Комплекс гидравлической очистки железнодорожных полувагонов

 

Изобретение относится к устройствам для очистки транспортных средств, в частности для гидравлической очистки. Комплекс гидравлической очистки внутренних и наружных поверхностей железнодорожных полувагонов (3) и элементов подвижного состава включает гидроочистную установку, систему подачи жидкости, систему очистки и регенерации жидкости, обезвоживающие устройства. Гидроочистная установка снабжена струеформирующими насадками (1) для подачи жидкости под давлением, расположенными в парные параллельные линии длиной не более ширины вагона, первые из которых направлены под углом к разрушаемому массиву, а вторые ориентированы перпендикулярно основанию вагона, образуя заградительную волну, обеспечивающую дополнительный гидродинамический напор на смываемый материал. Открывание и закрывание на заданный зазор люков полувагонов обеспечивается гибким кольцом фиксации стопоров. Обезвоживающее устройство комплекса снабжено скребковым конвейером с участком шпальтовых сит в его наклонной части, при этом скребки снабжены гибкими очистителями, например из резины. Емкости системы осветления технологической воды снабжены разновеликими по высоте гибкими перемычками. Комплекс содержит устройство для плоскоструйного срыва влаги с поверхности вагона и оснащен осевыми напорными вентиляторами для удаления снега и пыли. Струеформирующий насадок выполнен с плоской щелью с возможностью выхода через нее струи жидкости с эластичными фракционными компонентами с уступчатой поверхностью. Изобретение повышает эффективность и снижает трудоемкость. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к механизации погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожном транспорте, в частности к устройствам по гидравлической очистке железнодорожных полувагонов от налипшего или примерзшего сыпучего материала.

Известен способ гидравлической очистки вагонеток одно- или многосопловым монитором ("Рудничный транспорт и механизация вспомогательных работ", под редакцией Б.Ф.Братченко, М., "Недра", 1978 г.). Данная установка включает в себя подачу вагонеток к месту гидравлической очистки, установку вагонетки на площадку, представляющую собой участок рельсового пути, устройство для захвата вагонеток за буксы и поворота до положения, обеспечивающего сток воды из вагонетки, т.е. примерно 120-150^o, гидромонитор, который свободно перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях по всей длине вагонетки. Под вагонеткой устанавливают дополнительную вагонетку, в которую сливаются вода и шлам, вода уходит через отверстия в кузове в водосборник, а шлам остается в вагонетке. Заполненная шламом вагонетка заменяется порожней.

К недостаткам данного устройства следует отнести трудоемкость процесса переворота вагона и малую производительность, а также значительное количество негабаритов, которые свободно проходят через открытые люки и непригодны для дальнейшего гидротранспортирования и переработки, что затрудняет обеспечение замкнутого технологического цикла.

Наиболее близким техническим решением, принятым нами за прототип, является установка для обмывки полувагонов (В.И.Гридюшко, В.П.Бугаев, Н.З. Криворучко "Вагонное хозяйство", М., "Транспорт", 1988).

Установка состоит из рампы внутренней обмывки, рампы наружной обмывки, рампы смыва остатков груза и мусора, гидравлической системы, очистных устройств, ангара, транспортного конвейера, скребкового конвейера для сбора в бункер смываемого материала.

К недостатком данного устройства следует отнести недостаточную эффективность и производительность очистки железнодорожных полувагонов от налипшего или примерзшего сыпучего материала, а также возможность выхода негабаритов через открытые люки, что затрудняет процесс гидротранспортирования смываемого материала.

Задачами, поставленными перед данным изобретением, являются: повышение эффективности и снижение трудоемкости очистки вагонов, а также обеспечение замкнутого технологического цикла.

Поставленные задачи решаются тем, что предлагаемый гидроочистной комплекс снабжен струеформирующими насадками для подачи жидкости под давлением, расположенными в парные параллельные линии длиной не более ширины вагона, первые из которых расположены перед вторыми и направлены под углом к разрушаемому массиву, а вторые ориентированы перпендикулярно основанию вагона, при этом струеформирующий насадок выполнен с плоской щелью с возможностью выхода через нее струи жидкости с эластичными фракционными компонентами с уступчатой поверхностью, кроме того комплекс снабжен устройством для открывания на заданный зазор люков полувагонов в виде проволочного кольца и гибкого кольца фиксации стопоров, что обеспечивает открытие люков на определенный зазор и задерживает выход негабаритов, непригодных для дальнейшей транспортировки. А также поставленные задачи решаются тем, что обезвоживающее устройство комплекса снабжено скребковым конвейером с участком шпальтовых сит в его наклонной части, при этом скребки снабжены гибкими очистителями, например из резины, а емкости системы осветления технологической воды снабжены разновеликими по высоте гибкими перемычками. Кроме того, комплекс снабжен устройством для плоскоструйного срыва влаги с поверхности вагона, и в состав комплекса включена каскадная система насосов, соединенных последовательно и параллельно с производительностью 500 - 1000 м³/час и давлением 3-10 МПа для дискретной регулировки подачи воды, а также этот комплекс оснащен осевыми напорными вентиляторами для удаления снега и пыли для предварительной очистки.

