12 Технология восстановления сыпучести смёрзшихся грузов при выгрузке

В пунктах погрузки грузоотправители должны иметь лиц, ответственных за осуществление профилактических мер против смерзания грузов.

При дальних перевозках грузов в условиях низких температур окружающего воздуха, меняющихся климатических и метеорологических условиях (особенно в переходные периоды года), грузополучатели оснащают свои пункты выгрузки смерзающихся грузов средствами разогрева или механического рыхления для восстановления сыпучести таких грузов.

Восстановление сыпучести грузов достигается двумя спосо­бами (разогревом и дроблением), имеющими свои достоинства и недостатки. Объективную оценку процессов разогрева и дроб­ления, показатели, по которым будет производиться оценка способов и средств восстановления сыпучести смерзшихся грузов, должны дать инженерные расчеты. Основным показа­телем, характеризующим любой процесс, является его продол­жительность, вторым, не менее важным — удельные затраты энергии и третьим, обобщающим показателем являются приве­денные затраты на тонну выгруженного груза.

Разогрев смерзшихся грузов может осуществляться в кон­вективных тепляках, на установках с газовыми инфракрасными излучателями (ГИИ), на установках смешанного типа: конвек­тивного обогрева и инфракрасного излучения (ВТИ).

Основными факторами, определяющими процесс разогрева смерзшихся в железнодорожных вагонах грузов, являются: плотность теплового потока, теплофизические свойства груза и теплофизические свойства обогреваемых поверхностей вагона.

Плотность теплового потока в разогреваемом грузе опреде­ляется теплофизическими свойствами теплоносителя и груза, способом передачи тепла обогреваемой поверхности и перепа­дом температур между материалом и обогреваемыми поверхно­стями. Способ разогрева определяет вид теплоносителя. Так, в конвективных тепляках в качестве теплоносителя в основном' используются продукты сгорания топлива (коксовый, доменный, природный газ и, реже, мазут), нагретый воздух от калорифе­ров, обогреваемых паром.

В конвективных тепляках создается плотность теплового потока до 8,1 кВт/м². Повысить мощность теплового потока можно путем увеличения количества циркулирующего тепло­носителя. Однако это связано со значительным расходом элект­роэнергии на работу вентиляторов.

Передача тепла на обогреваемые поверхности излучением позволяет получить более высокую плотность теплового потока (до 14 кВт/м²) по сравнению с конвективным тепляком и иметь уже в начальный период разогрева значительно большие пере­пады температур между обогреваемыми поверхностями и гру­зом.

Разогревающие устройства.

Наиболее широко для разогрева смерзшихся грузов приме­няются конвективные гаражи (тепляки) размораживания. Кон­вективный гараж представляет собой капитальное здание с мощными теплообменниками и вентиляцией, внутри которого расположены раздельно по секциям железнодорожные пути для подачи и разогрева вагонов. Конвекция - это передача теплоты нагретыми потоками газа (или жидкости) из одних участков занимаемого объема в другие.

Рис. Обогрев для пленочного или полного размораживания вагона.

Теплоносителями, как правило, являются продукты сгорания природного, коксового, доменного газов, реже мазута, иногда теплый воздух, нагреваемый в калориферах. Продукты сгорания или подогретый воздух подаются вентиляторами в разводящие панели и через сопла направляются на поверхность кузова по­лувагона. В большинстве случаев конвективные гаражи рас­считаны на 16 или 32 полувагона грузоподъемностью 60 т.

Температура в секциях конвективных гаражей должна быть не выше 130⁰ С, причем не все детали полувагона могут нагре­ваться до этой температуры.

Рисунок - Гараж-размораживатель смёрзшихся грузов:

В «тепляках» из теплоносителей выдувается горячий воздух с температурой t_возд = 100…200°С, или отработанная смесь газа с воздухом подаётся в эти трубы. Разогрев вагонов с грузом происходит за 1…5 часов. Здесь водопроводные трубы необходимы для того, чтобы у вагона не потрескались краски и не деформировались особо ответственные детали вагона (тормозные цилиндры, колёсные пары и др.).

