Вагон-хоппер

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к вагонам для перевозки сыпучих материалов. Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача по созданию конструкции вагон-хоппера, форма кузова которого дает оптимальную возможность истекания цемента при выгрузке и обеспечения полной без остатков выгрузки груза из вагона, повышению прочности конструкции в целом и его конструктивных элементов в отдельности, а именно крыши и разгрузочных бункеров, улучшению герметичности вагона, плотности и легкости закрывания погрузочных и выгрузочных люков, обеспечению сохранности перевозимого груза за счет ликвидации просыпания цемента и исключения попадания влаги из атмосферы. Вагон-хоппер содержит ходовые тележки 1, раму 2, кузов 3, бункера 4 с разгрузочными люками 5, механизм разгрузки 6, тормозную систему 7 и автосцепное устройство 8. Кузов 3 выполнен из боковых стенок 9 со стойками 10 и торцевых стенок 11 с подкрепляющими элементами, крыши 12 с загрузочными люками 13. Боковые стенки 9 выполнены по дуге окружности, радиус которой выполнен в пределах, равным 4688-4700 мм. Крыша 12 также выполнена по дуге окружности с радиусом, равным 2998- 3010 мм. Во внутрь кузова введены четыре раскоса 14,15, каждая пара которых соединена с корпусом кузова и между собой посредством пластин 16 и образуют крестовины, позволяющие увеличить прочность кузова. Причем раскосы 14, 15 соединены в верхней части кузова с помощью стяжек 17. При этом образованные крестовины из раскосов 14, 15 располагаются от оси симметрии кузова на расстоянии 600 - 1000 мм.

Во внутрь кузова введены дополнительные стяжки 18, которые установлены параллельно стяжкам 17, соединяющим раскосы 14, 15, которые также обеспечивают дополнительное повышение прочности кузова, как при погрузке-выгрузке, так и в процессе движения вагона. Бункера 4 выполнены из стенок-листов с ребрами жесткости 19, установленными по внешней стороне бункера 4. При этом загрузочные люки 13 выполнены круглыми с лабиринтным уплотнением 20, а разгрузочные люки 5 в бункерах 4 - квадратными с лабиринтными уплотнениями 21 и резиновыми прокладками 22, крышки 23 которых усилены также ребрами жесткости 24. Крышки 25 загрузочных люков выполнены с запорным 26 и блокировочным 27 механизмами. Торцевая стенка 11 кузова 3 от ее вертикального листа 28 подкреплена четырьмя вертикальными балками 29, соединенными между собой поперечинами 30, две крайние вертикальные балки 29 подкреплены наклонными балками 31, соединенными между собой поперечной балкой 32 и закреплены к шкворневой балке рамы 2, а две средние вертикальные балки 29 подкреплены упорными раскосами 33, закрепленными также к шкворневой балке. Тормозная система 7 вагон-хоппера выполнена раздельной для каждой ходовой тележки 1. Предлагаемая геометрия построения конфигурации и внутренней конструкции кузова позволяет исключить недостатки серийно-выпускаемых вагон-хопперов. Предложенная форма кузова дает оптимальную возможность истекания цемента при выгрузке и обеспечивает полную, без остатков, выгрузку груза из вагона. Предлагаемое конструктивное исполнение выгрузочных бункеров, а, именно увеличение прочности соединения кузова с выгрузочными бункерами, позволяет выдерживать нагрузки от вибратора и ударные