Действительно, гидроочистку осуществляют при открытых на заданный зазор люках путем одновременной подачи на разрушаемый массив сыпучего материала передних клиновых и задних заградительных напорных струй, расставленных по фронту полувагона в две линии, направляя клиновые струи к днищу полувагона под острым углом, при этом клиновые струи образуют волну, обеспечивающую образование трещин в разрушаемом массиве и его скалывание, а заградительные струи направляют вертикально, при этом они образуют заградительную волну, обеспечивающую дополнительный гидродинамический напор на смываемый материал, интенсифицирующий смыв гидросмеси из разрушенного материала через крайние приоткрытые на заданный зазор люки, позволяя не только значительно повысить эффективность струйного разрушения налипшего или примерзшего сыпучего материала, но и затрудняя прохождение через приоткрытые на заданный зазор люки негабаритных кусков разрушаемого материала, что облегчает дальнейшую переработку пульпы (смесь разрушенного сыпучего материала с водой) и позволяет механизировать процесс и обеспечить замкнутый технологический цикл.

Применение шарнирно-рычажного устройства для открывания и закрывания люков днищ полувагонов значительно снижает затраты физических усилий человека и сокращает время, затрачиваемое человеком на открывание и закрывание люков вручную. Применение проволочного кольца дает возможность управлять люками, т.е. открывать их на определенную величину с заданным щелевым зазором, требуемым для гидравлической очистки полувагонов и исключающим выход негабаритов.

Применение двухстадийного процесса обезвоживания, первая стадия которого служит для обезвоживания крупных частиц сыпучего материала, а вторая для обезвоживания мелких частиц, дает возможность значительно эффективнее обезвоживать сыпучий материал, извлеченный из железнодорожных полувагонов. При первой стадии обезвоживание происходит на комплексе предварительного обезвоживания, включающего в себя скребковый обезвоживающий конвейер со шпальтовыми ситами и скребками, снабженными гибкими элементами, очищающими сита в процессе прохождения по ним сыпучего материала и повышающими эффективность процесса обезвоживания. А вторая стадия обезвоживания пульпы происходит в результате осветления технологической воды, осуществляемой в две стадии, что делает воду пригодной для дальнейшего циркулирования в замкнутом цикле, а оставшаяся мелкая фракция сыпучего материала практически полностью обезвоживается.

За счет того, что в комплекс включена каскадная система насосов, соединенных параллельно и последовательно с производительностью 500 - 1000 м³/час и давлением 3-10 МПа для дискретной регулировки подачи воды, обеспечивается бесперебойное снабжение технологической водой всех систем комплекса.

Кроме вышеперечисленного, комплекс снабжен системой предварительной очистки, которая включает в себя осевые напорные вентиляторы для удаления снега и пыли, что упрощает процесс дальнейшей очистки.

А также комплекс содержит устройство для плоскоструйного срыва влаги с поверхности вагона, что завершает процесс очистки и делает железнодорожные полувагоны полностью пригодными для дальнейшей эксплуатации.

Кроме того, необходимо отметить, что для повышения эффективности гидроочистки струеформирующий насадок гидроочистной установки выполнен с плоской щелью с возможностью выхода через нее струи жидкости с эластичными фракционными компонентами с уступчатой поверхностью, что позволяет значительно повысить эффективность струйного разрушения налипшего или примерзшего сыпучего материала.

Таким образом, заявляемый комплекс соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид комплекса гидравлической очистки железнодорожных полувагонов, на фиг.2 - сечение А-А фиг. 1, на фиг.3 - сечение Б-Б фиг. 1, на фиг.4 изображен момент открывания люков при помощи шарнирно-рычажного механизма, на фиг. 5 изображен момент закрывания люков, на фиг.6 - вид В фиг. 1, на фиг. 7 - сечение Г-Г фиг.1.

Технологическая схема комплекса (фиг. 1) включает в себя устройство для предварительной очистки полувагона от снега и пыли представляющее собой систему осевых напорных вентиляторов 29, гидроочистную установку представляющую собой систему неподвижных гидромониторных насадков 1 и 2, установленных парными параллельными линиями длиной не более ширины вагона, причем насадки 2 направлены под углом к разрушаемому массиву, а насадки 1 ориентированы перпендикулярно основанию вагона. К насадкам 1 и 2 подается напорная вода по высоконапорному водоводу 6 от каскадной системы насосов 7,13.

