при помощи паровых компрессорных холодильных установок;

• ледники имеют емкости для льда или смеси льда и соли;

• термосы предполагают теплоизоляцию без охлаждающих устройств.

Транспортировка скоропортящихся грузов осуществляется железнодорожным, водным (речным и морским), автомобильным и в меньшей степени воздушным транспортом.

Железнодорожному транспорту принадлежит ведущая роль в перевозке скоропортящихся грузов, так как сравнительно недорогая перевозка является одновременно очень качественной. По железным дорогам перевозят в основном следующие скоропортящиеся грузы: мясопродукты, рыбопродукты, плодоовощи свежие и картофель, масло животное и пищевые жиры, молочные продукты, консервы, фрукты, фруктовые соки, пиво, минеральные воды и др. Парк изотермического подвижного состава железных дорог состоит в большей части из вагонов-рефрижераторов, которые характеризуются большой вместимостью и высоким качеством охлаждения.

Рефрижераторный вагон (от лат. охлаждаю) — универсальный крытый вагон для перевозки скоропортящихся грузов, длительное хранение которых возможно только при пониженных температурах (часто при ниже 0°C). Для соблюдения условий, при которых груз не подвергается воздействию физико-химических и биогенных факторов снабжён холодильной подсистемой.Основная доля перевозок скоропортящихся грузов по железным дорогам приходится на дальность более 600 км[1]. Для перевозки режимных скоропортящихся грузов, большинство из которых составляют продукты питания, на железных дорогах страны традиционно используется специализированный изотермический подвижной состав.

Рефрижераторный подвижной состав классифицируется:

-по составности — поезда (23- и 21-вагонные), секции (12- и 5-вагонные) и автономные вагоны.

-по типу хладагента холодильной установки — аммиачные и хладоновое.

-по системе хладоснабжения — групповой и индивидуальной (автономной). При групповой системе холод вырабатывается аммиачными холодильными установками, размещёнными в центральном вагоне, и в грузовые вагоны-холодильники передаётся по рассольной системе при помощи хладоносителя (раствор хлористого кальция СаСl2), при индивидуальной — грузовые вагоны охлаждаются собственными холодильными установками, размещёнными в каждом из них.

Автономные рефрижераторные вагоны имеют автоматизированное холодильное и энергетическое оборудование. Делится на грузовое помещение и два машинных отделения в торцовых частях. Дизель-генератор и топливный бак смонтированы на общей выдвижной раме, что позволяет демонтировать агрегат через боковую дверь машинного отделения. Нагревательный прибор, работающий на жидком топливе, предназначен для подогрева дизеля перед запуском при низких температурах. На дизель-генераторе смонтирован распределительный щит с приборами контроля и автоматики. Холодильная установка размещена под крышей вагона в перегородке, которая отделяет грузовое помещение от машинного отделения. Со стороны грузового помещения расположен воздухоохладитель с вентиляторами и электронагревателем, а со стороны машинного отделения — компрессорно-конденсаторный агрегат с распределительным щитом. Холодильную установку при необходимости можно через дверцы в торцовой стене демонтировать. В одном из машинных отделений около топливного бака на продольной стене вагона расположен главный распределительный щит для управления работой оборудования, а также для установки температурного режима в грузовом помещении. Холодный воздух нагнетается вентиляторами в пространство между крышей вагона и ложным потолком и через щели в нём попадает в грузовое помещение. Он обтекает груз, под напольными решётками проходит к вертикальному каналу между щитами и торцовыми стенами вагона, засасывается вытяжными вентиляторами и, пройдя через воздухоохладитель, вновь нагнетается в пространство под ложным потолком. Аналогично циркулирует воздух и при отоплении вагона, только в этом случае вместо холодильных машин включаются электропечи. Свежий воздух засасывается вентиляторами через отверстия в торцовых стенах, удаляется через дефлекторы. Для удаления воды и конденсата в полу грузового помещения расположены сливные отверстия. Автономные рефрижераторные вагоны оборудованы пролётной электромагистралью для электропневматического тормоза, что позволяет прицеплять его к пассажирскому поезду, и стояночным тормозом. Разновидность автономного рефрижераторного вагона (АРВ) — автономные рефрижераторные вагоны со служебным помещением (АРВ-Э).