нагрузки на стенки бункера и исключить их деформацию в процессе эксплуатации и, соответственно уменьшить коррозию и трещины. На вагон-хоппере обеспечена надежная плотность закрывания крышек разгрузочных люков, позволяющая не допустить деформации посадочного места крышки, а введенные резиновые уплотнения исключают возможность попадания атмосферной влаги внутрь вагона. Предлагаемое конструктивное решение исполнения крыши кузова с увеличением прочности и уменьшением ее геометрических размеров позволило увеличить жесткость конструкции и исключить прогибания вовнутрь в процессе выгрузке цемента и, соответственно, на 25% увеличить ее коррозийную стойкость. За счет усиления соединения крыши и погрузочных люков исключается возможность их деформации и повреждения в процессе эксплуатации. Использованная конструкция механизма открывания - закрывания выгрузочных люков обеспечивает надежность работы механизма и возможность осуществления дозированной выгрузки. Выполнение крышек загрузочных люков с запорным и блокировочным механизмами улучшает условия эксплуатации и дает возможность одновременного закрывания всех загрузочных люков и контроля доступа посторонних лиц. Выполнение тормозной системы раздельной для каждой тележки позволило уменьшить ее инерционность, улучшить безопасность и условия эксплуатации. Предложенная конструкция вагон-хоппера позволила решить основные проблемы, связанные с организацией погрузки и выгрузки на предприятиях производителей цемента и строительных материалов, а также перевозки цемента железнодорожным транспортом насыпью в вагонах-цементовозах, и в целом позволяет повысить производительность, долговечность, надежность, безопасность и улучшить условия эксплуатации.

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к вагонам для перевозки сыпучих материалов.

Известен вагон для перевозки сыпучих грузов, который содержит ходовые части, воспринимающие нагрузки от кузова, состоящего из крыши с верхними загрузочными люками и бункеров с нижними разгрузочными люками, торцевых стен с раскосами и боковых стен со стойками, через раму, включающую в себя хребтовую балку с закрепленными на ней шкворневыми балками, концевые части которых связаны между собой продольными балками. Каждая продольная балка выполнена из двух соединенных между собой швеллеров. На верхней поверхности продольной балки установлен уголковый профиль, соединяющий стойки боковых стен. В верхних концевых частях внутренних вертикальных листов шкворневых балок выполнен вырез. Продольная балка установлена с зазором по отношению к наружному вертикальному листу шкворневой балки. [1]

Известен четырехосный крытый вагон-хоппер для перевозки цемента, который имеет в нижней части кузова два двойных бункера с четырьмя разгрузочными люками, обеспечивающими разгрузку в приемные устройства, расположенные между рельсами. В крыше вагона имеются шесть загрузочных люков. Торцевые стены наклонены под углом 50°, а рама кузова вагона состоит из хребтовой, двух боковых, двух шкворневых, двух средних и двух концевых балок. Боковая стена кузова имеет верхний пояс, две шкворневые стойки замкнутого сечения, промежуточные стойки и

обшивку. На внутренней поверхности боковой стены выполнены ступени для спуска внутрь кузова. Наклонная торцевая стена состоит из трех стоек и обшивки. В нижней части стена усилена поясом коробчатого сечения. Крыша вагона выполнена из девяти дуг, обшитых гофрированными листами. Открывание и закрывание крышек разгрузочных люков производится при помощи механизма разгрузки, состоящего из двух винтовых приводов закрытого типа, открывающих одновременного две крышки. [2]

Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является вагон-хоппер, содержащий ходовые тележки, раму, кузов, крышу, бункера, механизм разгрузки и автосцепное устройство, при этом в состав кузова входят боковые и торцевые стенки, крыша, выполненная из листов с продольными гофрами. На крыше выполнено четыре загрузочных люка с настилами возле них, а торцевые стены выполнены с подкрепляющими элементами и увеличенным верхним листом. Известная конструкция вагона-хоппера используется для перевозки цемента насыпью с загрузкой через верхние люки. [3]

Известные конструкции вагон-хоппера не обеспечивают полную выгрузку груза из вагона из-за наличия внутри кузова и бункеров площадок, уступов и резких переходов, позволяющих удерживаться на них цементу после выгрузки, причем при выгрузке с полностью открытыми выгрузочными устройствами и закрытыми погрузочными люками создается вакуум между крышей и цементом при его истекании вниз, возможны механические повреждения крыши при открывании и закрытии погрузочных люков, а также при разбивании сцементированных остатков груза, в процессе разгрузки по бункерам наносятся удары отбойными молотками и вибраторами из-за этого бункера деформируются и в местах деформации образуются коррозия и трещины, вследствие чего, люки бункеров не

плотно закрываются и, соответственно, не обеспечивается сохранность цемента.

Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача по созданию конструкции вагон-хоппера, форма кузова которого дает оптимальную возможность истекания цемента при выгрузке и обеспечения полной без остатков выгрузки груза из вагона, повышению прочности конструкции в целом и его конструктивных элементов в отдельности, а именно крыши и разгрузочных бункеров, улучшению герметичности вагона, плотности и легкости закрывания погрузочных и выгрузочных люков, обеспечению сохранности перевозимого груза за счет ликвидации просыпания цемента и исключения попадания влаги из атмосферы.

Для достижения указанного технического результата в вагон-хоппере, содержащем, ходовые тележки, раму, кузов, бункера с разгрузочными люками, механизм разгрузки, тормозную систему и автосцепное устройство, при этом кузов выполнен из боковых стенок со стойками и торцевых стенок с подкрепляющими элементами, крыши с загрузочными люками, боковые стены выполнены по дуге окружности, радиус которой выполнен в пределах, равным 4688-4700 мм, при этом крыша также выполнена по дуге окружности, с радиусом равным 2998-3010 мм, дополнительно во внутрь кузова введены четыре раскоса, каждая пара которых соединена с корпусом кузова и между собой с образованием крестовин, раскосы соединены в верхней части кузова с помощью стяжек.

При этом раскосы соединены между собой и корпусом кузова посредством пластин.

Во внутрь кузова введены дополнительные стяжки, которые установлены параллельно стяжкам, соединяющим раскосы.

Причем крестовины, образованные из раскосов, расположены от оси симметрии кузова на расстоянии 600-1000 мм.

Бункера выполнены из стенок-листов с ребрами жесткости, установленными по внешней стороне бункера, при этом загрузочные люки выполнены круглыми с лабиринтным уплотнением, а разгрузочные люки в бункерах - квадратными с лабиринтными уплотнениями и резиновыми прокладками, крышки которых усилены также ребрами жесткости.

Крышки загрузочных люков выполнены с запорным и блокировочным механизмами.

Торцевая стенка кузова от ее вертикального листа подкреплена четырьмя вертикальными балками, соединенными между собой поперечинами, две крайние вертикальные балки подкреплены наклонными балками, соединенными между собой поперечной балкой и закреплены к шкворневой балке рамы, а две средние вертикальные балки подкреплены упорными раскосами, закрепленными также к шворневой балке.

Тормозная система выполнена раздельной для каждой ходовой тележки.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на представленных фигурах изображено:

- фиг.1 - общий вид вагон-хоппера;

- фиг.2 - продольный разрез вагона-хоппера;

- фиг.3 - сечение по линии А-А кузова вагона-хоппера фиг.2;

- фиг.4 - бункер с разгрузочным люком и крышкой;

- фиг.5 - загрузочный люк с крышкой в разрезе;

- фиг 6 - вид сверху кузова вагон-хоппера;

- фиг.7 - торцевая стенка вагон-хоппера.

Вагон-хоппер содержит ходовые тележки 1, раму 2, кузов 3, бункера 4 с разгрузочными люками 5, механизм разгрузки 6, тормозную систему 7 и автосцепное устройство 8.

Кузов 3 выполнен из боковых стенок 9 со стойками 10 и торцевых стенок 11 с подкрепляющими элементами, крыши 12 с загрузочными люками 13. Боковые стенки 9 выполнены по дуге окружности, радиусом R₁ равным 4688-4700 мм. Если радиус окружности боковой стенки 9 выполнен, более чем 4700 мм происходит ухудшение истекание груза, если меньше 4688 мм - неоправданное уменьшение грузоподъемности вагон - хоппера.

