CC BY
14
Mesnyankin Mark Vadimovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected]. Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Polytechnic Institute,
Kaiser Yuri Filippovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas,
Slipchenco Nikita Andreevich, postgraduate, slipchenko [email protected], Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas,
Sergienko Nikolai Evgenievich, student, [email protected], Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University, Institute of Oil and Gas
УДК 656.3
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-482-483
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ГРУЗОВЫХ ФРОНТОВ ПРИ ВЫГРУЗКЕ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ
В.В. Денисов, И.И. Кононов, М.В. Прусов
В данной статье рассматривается существующая технология разгрузки цемента из вагона-хоппера, с подачей его в технологическую линию. Рассмотрены недостатки существующей технологии и предложен вариант выгрузки цемента, а также любых сыпучих грузов из вагона-хоппера с помощью мобильного разгрузочного устройства, защищенного патентом РФ. Данное устройство можно применяться на любых путях необщего пользования, не имеющих приемных бункеров.
Ключевые слова: сыпучий груз, вагон-хоппер, выгрузка, разгрузочное устройство.
Эффективное выполнение транспортно-технологических операций с сыпучими грузами позволяют ускорить продвижение транспортных потоков в логистических системах.
Технология складной переработки незатаренных сыпучих грузов включает в себя выполнение четырех основных операций: выгрузка сыпучих грузов из вагона ^ подача в помещение склада ^ распределение и формирование штабелей сыпучих грузов в отсеках склада ^ отгрузка сыпучих грузов в транспортные средства [6]. Эффективность работы склада любого типа зависит от совершенства его технологии. Другими словами, это ряд механизированных операций, таких как разгрузка сыпучих грузов с транспортных средств, складирование их на складах по определенной схеме и организация условий хранения.
Ковшовый элеватор осуществляет подъем сыпучих грузов в бункера с затарочным механизмом, расположенным в нижней части бункера, являясь его продолжением. Тарированный сыпучий материал укладывается в штабели в два яруса и хранится до момента погрузки в транспортные средства для перевозки его к местам реализации.
Ковшовый элеватор (нория) предназначен для вертикального транспортирования сыпучих грузов и является промежуточным транспортным звеном загрузки складов, осуществляющим подъем цемента в расходные бункера [1]. Он состоит из тягового устройства (ремня или цепи), к которому крепится ковш. Лента приводится в движение барабаном, соединенным муфтой с приводным устройством. Необходимое усилие контакта ленты с барабаном обеспечивается весом движущихся частей конвейера и транспортируемого материала, а также воздействием натяжного устройства. Сыпучий материал подается в подъемный башмак через загрузочное отверстие, распределяется по ковшу, поднимается вверх и выгружается через загрузочное отверстие в головной части. Кожух подъемника оснащен люками для осмотра и ремонта навесного оборудования. Приводной блок нории оснащен тормозом для предотвращения непреднамеренного обратного движения ленты загруженного ковша под действием силы тяжести.
Существует два типа ковшовых элеваторов: вертикальные и наклонные. Наклонные подъемники могут либо свободно висеть, либо иметь поддерживаемую холостую ветвь.
Рабочие нити ленточных наклонных подъемников находятся на неподвижных роликах, а рабочие нити цепных наклонных подъемников находятся как на неподвижных роликах, так и, если цепь имеет ходовые ролики, на направляющих.
Вертикальные подъемники являются наиболее распространенными, они просты по конструкции и не требуют сложных кожухов или специальных опорных устройств для неработающих прядей. [7].
Вагон перевозится к фронту разгрузки. Цемент загружается в бункер, винтовой конвейер переносит груз к приемному желобу ковшового конвейера, ковшовый конвейер поднимается вертикально и загружается в бункер с помощью распределительного конвейера, из бункера груз попадает в фасовочную машину, где заполняются бумажные клапанные мешки. После заполнения мешки укладываются на поддоны, образуя транспортные мешки, транспортные мешки хранятся в зоне временного хранения, из зоны хранения транспортные мешки вилочным погрузчиком перегружаются в крытый вагон. Существующая схема разгрузки цемента и гипса показана на рис. 1 ниже.