Технологией предусмотрено самотечное гидротранспортирование сыпучего материала в виде пульпы по системе желобов 8, уложенных с уклоном, равным 0,07, до механизированного бункера 9 со скребковым обезвоживающим конвейером 10 с наклонно-ситовым участком. Для промывки желобов 8 предусмотрены смывные насадки 11 с низконапорным водоводом 12, питающимся технологической водой через систему каскадных насосов 7,13 из отстойника осветленной воды 14, а для выдачи сыпучего материала на открытый склад предусмотрен конвейер 15. Слив воды из механизированного бункера 9 осуществляется по трубопроводу 16 в первый отстойник 17 с чередующимися поперечными перегородками. Перегородки в этом отстойнике 17 установлены в два ряда, перегородки первого ряда 18 перекрывают поток воды от днищ отстойника 17 на высоту более половины глубины, а перегородки второго ряда 19 перекрывают поток воды от верхнего уровня отстойника 17 на глубину более половины глубины отстойника 17. После первой стадии осветления в отстойнике 17 вода попадает в отстойник 14, в котором осуществляют вторую стадию осветления, для чего в отстойнике 14 установлена продольная перегородка 20 с окнами для перелива осветленной воды. Сброс осевшего сыпучего материала осуществляют с помощью скребкового конвейера, а осветленную воду с помощью каскадной системы насосов направляют вновь по замкнутому технологическому циклу.

На конечной ступени комплекса установлено сопло 28 для плоскоструйного срыва влаги с поверхности вагона, соединенное пневмоприводом с пневмоустановкой 26.

Комплекс гидравлической очистки полувагонов работает следующим образом.

Полувагоны 3 с остатками налипшего или примерзшего сыпучего материала поступают в пункт их подготовки, где осуществляют механическое открывание люков 6 днищ полувагонов при помощи шарнирно-рычажного устройства 24, причем люки устанавливают под определенным углом к днищу с заданным щелевым зазором, это достигается при помощи проволочного кольца 25, которое одевается верхней частью на выступающую часть запора, а нижняя часть с крючком оказывается под крышкой люка полувагона. С такими зафиксированными на определенный зазор крышками люков 6 полувагоны 3 подают к гидроочистной установке 1, где гидромониторными непрерывными струями, исходящими из неподвижных насадков 1 и 2 осуществляют разрушение массива примерзшего и налипшего сыпучего материала, при этом струи из насадков 2 разрушают массив под определенным углом, а струи второй линии 1 разрушают массив под прямым углом, образуя заградительную волну, обеспечивающую дополнительный гидродинамический напор на смываемый материал, интенсифицирующий смыв гидросмеси из разрушенного материала через крайние, приоткрытые на заданный зазор люки 6.

Полувагон 3, пройдя через гидроочистную установку, подвергается сушке с помощью сопла 28 для плоскоструйного срыва влаги.

Разрушенный сыпучий материал с водой (пульпа) попадает на желоба 8, по которым направляется в механизированный бункер 9, оборудованный скребковым обезвоживающим конвейером 10 с наклонно-ситовым участком, на котором происходит первая стадия обезвоживания пульпы (надрешетного продукта класс +0,25 мм) и сброс воды с подрешетным продуктом (класс -0,25) на желоб 22 и далее по трубопроводу 23 снова в бункер 9. Обезвоженный сыпучий материал по конвейеру 15 направляется на открытый склад и далее потребителю.

Из механизированного бункера 9 технологическая вода при достижении верхнего уровня сливается в первый отстойник 17, оборудованный поперечными перегородками 18 и 19, проходя между которыми, технологическая вода проходит первую стадию осветления. Затем осветленная вода попадает во второй отстойник 14 с продольной перегородкой 20 с окнами 21 в верхней части, здесь происходит вторая стадия осветления.

В отстойник 14 введены всасы каскадной системы насосов 7 и 13 для подачи воды в технологический замкнутый цикл, таким образом технологическая схема комплекса функционирует в замкнутом режиме.

Формула изобретения

1. Комплекс гидравлической очистки внутренних и наружных поверхностей железнодорожных полувагонов и элементов подвижного состава, включающий гидроочистную установку, систему подачи жидкости, систему очистки и регенерации жидкости, обезвоживающие устройства, отличающийся тем, что гидроочистная установка снабжена струеформирующими насадками для подачи жидкости под давлением, расположенными в парные параллельные линии длиной не более ширины вагона, первые из которых направлены под углом к разрушаемому массиву, а вторые ориентированы перпендикулярно основанию вагона, образуя заградительную волну, обеспечивающую дополнительный гидродинамический напор на смываемый материал.

2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен устройством для открывания и закрывания на заданный зазор люков полувагонов с помощью гибкого кольца фиксации стопоров.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что обезвоживающее устройство комплекса снабжено скребковым конвейером с участком шпальтовых сит в его наклонной части, при этом скребки снабжены гибкими очистителями, например из резины.

4. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что емкости системы осветления технологической воды снабжены разновеликими по высоте гибкими перемычками.

5. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он содержит устройство для плоскоструйного срыва влаги с поверхности вагона.

6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что он оснащен осевыми напорными вентиляторами для удаления снега и пыли.

7. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что струеформирующий насадок выполнен с плоской щелью с возможностью выхода через нее струи жидкости с эластичными фракционными компонентами с уступчатой поверхностью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7