Групповой рефрижераторный подвижной состав (ГРПС), рефрижераторные поезда, рефрижераторные секции, включает вагон-холодильную станцию и дизель-электростанцию, а также служебный вагон или отделение. Холод вырабатывается аммиачными холодильными установками, размещёнными в центральном вагоне, и в вагоны-холодильники передаётся по рассольной системе при помощи хладоносителя (раствор хлористого кальция СаСl2). Грузовые помещения охлаждают при помощи батарей, расположенных под потолком. По батареям циркулирует рассол, предварительно охлаждённый в испарителе вагона-машинного отделения. Для обогрева в зимнее время предусмотрены электропечи, расположенные у торцовых стен кузова. Мощность каждой печи 4 кВт. Включаются они автоматически термостатами, а также с центрального пульта управления в вагоне-дизель-электростанции и переключателем, расположенным в подвагонном аппаратном ящике каждого вагона-холодильника. Под потолком вагона расположены каналы для охлаждённого и тёплого воздуха. Циркуляция его осуществляется электрическими вентиляторами, расположенными в концах кузова. Управляют ими с центрального пульта в вагоне-дизель-электростанции переключателем. Не исключается и естественная циркуляция благодаря разной плотности холодного и тёплого воздуха. Для вентилирования грузового помещения свежим воздухом на одной из торцовых стен расположен вентилятор. Включают его с центрального пульта в вагоне-дизель-электростанции. Отсасывают воздух из грузового помещения два дефлектора, установленных на крыше. Внутренняя облицовка стен выполнена из гофрированного стального оцинкованного листа, на резиновый настил пола уложены металлические решётки, которые можно поднять и закрепить вертикально у продольных стен.

Пятивагонная секция: посередине — служебный вагон с жилыми помещениями и дизель-генераторными установками. Пятивагонные секции БМЗ общим объёмом 160—200 тонн состоят из 4 вагонов рефрижераторов, каждый из которых имеет машинное отделение с двумя холодильными установками одноступенчатого сжатия, работающих на фреоне-12 (хладоне). Вагон Д, находящийся в середине секции, имеет дизель-генераторное отделение, в котором размещены дизель-генераторы и главный распределительный щит.

Секции типа ZB-5 постройки ГДР состоит из четырёх грузовых и одного дизельного вагонов. В дизельном вагоне размещены 2 главных дизель генератора и 1 вспомогательный, кабина управления, а также бытовые помещения для обслуживающего персонала.

В составе секции вагоны-холодильники стандартной серии — все основные их узлы (рама, стены и крыша), а также расположение машинных установок, изоляция и оборудование грузового помещения максимально унифицированы. Холодильные машины вагонов-холодильников обычно работают автоматически по командным импульсам установки для выбора температурного режима. При необходимости можно управлять ими вручную из кабины управления дизельного вагона (по иронии судьбы именно ручной режим оказался наиболее востребован, на большинстве секций автоматический режим никогда не включался, кроме проверки его функционирования, т.к. усложняет жизнь бригаде учащением ТО двигателей и увеличением расхода топлива). Термостаты поддерживают необходимый температурный режим в грузовых помещениях, включая или выключая холодильные или отопительные установки. Холодильные агрегаты питаются энергией от дизельного вагона через штепсельные соединения, расположенные на торцовых стенах. Стены грузовых помещений выполнены из оцинкованной листовой стали с вертикальными гофрами.

Часть секций Zb-5 была переоборудована в секцию с 5 и 8 грузовыми вагонами, секции 4-3252,4-3253 были выпущены с грузовыми вагонами аналогичной конструкции с термосами серий 800 (тип кузова сендвич)

Секции типа ZA-5 состояла также из пяти грузовых вагонов, два из них комбинированные: в одном, помимо грузового — служебное (жилое) отделение, в другом — электростанция (и щит управления).

12-вагонная секция состояла из 10 вагонов-холодильников, вагона дизель-электростанции со служебным отделением и вагона-машинного отделения...

21-вагонные поезда включают 3 специальных вагона: дизель-электростанцию, машинное отделение и служебный, расположенных в середине состава и соединённых между собой закрытыми переходами. Каждый вагон поезда имеет порядковый номер и определённое место в схеме формирования, их перестановка не допускается. Одна из тележек служебного вагона имеет колёсную пару со шкивом для привода подвагонного генератора. Все вагоны оборудованы автоматическими тормозами.

В вагоне дизель-электростанции установлены четыре основных дизель-генератора и один вспомогательный. Внутри этот вагон разделён на три отделения. Под рамой подвешены четыре бака для дизельного топлива общей ёмкостью 7300 л. Часть топливных баков размещается под вагоном-холодильником. В вагоне-машинном отделении смонтированы две аммиачные холодильные установки двухступенчатого сжатия, обслуживающих каждая свою половину. В служебном вагоне предусмотрены купе, кухня, душевые, туалетные отделения и небольшая слесарная мастерская. Отопление вагона водяное. Поезд обеспечивает перевозку скоропортящихся грузов при температуре помещения от −10 до +14 °C.