В ходе детального изучения данной технологии были выявлены следующие недостатки:
- особые физико-механические свойства груза (цемента) делают гравитационную разгрузку вагона-хоппера менее устойчивой. Кроме того, необходимо вмешательство в процесс разгрузки, выражающееся в ударах по кузову вагона вблизи разгрузочной воронки и в стимулировании потока столбами через верхние загрузочные отверстия. Для выполнения этих задач, связанных с обеспечением безопасности, требуется как минимум два дополнительных работника;
- значительные затраты приходятся на обслуживание затопленных бункеров и винтовых конвейеров;
- существующая технология имеет один фронт разгрузки вагонов, что также негативно сказывается на разгрузочной способности;
- прямая перегрузка из вагона в грузовик требует использования всех имеющихся складских помещений.
Рис. 1. Схема переработки сыпучих грузов используемая на предприятии: 1 - саморазгружающийся вагон цементовоз; 2 - бункер для приема сыпучих грузов; 3 - транспортер; 4 - элеватор (нория); 5 -транспортер для распределения сыпучих грузов по емкостям для хранения; 6 - корпус из вертикальных емкостей (силосов); 7 - машина для затаривания в бумажные многослойные мешки; 8 -сформированные транспортные пакеты; 9 - автомобильный погрузчик; 10 - крытый вагон
Поэтому данный метод требует существенного пересмотра с целью экономии энергии и ресурсов, кроме того, существует еще один вопрос, касающийся безопасности геометрических параметров вагона-хоппера, который может быть поврежден под воздействием несанкционированных ударов во время разгрузки. [1].
Наряду со стационарными приемными устройствами также используются мобильные приемные устройства, как например, передвижные ленточные конвейеры, передвижные винтовые конвейеры.
Передвижные ленточные конвейеры предназначены для наклонного транспортирования насыпных и мелко штучных грузов. Передвижной ленточный конвейер в общем случае включает в себя: сварную раму, приводной и натяжной барабаны, грузонесущую ленту, ролики, привод, лебедку, колесные шасси и пусковую аппаратуру в соответствии с рис. 2.
Подача насыпного груза осуществляется в приемный лоток, натяжение ленты и регулировка ее положения - винтовым натяжным устройством, изменение высоты отгрузки - с помощью ручной лебедки с канатоблочной системой, по средствам которой перемещается верхняя часть подвижной опоры шасси и меняется наклон рамы конвейера к горизонту. В конвейере привод ленты осуществляется двухступенчатой клиноременной передачей, в других типах - посредством мотор - барабанов.
Рис. 2. Схема передвижного ленточного конвейера: 1 - грузонесущая лента; 2 - приемный лоток; 3 - рама;
4 - колесное шасси
При малых поставках сыпучих грузов применяются передвижные винтовые конвейеры которые используются для безбункерной разгрузки вагонов типа хоппер - цементовоз заполненных сыпучими грузами. Разгрузка осуществляется по очереди из каждой пары люков с одновременной загрузкой автомобильных транспортных средств.
Приемный конвейер состоит из приемного лотка с двумя шнеками диаметром 125 мм, наклонной трубы со шнеком и электропривода. Приемный лоток снабжен откидными бортами. Вращение горизонтальных шнеков осуществляется от привода через карданные передачи. Наклонный конвейер состоит из трубы со шнеком диаметром 250 мм, тележки с тремя колесами, электропривода и механизма изменения высоты отгрузки, рис. 3.
Рис. 3. Схема выгрузки сыпучих грузов из вагона хоппера с использованием наклонного винтового конвейера: 1 - наклонный винтовой конвейер; 2 - приемный лоток
В рабочем положении приемный конвейер устанавливается на рельсах под выгрузочным люком вагона поперек подъездного пути. Наклонный винтовой конвейер своим приемным патрубком устанавливается под разгрузочный патрубок приемного конвейера и соединяется с ним эластичным рукавом. Высота отгрузки наклонного конвейера устанавливается с помощью ручной тросовой лебедки.