Крыша 12 также выполнена по дуге окружности с радиусом R₂ , равным 2998-3010 мм. Если радиус окружности крыши 12 выполнен, более чем 3010 мм происходит увеличение массы тары, и возникают трудности с использованием габарита 1-Т, если меньше 4688 мм - неоправданное уменьшение грузоподъемности вагон-хоппера, поэтому максимальные пределы радиуса окружности крыши кузова выбирались с учетом максимально возможного использования габарита 1-Т.

Предложенная геометрия построения формы кузова 3 дает оптимальную возможность истекания цемента при выгрузке и обеспечивает полную, без остатков, выгрузку груза из вагона, а также максимально возможного использования габарита 1-Т.

Во внутрь кузова введены четыре раскоса 14, 15, каждая пара которых соединена с корпусом кузова и между собой посредством пластин 16 и образуют крестовины, позволяющие увеличить прочность кузова. Причем раскосы 14, 15 соединены в верхней части кузова с помощью стяжек 17.

При этом образованные крестовины из раскосов 14, 15 располагаются от оси симметрии кузова на расстоянии L₁, равным 600-1000 мм.

Расстояние между крестовинами, образованными из раскосов 14, 15, выбрано с учетом обеспечения максимально возможной прочности кузова вагон-хоппера, выходя за указанные пределы их расположения, ухудшаются его прочностные характеристики.

Во внутрь кузова введены дополнительные стяжки 18, которые установлены параллельно стяжкам 17, соединяющим раскосы 14, 15,

которые также обеспечивают дополнительное повышение прочности кузова, как при погрузке - выгрузке, так и в процессе движения вагона.

Бункера 4 выполнены из стенок-листов с ребрами жесткости 19, установленными по внешней стороне бункера 4.

При этом загрузочные люки 13 выполнены круглыми с лабиринтным уплотнением 20, а разгрузочные люки 5 в бункерах 4 - квадратными с лабиринтными уплотнениями 21 и резиновыми прокладками 22, крышки 23 которых усилены также ребрами жесткости 24.

Крышки 25 загрузочных люков выполнены с запорным 26 и блокировочным 27 механизмами.

Торцевая стенка 11 кузова 3 от ее вертикального листа 28 подкреплена четырьмя вертикальными балками 29, соединенными между собой поперечинами 30, две крайние вертикальные балки 29 подкреплены наклонными балками 31, соединенными между собой поперечной балкой 32 и закреплены к шкворневой балке рамы 2, а две средние вертикальные балки 29 подкреплены упорными раскосами 33, закрепленными также к шворневой балке.

На торцевых стенках 11 в верхней части на вертикальном листе 28 установлены дыхательные клапаны 34 для исключения образования вакуума при разгрузке сыпучих грузов.

Тормозная система 7 вагон-хоппера выполнена раздельной для каждой ходовой тележки 1, что обеспечивает повышение безопасности его эксплуатации.

Предлагаемая геометрия построения конфигурации и внутренней конструкции кузова позволяет исключить недостатки серийно-выпускаемых вагон-хопперов.

Предложенная форма кузова дает оптимальную возможность истекания цемента при выгрузке и обеспечивает полную, без остатков, выгрузку груза из вагона.

Предлагаемое конструктивное исполнение выгрузочных бункеров, а, именно, увеличение прочности соединения кузова с выгрузочными бункерами, позволяет выдерживать нагрузки от вибратора и ударные нагрузки на стенки бункера и исключить их деформацию в процессе эксплуатации и, соответственно уменьшить коррозию и трещины.

На вагон-хоппере обеспечена надежная плотность закрывания крышек разгрузочных люков, позволяющая не допустить деформации посадочного места крышки, а введенные резиновые уплотнения исключают возможность попадания атмосферной влаги внутрь вагона.