23-вагонные поезда имеют вагон с машинным отделением, вагон дизель-электростанцию и служебный вагон, размещённые одной группой в середине состава. По обе стороны к ним примыкают по 10 грузовых вагонов-холодильников. Холодильное и энергосиловое оборудование поезда обеспечивает поддержание температуры воздуха в вагонах от −8 до +6 °C при температуре наружного воздуха от -45 до +30 °C и охлаждение плодоовощей за 120 часов с +25 до +4 °C.

Заводы-изготовители (производство для бывшего СССР)

БМЗ — Брянский машиностроительный завод — первый в стране начал выпуск рефрижераторных секций (с 1965 по 1990[4](?) годы)

РС-5 — пятивагонная рефрижераторная секция позволяет поддерживать температуру перевозимых грузов от +14 °C до −20 °C при температуре наружного воздуха от −50 °C до +38 °C. Состоит из четырёх грузовых — тип 840, модель 16-3000, дизельный вагон — тип 376, модель 16-3001.

16-3045 — двухкамерная рефрижераторная секция — наличие двух независимых камер позволяет одновременно хранить два разных вида продуктов в разных режимах, например, один при отрицательной, а другой — при положительной температуре.

FTD Fahrzeugtechnik Dessau AG (бывшая ГДР) — производил рефсекции и рефпоезда для стран СЭВ пятивагонные секции типа ZB-5 и ZA-5

АРВ и АРВЭ — автономные рефрижераторные секции

Колебания температуры при перевозке мороженых грузов могут вызвать перекристаллизацию замёрзшей в них воды, в результате чего ледяные кристаллы увеличиваются в размерах и вызывают изменение структуры тканей, а, следовательно, и качества продуктов. При более значительных колебаниях может произойти оттайка и порча груза. Поэтому, основной задачей технического обслуживания рефрижераторного подвижного состава является обеспечение постоянной температуры в грузовых помещениях вагонов. Колебания температуры воздуха в рефрижераторных вагонах возникают из-за двухпозиционной системы регулирования температуры в грузовых помещениях (пуск и остановка холодильных установок), оттайки снеговой «шубы» с воздухоохладителя, а также ручного способа управления работой холодильных машин.

Хотя во всех типах рефрижераторного состава, имеются термостаты в грузовых вагонах, на поездах и секциях они практически не используются, так как при автоматическом управлении требуется непрерывная работа дизель-генераторов с ручным запуском. В этом случае увеличивается расход топлива, износ дизелей, требуется непрерывное наблюдение за работой оборудования.

Рефрижераторные поезда и секции обслуживают сопровождающие их поезда бригады. К каждому поезду или секции приписаны две сменные бригады, которые меняются, как правило, через 45 суток. Приём-сдача поезда (секции) производится в порожнем состоянии и лишь в исключительных случаях (по указанию начальника депо) — в гружёном. Продолжительность передачи не должна превышать 3 часов. Состав бригады устанавливает РЖД. Для 5 вагонной секции они состоит из 2 человек (2 механиков, один из них старший). Пятивагонные секции последних лет постройки с надёжным энергохолодильным оборудованием, с высокой степенью автоматизации и хорошими теплоизоляционными качествами грузовых вагонов обслуживаются бригадами из двух человек (начальника и механика). Температуру в грузовых вагонах дежурный механик проверяет через каждые 4 часа дистанционно с помощью центральной термостанции, расположенной в вагоне дизель-электростанции. Не реже чем через каждые 12 часов замеряют температуру наружного воздуха по термометрам, установленным с обеих сторон служебного вагона. Данные о фактической температуре наружного воздуха и в грузовых вагонах, о вентилировании, а также о работе оборудования записывают в рабочий журнал. На 5-вагонных секциях БМЗ температура в грузовых вагонах контролируется, кроме того, автоматически электронным самописцем,(почти всегда не работающим) установленным в служебном вагоне. Датчики температуры расположены в грузовых помещениях. Заводской ремонт РПС выполняется на специализированных вагоноремонтных заводах, а деповской — в рефрижераторных вагонных депо приписки этих вагонов. Для рефрижераторных вагонов ОАО «РЖД» установлена следующая периодичность ремонтов:

-заводской ремонт 1-го объёма выполняется через 8 лет после постройки или заводского ремонта 2-го объёма;

-заводской ремонт 2-го объёма — через 6 лет после первого заводского ремонта,

-деповской ремонт — через 150000 км пробега или два с половиной года

Таким образом, за срок службы РПС 28 лет он проходит один заводской ремонт 2-го объёма, два ремонта 1-го объёма и 14 деповских ремонтов.