Комплекс передвижных винтовых конвейеров может быть использован при небольших объемах поставок сыпучих грузов для разгрузки вагонов типа хоппер.
Разработка и внедрение нового мобильного разгрузочного оборудования позволит сократить капитальные вложения, связанные с проектированием складов для хранения сыпучих грузов, на строительство подрельсового приемного оборудования для разгрузки вагонов-хопперов, что позволит проводить разгрузочные работы сыпучих грузов как на железнодорожных путях общего пользования, так и на путях необщего пользования. Это будет возможно [2].
Выгрузка сыпучих грузов с использованием данного разгрузочного устройства может осуществляться непосредственно из вагонов в автомобили или в емкости для временного хранения.
Разгрузочное устройство предназначено для выгрузки сыпучих грузов из хопперов, с последовательной разгрузки люков, разгрузки транспортных средств методом вагон - вагон или транспортировки грузов на следующее транспортное звено технической линии. Разгрузочное устройство показано на схеме ниже, рис. 4.
Рис. 4. Предлагаемое разгрузочное устройство: 1 - приемный лоток; 2 -механические разрушители сводов;
3 - гибкий шнек пружинного типа; 4 - подъемные блоки; 5 - колесные пары; 6 - привод вращения шнека
Состоит разгрузочное устройство из приемного желоба с подпружиненным шнеком диаметром 100 мм. Боковые стенки разгрузочного устройства крепится сбоку на шарнире.
Шнек имеет электрический привод. Привод состоит из электродвигателя и муфты [3]. Разгрузчик может быть установлен на колесную пару с помощью подъемных блоков. Разгрузчик перемещается к месту разгрузки автомобилем. Разгрузчик спускается с кузова автомобиля по аппарели и устанавливается под разгрузочным люком бункера [4]. Затем крышка люка открывается, и груз попадает на приемный лоток, откуда с помощью шнека подается на пружинный транспортер, а затем в кузов автомобиля. Технологическая схема разгрузки вагонов - хопперов по прямому варианту вагон - автомобиль представлена на рис. 5.
4 - разгрузочное устройство; 5 - пружинный транспортер
В настоящее время существует множество технологических схем выгрузки и хранения сыпучих грузов из вагонов-хопперов. Разгрузочные операции в большинстве случаев выполняются на специализированных подъездных путях, поэтому возникает вопрос о наиболее рациональной технологической схеме выгрузки и хранении сыпучих грузов.
В технологической схеме выгрузки сыпучих грузов из вагонов - хопперов, с последующей загрузкой склада, в качестве приемного устройства используется разгрузчик, который не имеет стационарных устройств на железнодорожном полотне и легко монтируется в течение 30 минут под выгрузочными люками вагона.
Из разгрузочных люков сыпучий материал высыпается в приемный лоток разгрузочного устройства, откуда при помощи шнека подается в отводящий раструб, затем в норию (ковшовый элеватор).
Технологическая схема разгрузки вагонов - хопперов с последующей переработкой представлена на рис.
6, 7.
Важным фактором при выборе технологической схемы разгрузки вагонов-хопперов является мобильность разгрузочного устройства, а также ограниченность фронтов погрузки-выгрузки сыпучих грузов.
Внедрение нового мобильного разгрузчика позволит сократить капитальные вложения, связанные со строительством подрельсового приемного оборудования для разгрузки автомобилей-хопперов при проектировании
складов сыпучих грузов. Мобильный разгрузчик оснащен сводовым устройством, установленным в зоне разгрузочного люка транспортного средства по представленной схеме, поэтому для восстановления сыпучести выгружаемого груза не требуется дополнительного воздействия на кузов транспортного средства.
Применение данного способа позволяет осуществлять разгрузку и перегрузку сыпучих грузов в любом месте на дороге общего пользования. При этом увеличивается разгрузочная способность, появляется возможность дозированной разгрузки и использования вагонов в производстве в качестве оперативных складских емкостей. Все эти возможности применения предлагаемой схемы повышают ее привлекательность для клиентов и способствуют перераспределению доли грузовых перевозок в пользу железнодорожного транспорта.
