Способ гидравлической очистки железнодорожных полувагонов от примерзшего или налипшего сыпучего материала

 

Изобретение относится к технологии механизации погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожном транспорте. Способ гидравлической очистки полувагонов заключается в подаче полувагонов через гидроочистную установку в сквозном направлении со скоростью, обеспечивающей полноту их очистки, и направлении на разрушаемый массив материала передних клиновых и задних заградительных напорных струй. Клиновые струи направляют под острым углом к днищу полувагона для образования волны, обеспечивающей образование трещин в разрушаемом массиве и его скалывание, а заградительные струи направляют вертикально для образования заградительной волны, интенсифицирующей смыв гидросмеси из разрушенного материала через крайние люки, крышки которых приоткрыты с щелевым зазором и удерживаются проволочным кольцом с крючком. Смытый материал обезвоживается на конвейере со шпальтовыми ситами, а оборотная технологическая вода осветляется и очищается для возврата в замкнутый цикл очистки. Очищенный вагон подвергают сушке путем срыва влаги плоскими струями холодного сухого воздуха. Изобретение позволяет снизить энергоемкость и повысить эффективность очистки. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к технологии механизации погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожном транспорте, в частности к способам гидравлической очистки полувагонов от налипшего или примерзшего угля.

Известен способ гидравлической очистки полувагонов от примерзшего или налипшего сыпучего материала непрерывными струями воды, подаваемыми к насадкам с помощью насосов, при этом струи осуществляют разрушение слипшегося сыпучего материала в обособленном независимом режиме, т.е. на расстоянии, исключающем эффект повышения эффективности от их сближения (В.И. Гридюшко, В. П. Бугаев, Н. З. Криворучко "Вагонное хозяйство".- М.: Транспорт, 1983, с. 226-227).

Недостатком вышеуказанного способа разрушения является значительная потеря энергии вследствие растекания струй в радиальных направлениях в зоне их контакта с материалом. Особенно это проявляется при гидроочистке движущихся полувагонов, когда впереди струй находится фронтальный слой налипшего материала, а с тыльной стороны струи - очищенное пространство днища, в направлении которого происходит наибольшее растекание (утечка) потока воды, вызывая значительные потери гидравлической энергии.

Наиболее близким техническим решением, принятым нами за прототип, является способ гидравлической очистки железнодорожных полувагонов струями напорной воды через неподвижные насадки, подаваемой к насадкам с помощью насосов на наружные и внутренние поверхности полувагонов (В.И. Гридюшко, В.П. Бугаев, Н.З. Криворучко "Вагонное хозяйство".- М.: Транспорт, 1988, с. 266-267). Данный способ включает в себя подачу полувагона в мощную установку специальным транспортным конвейером, открывание люков днищ, смыв остатков груза и мусора напорной водой от насосов, транспортирование остатков сыпучих материалов и воды скребковым транспортом в бункер, отделение воды и осветление.

К недостаткам данного способа следует отнести недостаточную эффективность струйного разрушения налипшего или примерзшего сыпучего материала, недостаточную эффективность выделения сыпучего материала из пульпы, а также значительные затраты физических усилий человека при открывании и закрывании люков днищ полувагонов.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задач по повышению эффективности струйного разрушения налипшего или примерзшего сыпучего материала при гидравлической очистке полувагонов, по повышению эффективности обезвоживания сыпучего материала, а также по снижению затрат физических усилий человека при открывании и закрывании люков днищ полувагонов.

Решение поставленных задач достигается тем, что подачу партии полувагонов через гидроочистную установку осуществляют в сквозном направлении со скоростью, обеспечивающей полноту их очистки, при этом гидроочистку осуществляют путем одновременной подачи на разрушаемый массив сыпучего материала передних клиновых и задних заградительных напорных струй, причем клиновые струи направляют под острым углом к днищу полувагона для образования волны, обеспечивающей образование трещин в разрушаемом массиве и его скалывание, а заградительные струи направляют вертикально для образования заградительной волны, обеспечивающей дополнительный гидродинамический напор на смываемый материал, интенсифицирующий смыв гидросмеси из разрушенного материала через крайние люки, крышки которых приоткрыты с щелевым зазором, с последующим обезвоживанием материала на конвейере со шпальтовыми ситами и осветлением оборотной технологической воды путем гравитационного осаждения в осветлителе гибкими разновеликими по высоте перемычками, а очищенную воду возвращают в технологически замкнутый цикл очистки, причем очищенный вагон подвергают сушке путем срыва влаги плоскими струями холодного сухого воздуха.