График подачи РПС в деповской ремонт составляет депо приписки и утверждает Департамент вагонного хозяйства ОАО «РЖД» (ЦВ), а заводской — ЦВ и Главным управлением по ремонту подвижного состава и производству ​запасных частей (ЦТВР). Рефрижераторные вагоны, повреждённые на станции или подъездном пути, должна ремонтировать дорога, допустившая повреждение, если оно не превышает объёма текущего или деповского ремонта. Уведомление (форма ВУ-23) на перечисление вагонов в парк неисправных выдаёт начальник вагонного депо по месту повреждения на основании технического акта (форма ВУ-25), составленного на месте повреждения. Если повреждение может быть устранено только на вагоноремонтном заводе, вагоны направляют на завод по указанию службы вагонного хозяйства на основании акта (форма ВУ-25), уведомления (форма ВУ-23) и листка (форма ВУ-26).

Норма простоя в деповском ремонте колеблется от 5 рабочих дней (для АРВ) до 11 (для 21 вагонного поезда), а в заводском ремонте 1-го объёма — от 15 до 30 суток.

По окончании ремонта вагоны зачисляются в рабочий парк, основанием для чего служит уведомление (форма ВУ-36), выдаваемое станции заводом или депо, производившим ремонт, и подписанное заводским инспектором ЦВ или приёмщиком вагонов депо.

1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ПЕРЕВОЗКИ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ГРУЗОВ НА НАПРАВЛЕНИИ

1.1 Особенности транспортировки скоропортящихся грузов

В курсовой работе рассматриваем теплофизические и химические свойства перевозимого груза, технологические особенности и способы размещения его в вагонах, предельные значения температурного и влажностного режимов перевозки и хранения.

Для перевозки выбираем 4 вида груза:

1. Мясо охлаждённое – 20 %;

2. Рыба мороженая – 30%;

3. Картофель –25 %;

4. Колбаса полукопчёная – 25 %.

МЯСО ОХЛАЖДЁННОЕ. Охлаждённое мясо принимается к перевозке с послеубойным сроком хранения не более 4 суток. При погрузке оно должно иметь температуру в толще мышц у костей от 0 до +4 °С, сухую поверхность и корочку подсыхания без следов плесени, ослизнения и увлажнения. Общий срок его накопления и перевозки в летний и зимний периоды года не должен превышать 12 суток, а в переходный период – 14 суток.

Перевозка обрезной свинины в охлаждённом состоянии не допускается. Погрузка в вагоны мяса разрешается после осмотра их ветеринарным врачом органа Госветнадзора. О назначенном времени мяса и мясопродуктов грузоотправитель уведомляет местный орган Госветнадзора не менее чем за 24 часа до подачи вагонов под погрузку.

Мясо предъявляется грузоотправителем к перевозке только до той станции и в адрес того грузополучателя, которые указаны в ветеринарном свидетельстве.

Мясо охлаждённое перевозится в рефрижераторных вагонах в подвешенном состоянии на балках с крючками так, чтобы туши, полутуши и четвертины не прикасались между собой, с полом и со стенами вагона, правые половины полутуш и четвертин находились в одной стороне вагона от двери, а левые – в другой и их внутренние стороны были обращены к торцевой стене, на которой установлены приборы охлаждения. Температурный режим перевозки мяса охлаждённого от 0 до -3 °С без вентиляции.

РЫБА МОРОЖЕНАЯ. Предъявляемая к перевозке рыба мороженая при погрузке должна иметь температуру не выше -18 °С. Признаками доброкачественности рыбы мороженой является поверхность тела – чистая, естественной окраски; жабры – светло-красные или тёмно-красные; запах (после оттаивания) – свежей рыбы без порочащих признаков. Перевозка мороженой рыбы допускается только в упаковке: в ящиках, мешках продуктовых.

Дощатые и фанерные ящики с рыбой должны быть забиты и по торцам обтянуты стальной упаковочной лентой или стальной поволокой. Ящики из гофрированного картона с продукцией должны быть обтянуты стальной проволокой или оклеены клеевой лентой. Мешки с рыбой мороженной должны быть плотно зашиты.

Предельные сроки доставки рыбы мороженной: летний – 30 суток; переходный – 30 суток; зимний – 30 суток.

Рыба мороженая перевозится в рефрижераторных вагонах. Температурный режим перевозки рыбы мороженой от -6 до -12 °С, без вентиляции.