разгрузчик; 3 -ковшовый транспортер; 4 - горизонтальный распределительный транспортер; 5 - силосный
корпус
Рис. 7. Предлагаемая технология выгрузки с перемещением на производство: 1 -передвижной разгрузчик сыпучих грузов; 2 - вагон-хоппер; 3 -ковшовый транспортер; 4 - горизонтальный распределительный
транспортер; 5 - силосный корпус
Заключение Внедрение новых мобильных разгрузчиков позволяет сократить капитальные вложения, связанные с проектированием складов для хранения сыпучих грузов и строительством подрельсовых приемных пунктов для разгрузки вагонов-хопперов. Мобильный разгрузчик оснащен устройством восстановления сыпучести, устанавливаемым в зоне разгрузочного люка автомобиля по представленной схеме, благодаря чему не требуется дополнительного воздействия на кузов транспортного средства для восстановления сыпучести выгружаемого груза.
Применение данного способа позволяет осуществлять разгрузку и перегрузку сыпучих грузов в любом месте на дороге общего пользования. При этом увеличится разгрузочная способность, появится возможность дозированной разгрузки и использования вагонов в производстве в качестве оперативных складских емкостей. Все эти возможности применения предлагаемой схемы повышают ее привлекательность для клиентов и способствуют перераспределению доли грузовых перевозок в пользу железнодорожного транспорта [5].
Список литературы
1. Клименко Е.Н. Обеспечение грузовых перевозок на железнодорожном транспорте: учеб. пособие. М.: ФГБУ ДПО «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2017. 125 с.
2. Совершенствование грузовой работы с массовыми сыпучими грузами на железнодорожном транспорте Журнал / Вестник транспорта Поволжья /СамГУПС. 2015 № 4 Денсов В.В., Третьяков Г.М., Кононов И.И.
3. Комплекс оборудования для разгрузки сыпучих материалов из бункеров. Патент Р.Ф. № 2216500 от 20 ноября 2003г. Авторы Денисов В.В., Третьяков Г.М. и др.
4. Горюшинский И.В., Кононов И.И., Денисов В.В., Горюшинская Е.В., Петрушкин Н.В.. Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах. / Под общей редакцией И.В. Горюшинского: Учебное пособие. Самара: СамГАПС, 2003. 232 с.
5. Альбом. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. М.: Транспорт, 1989. 175 с.
5. Тимошин А.А., Мачульский И.И., Голутвин В.А., Клейнерман А.Л., Копырина В.И. Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ: учебник для вузов ж.-д. транш./ под ред. А А. Тимошина, И.И. Мачульского. М.: Маршрут, 2013. 400 с.
Денисов Владимир Васильевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,
Кононов Иван Иванович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,
Прусов Максим Владимирович, канд. техн. наук, доцент, mak-prusov@yandex. ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения
IMPROVING THE TECHNICAL EQUIPMENT OF CARGO FRONTS WHEN UNLOADING BULK CARGO
V.V. Denisov, I.I. Kononov, M. V. Prusov
This article discusses the existing technology of unloading cement from a hopper car, with its supply to the production line. The disadvantages of the existing technology are considered and a variant of unloading cement, as well as any bulk cargo from a hopper car using a mobile unloading device protected by a patent of the Russian Federation is proposed. This device can be used on any non-public paths that do not have receiving bunkers.
Key words: bulk cargo, hopper car, unloading, unloading device.
Denisov Vladimir Vasilyevich, candidate of technical sciences, dоcent, [email protected], Russia, Samara, Samara State Transport University,
Kononov Ivan Ivanovich, candidate of technical sciences, dоcent, [email protected], Russia, Samara, Samara State Transport University,
Prusov Maxim Vladimirovich, candidate of technical sciences, dоcent, mak-prusov@yandex. ru, Russia, Samara, Samara State Transport University