Более эффективными, чем конвективные, являются топляки смешанного типа: с конвективным и инфракрасным разогревом. Он обеспечивает одновременный разогрев восьми 4-осных полувагонов.

Пар, имеющий температуру до 180°С, под давлением от 0,5 до 1,3 МПа из турбин поступает по паропроводу 3 (размером 13X4 мм), расположенному на эстакаде. В середине тепляка паропровод разделяется на две части и каждое его ответвление питает четыре секции тепляка.

Рисунок – Тепляк комбинированного типа

Используются «тепляки», где разогрев вагонов со смёрзшимся грузом осуществляется посредством теплового излучения. Тепловое излучение - это электромагнитное излучение нагретого тела, обусловленное так называемым возбужденным состоянием его атомов и молекул, наступающим вследствие их столкновений при тепловом движении из невидимых инфракрасных лучей. При этом груз поглощает излучаемые тепло-электронагревателями (ТЭН) инфракрасные лучи, из-за чего и разогревается. Здесь получается направленный разогрев, который схематически показан на рис.

Рисунок - «Тепляк» с направленным разогревом

При этом разогрев вагонов со смёрзшимся грузом осуществляется ТЭНами, тепло которых рассеивается внутри «тепляка» рефлекторами (алюминиевыми отражателями). В полувагоне груз выступает на 200 мм выше уровня кузова. Поверхность груза нагревается инфракрасными лучами до глубины 300 мм. Такая технология используется при небольшой степени смерзаемости грузов.

Рыхлители механического действия.

В случае поступления на грузовой пункт смёрзшихся в вагонах грузов в зависимости от степени смерзания могут быть использованы виброрыхлители, выполняемые в виде навесного сменного оборудования к козловым кранам или стационарным устройствам. Кроме того, по этой технологии сыпучести смёрзшихся грузов восстанавливаются с использованием следующих типов установок:

1-й тип установок. С использованием бурорыхлительной машины (БРМ), где бурение совмещается с разгрузкой.

Рисунок – Стационарная бурорыхлительная машина.

Установка начинает работать после открытия люков полувагонов. Портал перемещается по рельсам. Под портал подают полувагоны. Машинист включает электродвигатель лебёдки, установленный на портале, после чего рама машины, закреплённая на тросах, опускается вниз так, чтобы буры касались верхней части смёрзшегося груза. Затем машинист включает электродвигатели, которые приводят во вращение буры.

Бурорыхлительная машина разрушает и выгружает основ­ную массу груза. Однако у бортов и на крышках люков полува­гонов еще остается часть материала. Для очистки полувагонов от остатков смерзшегося груза применяют другие механизмы, например накладные вибраторы, которые, как правило, устанавливают позади бурорыхлительной установки.

2-й тип установок. Виброрыхлитель (виброразгрузчик), который рыхлит груз посредством вибрации. Виброрыхлитель бывает двух типов – навесной (на кранах козловом, мостовом и стреловом на железнодорожном ходу) и портальный. Рассмотрим виброрыхлитель, навешенный на раму козлового крана КДКК-10.

Вагоны устанавливаются на повышенных путях. Виброрыхлитель навешивается на тросах козлового крана КДКК-10. Вначале крановщик на тросах крана опускает плиту виброрыхлителя на обвязочный пояс полувагона. После этого включается электродвигатель вибратора. Вибратор, разрушая смёрзшийся насыпной груз, восстанавливает его сыпучесть. Кроме того, виброрыхлитель ещё используется как очиститель вагона от остатков насыпных грузов.

Рисунок - Разгрузочный фронт с виброрыхлителем

3-й тип установок. Виброударные установки конструкции ВНИИЖТ, или вибромолот. Эта навесная установка может применяться на повышенном пути с использованием козлового крана КДКК-10.

Рисунок – Самоходный рыхлитель

Виброударная установка предназна­чена для рыхления и выгрузки смерзшихся в открытом желез­нодорожном подвижном составе сыпучих грузов на приемных устройствах, не имеющих решеток (эстакадных и эстакадно-траншейных).

4-й тип установок. Термобурорыхлители, которые сочетают высокую температуру с бурорыхлением. Здесь значительный расход электроэнергии. Такой тип установок пока на практике не нашел применения.