КАРТОФЕЛЬ. Картофель должен предъявляться к перевозке свежим, чистым, без механических повреждений и повреждений вредителями и болезнями, без изменений внешней влажности, а также однородными по степени зрелости в каждой повагонной партии.

Содержание в плодах токсических элементов, пестицидов и нитратов не должно превышать допустимые уровни, установленные медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Картофель должен быть упакован в тару. Картофель поздний должен быть упакован в ящики, ящичечные поддоны, тканевые и сетчатые мешки, а картофель ранний – в жёсткую тару. В период массовых заготовок по согласованию с грузоотправителем и грузополучателем допускается перевозка навалом в крытых вагонах позднего картофеля.

Картофель для длительного хранения перевозится только в таре.

Предельные сроки доставки картофеля раннего в крытых вагонах в июле – августе – 8 суток; картофеля позднего сентябрь – октябрь – 30 суток; картофеля позднего навалом сентябрь – октябрь – 15 суток.

Температурный режим перевозки от +2 до +5 °С, без вентиляции.

КОЛБАСА ПОЛУКОПЧЁНАЯ. Колбаса полукопчёная должна иметь чистую, сухую поверхность без повреждения оболочки. Консистенция полукопчёных колбас должна быть упругой, плотной. Колбасы полукопчёные должны предъявляться к перевозке с температурой от -4 до -9 °С.

Колбасы полукопчёные допускаются к перевозке с температурой от 0 до -4 °С с общим сроком их накопления и перевозки не более 15 суток.

Влажность полукопчёной колбасы указывают под наименованием груза, она не должна быть выше установленной стандартами (техническими условиями).Колбасы перевозятся упакованными в ящики. Предельный срок перевозки полукопчёной колбасы с температурой погрузки от -4 до -9 °С: в летний период – 20 суток; в переходный период – 25 суток; в зимний период – 25 суток.

Температурный перевозки от 0 до -3 °С, без вентиляции.

1.2 Разработка схемы маршрута, анализ климатических условий направления

На основании карты железных дорог и Тарифного руководства № 4 составляем схему кратчайшего маршрута заданного направления с указанием раздельных пунктов (пункты размещения пунктов экипировки РПС, транзитные технические станции, станции размещения рефрижераторных вагонных депо).

Пункты экипировки размещаются, исходя из расстояния безэкипировочного пробега и перечня станций их размещения на расстоянии 500 – 700 км.

Транзитные технические станции располагаются с учётом участков обращения локомотивов и протяжённости гарантийных участков, исходя из необходимости безопасного проследования вагонов в исправном состоянии в составе поезда.

В данной курсовой работе перевозка грузов осуществляется по направлению Свердловск-сортиров. – Чита – 1, схема кратчайшего маршрута приведена на рис.1.1.

Преобладающие температуры на данном направлении рассмотрим в таблице 1.1:

Таблица1.1 Ведомость маршрута и температурные условия перевозки

№ п/п	Наименование раздельных пунктов	Температура наружного воздуха		Расстояние между раздельными пунктами, км
		MAX	MIN
1	Свердловск – Сортир.	37	- 15,6	605
2	Ишим	33,5	-19,8	778
3	Чулымская	34	-22,1	903
4	Красноярск	39,4	- 18,2	1087
5	Иркутск – Сортиров.	34,4	- 20,9	1017
6	Чита - 1	37,5	- 27,4
Всего:				4390

СХЕМА КРАТЧАЙШЕГО МАРШРУТА НАПРАВЛЕНИЯ

Чита – 1 - Свердловск-сортиров.

- Станции погрузки, выгрузки

- Транзитные технические станции

- Пункты экипировки РПС

 - Стыковые пункты между дорогами

- Станции размещения рефрижераторных вагонных депо.

Руководствуясь рисунком 1.1, составляем таблицу 1.2, в которой указываем периоды года для направления Свердловск-сортиров.– Чита – 1, а затем в пункте 1.3 данной курсовой работы определяем предельные сроки перевозки грузов.

Наименование груза

Тип подвижного состава

Тара, способ укладки

Температурн. режим перевозки

Предельный срок перевозки, сутки

летний

зимний

переходный

летний

зимний

переходный

летний

зимний

переходный

летний

зимний

переходный

Мясо охлаждённое

5ваг. ИПС

На крюках в подвешенном состоянии

0 ; -3

12

14

12

Рыба мороженая

12ваг ИПС

ящики

-6 ;-12

30

30

30

Картофель

12ваг ИПС

ящики

+2 ;+5

20

30

15

Колбаса полукопчёная

5ваг. ИПС

ящики

0 ; -3

20

25

25

Таблица 1.2 Условия и особенности перевозки СПГ