Очистка производится при открытых на заданный зазор крайних люках, причем зазор обеспечивается специальным устройством, а замкнутый технологический цикл очистки вагонов обеспечивается тем, что обезвоживание разрушенного массива сыпучего материала производится на конвейере со шпальтовыми ситами и гибкими элементами очистки шпальтов, при этом осветление оборотной технологической воды производится прохождением технологической воды через гибкие разновеликие по высоте перемычки, образующие гравитационную волну, повышающую эффективность осаждения твердых частиц разрушенного массива сыпучего материала.

Действительно, поскольку гидроочистку осуществляют при закрытых 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, то при этом клиновые струи образуют волну, обеспечивающую образование трещин в разрушаемом массиве и его скалывание, а при направлении заградительных струй вертикально они образуют заградительную волну, которая обеспечивает дополнительный гидродинамический напор на смываемый материал, интенсифицирующий смыв гидросмеси из разрушенного материала через крайние приоткрытые на заданный зазор люки. При этом повышается эффективность очистки и снижается энергоемкость процесса разрушения слежавшихся или примерзших сыпучих материалов.

Поскольку процесс очистки производится при закрытых люках, интенсифицируется процесс разрушения и смыва сыпучего материала, а 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.

После отключения напорных струй воды в процесс включаются напорные струи холодного воздуха, которые, срывая влагу со стенок вагона, интенсифицируют процесс сушки.

Замкнутый технологический цикл обеспечивается тем, что гидросмесь, образующаяся в процессе очистки, направляется на обезвоживание с применением конвейера со шпальтовыми ситами и гибкими элементами очистки шпальтов, при этом осветление оборотной технологической воды производится прохождением технологической воды через гибкие разновеликие по высоте перемычки, образующие гравитационную волну, повышающую эффективность осаждения твердых частиц разрушенного массива сыпучего материала.

Только комплексное решение всех поставленных задач может дать желаемый результат. В данном изобретении в единую систему соединены процессы приоткрывания люков, непосредственной очистки полувагонов, обезвоживания получаемой гидросмеси, осветления технологической воды. В результате получаем замкнутый, экологически чистый, высокоэффективный процесс очистки железнодорожных полувагонов.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ гидравлической очистки железнодорожных полувагонов отличается тем, что очистку осуществляют в поточно-непрерывном движении в сквозном направлении при закрытых люках путем одновременной подачи на разрушаемый материал клиновых и заградительных напорных струй, первые из которых расположены перед вторыми, что обеспечивает дополнительный гидродинамический напор на смываемый материал, а удаление гидросмеси смываемого материала происходит через крайние приоткрытые на заданный зазор люки, последующее обезвоживание гидросмеси производится на конвейере со шпальтовыми ситами, а осветление оборотной технологической воды проводится гравитационным осаждением в осветлителе с гибкими разновеликими по высоте перемычками, после чего осветленная вода возвращается в замкнутый цикл очистки вагонов.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого 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 заявляемого решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан продольный разрез А-А по фиг. 2; на фиг. 2 - расположение струй, вид Б, вид сверху; на фиг. 3 - принципиальная схема механизма разрушения массива, вид В; на фиг. 4 - общая технологическая схема гидравлической очистки железнодорожных полувагонов от налипшего или примерзшего сыпучего материала; на фиг. 5 - сечение А-А по фиг. 4; на фиг. 6 - сечение Б-Б по фиг. 4; на фиг. 7, 8 - момент открывания люков при помощи шарнирно-рычажного механизма; на фиг. 9 - момент закрывания люков; на фиг. 10 - сечение Г-Г по фиг. 4.

Напорная вода насосами (фиг. 1-3) подается одновременно к насадкам a, установленным перпендикулярно к днищам полувагона и насадкам b, установленным под заданным острым углом к днищу полувагона, при этом наклонные струи с тыльной стороны подпираются струями первой группы насадков, в результате чего основной поток воды устремляется в сторону массива слипшегося материала в виде "гидроклина" c, отрывающего материал от днища большими кусками d, которые потоком воды выносятся из зоны разрушения к приоткрытым крайним люкам и далее в технологически замкнутый цикл. При этом основное количество люков полувагона закрыто, и лишь крайние люки приоткрыты на заданный зазор. Это позволяет интенсифицировать процесс смыва за счет увеличения мощности смываемого потока и увеличения массы воды, увлекающей за собой смываемый материал.

Угол α установки наклонных насадков регулируется оператором в зависимости от вида разрушаемого материала (уголь, щебень, песок и т.д.).

Технологическая схема (фиг. 4) включает гидроочистную установку 1, представляющую собой систему неподвижных гидромониторных насадков 2, установленных в две линии параллельно поперечной оси полувагона 3 и находящихся на определенном расстоянии друг от друга, одна из линий насадков 4 установлена под определенным углом к днищу, а вторая линия насадков 5 установлена перпендикулярно поверхности приоткрытых люков 6 днищ полувагонов 3. К насадкам 2 подается напорная вода по высоконапорному водоводу 6 от высоконапорного насоса 7. Поперечные трубы 4 и 5 расположены выше верхнего контура полувагона 3.