Предлагаемое конструктивное решение исполнения крыши кузова с увеличением прочности и уменьшением ее геометрических размеров позволило увеличить жесткость конструкции и исключить прогибания вовнутрь в процессе выгрузке цемента и, соответственно, на 25% увеличить ее коррозийную стойкость. За счет усиления соединения крыши и погрузочных люков исключается возможность их деформации и повреждения в процессе эксплуатации.

Использованная конструкция механизма открывания - закрывания выгрузочных люков обеспечивает надежность работы механизма и возможность осуществления дозированной выгрузки.

Выполнение крышек загрузочных люков с запорным и блокировочным механизмами улучшает условия эксплуатации и дает возможность одновременного закрывания всех загрузочных люков и контроля доступа посторонних лиц.

Выполнение тормозной системы раздельной для каждой тележки позволило уменьшить ее инерционность, улучшить безопасность и условия эксплуатации.

Предложенная конструкция вагон-хоппера позволила решить основные проблемы, связанные с организацией погрузки и выгрузки на предприятиях производителей цемента и строительных материалов, а также перевозки цемента железнодорожным транспортом насыпью в вагонах-цементовозах,

и в целом позволяет повысить производительность, долговечность, надежность, безопасность и улучшить условия эксплуатации.

Источники информации:

1. Патент РФ №2194642 «Вагон для перевозки сыпучих грузов», МПК В 61 D 7/00, 17/08, В 61 F 1/02, Бюл. №35, 2002 г.

2. Вагоны. Конструкция, теория и расчет. Под редакцией д.т.н. проф. Л.А.Шадура, изд. Москва «Транспорт» 1973, с.334-336

3.Патент РФ на промышленный образец №51872 «Вагон-хоппер» МПКПО 12-03, Бюл. ПО №2, 2003 г. (прототип)

1. Вагон-хоппер, содержащий ходовые тележки, раму, кузов, бункера с разгрузочными люками, механизм разгрузки, тормозную систему и автосцепное устройство, при этом кузов выполнен из боковых стенок со стойками и торцевых стенок с подкрепляющими элементами, крыши с загрузочными люками, отличающийся тем, что боковые стены выполнены по дуге окружности, радиус которой выполнен в пределах, равным 4688-4700 мм, при этом крыша также выполнена по дуге окружности, с радиусом, равным 2998-3010 мм, дополнительно вовнутрь кузова введены четыре раскоса, каждая пара которых соединена с корпусом кузова и между собой с образованием крестовин, раскосы соединены в верхней части кузова с помощью стяжек.

2. Вагон-хоппер по п.1, отличающийся тем, что раскосы соединены между собой и корпусом кузова посредством пластин.

3. Вагон-хоппер по п.1, отличающийся тем, что вовнутрь кузова введены дополнительные стяжки, которые установлены параллельно стяжкам, соединяющим раскосы.

4. Вагон-хоппер по п.1, отличающийся тем, что крестовины, образованные из раскосов, расположены от оси симметрии кузова на расстоянии 600-1000 мм.

5. Вагон-хоппер по п.1, отличающийся тем, что бункера выполнены из стенок-листов с ребрами жесткости, установленными по внешней стороне бункера, при этом загрузочные люки выполнены круглыми с лабиринтным уплотнением, а разгрузочные люки в бункерах - квадратными с лабиринтными уплотнениями и резиновыми прокладками, крышки которых усилены также ребрами жесткости.

6. Вагон-хоппер по п.1, отличающийся тем, что крышки загрузочных люков выполнены с запорным и блокировочным механизмами.

7. Вагон-хоппер по п.1, отличающийся тем, что торцевая стенка кузова от ее вертикального листа подкреплена четырьмя вертикальными балками, соединенными между собой поперечинами, две крайние вертикальные балки подкреплены наклонными балками, соединенными между собой поперечной балкой и закреплены к шкворневой балке рамы, а две средние вертикальные балки подкреплены упорными раскосами, закрепленными также к шворневой балке.

8. Вагон-хоппер по п.1, отличающийся тем, что тормозная система выполнена раздельной для каждой ходовой тележки.