Технологией предусматривается самотечное гидротранспортирование сыпучего материала в виде пульпы по желобам 8, уложенным 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 и насосом 13, питающимся водой из отстойника осветленной воды 14, а для выдачи обезвоженного угля 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 отстойнике 17 установлены в два ряда, перегородки первого ряда 18 перекрывают поток воды от днища отстойника 17 на высоту, большую половины глубины, а перегородки второго ряда 19 перекрывают поток воды от верхнего уровня отстойника 17 на глубину, большую 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 21 для перелива осветленной воды. Сброс подрешетного продукта и воды осуществляют на желоб 22 и далее по трубопроводу 23 в бункер 9.

Способ реализуется следующим образом.

Полувагоны 3 с остатками налипшего или примерзшего сыпучего материала поступают в пункт их подготовки, где осуществляют открывание люков 6 днищ при помощи шарнирно-рычажного механизма 24, при этом люки открывают не полностью, а только на определенную величину с заданным щелевым зазором. Для удержания люка 6 в таком положении применяют проволочное кольцо 25 с крючком в нижней части, на который ложится крышка люка 6 днища полувагона 3. Открывание люков 6 днищ начинают с выбивания кувалдой закидки 26, сектора и планки 27 одного запора люка, затем устанавливают шарнирно-рычажный механизм 24 и выбивают кувалдой второй запор люка. Люк 6 днища полувагона 3 плавно опускается вниз на нужное расстояние. Фиксируют в этом положении люк с помощью проволочного кольца 25, которое надевают на выступ запора верхней частью, а нижняя часть с крючком оказывается под крышкой люка 6.

С такими открытыми на определенную величину крышками люков 6 полувагоны 3 подают к гидроочистной установке 1, где гидромониторными непрерывными струями, исходящими из насадков 2, осуществляют разрушение массива примерзшего и налипшего сыпучего материала, при этом струи из насадков 2 первой линии 4 разрушают массив под определенным углом, а струи второй линии 5 разрушают массив под прямым углом к поверхности открытых люков 6.

Разрушенный сыпучий материал (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 система 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 технологической воды.

В отстойник 14 введены всасы высоконапорного насоса 7 для подачи воды к насадкам 2 гидроочистной установки 1 и низконапорного насоса 13 для подачи воды к смывным насадкам 11. Схема функционирует в замкнутом режиме.

Через определенные промежутки времени отключают насосы, очищают отстойники. Полученный обезвоженный сыпучий материал также отправляют потребителю.

Использование предлагаемого технического решения позволит значительно повысить эффективность струйного разрушения налипшего или примерзшего сыпучего материала при гидравлической очистке полувагонов, значительно повысить эффективность обезвоживания сыпучего материала и осветления технологической воды, а также значительно снизить физические усилия человека при открывании и закрывании люков днищ полувагонов. В предлагаемом изобретении отдельные операции соединены в eдиную систему, которая позволяет комплексно решить большую проблему - очистку железнодорожных полувагонов.

Формула изобретения

1. Способ гидравлической очистки полувагонов от примерзшего или налипшего сыпучего материала непрерывными напорными струями воды и его удаление, отличающийся тем, что подачу полувагонов через гидроочистную установку осуществляют в сквозном направлении со скоростью, обеспечивающей полноту их очистки, при этом гидравлическую очистку осуществляют путем одновременной подачи на разрушаемый массив сыпучего материала передних клиновых и задних заградительных напорных струй, причем клиновые струи направляют под острым углом к днищу полувагона для образования волны, обеспечивающей образование трещин в разрушаемом массиве и его скалывание, а заградительные струи направляют вертикально для образования заградительной волны, обеспечивающей дополнительный гидродинамический напор на смываемый материал, интенсифицирующий смыв гидросмеси из разрушенного материала через крайние люки, крышки которых приоткрыты с щелевым зазором, с последующим обезвоживанием материала на конвейере со шпальтовыми ситами и осветлением оборотной технологической воды путем гравитационного осаждения в осветлителе гибкими разновеликими по высоте перемычками, а очищенную воду возвращают в технологически замкнутый цикл очистки, причем очищенный вагон подвергают сушке путем срыва влаги плоскими струями холодного сухого воздуха.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что крышки люков удерживают с щелевым зазором проволочным кольцом с крючком в нижней части, на который ложится крышка люка.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что конвейер со шпальтовыми ситами оборудован гибкими элементами очистки шпальтов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10