Бункерный вагон
Изобретение относится к устройствам для транспортирования сыпучих грузов, в частности - к конструкциям вагонов бункерного типа. В бункерном вагоне, содержащим раму, опирающуюся на ходовые тележки, кузов, установленный на раме и имеющий в нижней части бункеры с внешними разгрузочными люками, крышки разгрузочных люков, установленные на бункерах и закрепленные на валах, проходящих через стенки бункера, открытие и закрытие которых осуществляется приводом, состоящим из силового цилиндра с выдвижным штоком и шарнирно закрепленного на штоке рычага, который в свою очередь жестко закреплен на валу снаружи бункера, таким образом, что плоскость, проходящая через продольную ось вала и точку крепления рычага к штоку отклонена от вертикальной плоскости, при закрытой крышке на угол не менее чем 40° и не более чем 50°. При этом вал, проходящий внутри бункера имеет защитный кожух, в бункере установлены рассекатели балласта. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к устройствам для транспортирования сыпучих грузов, в частности - к конструкциям вагонов бункерного типа.
Известен бункерный вагон, содержащий раму, опирающуюся на ходовые тележки, кузов, установленный на раме и имеющий в нижней части бункеры с внешними разгрузочными люками, крышки разгрузочных люков, закрепленные на бункерах, и устройства для открывания и закрывания крышек разгрузочных люков, включающие в себя силовые цилиндры, прикрепленные одними концами к раме (RU 2033358 C1, B61D 7/06, 20.04.1995 г.).
Известен бункерный вагон, содержащий раму, опирающуюся на ходовые тележки, кузов, установленный на раме и имеющий в нижней части бункеры с разгрузочными люками, крышки разгрузочных люков, закрепленные на бункерах, и смонтированные на раме устройства для открывания и закрывания крышек разгрузочных люков, каждое из которых включает в себя привод, соединенный посредством рычага с валом, расположенным вдоль вагона, и дополнительные рычаги, одними концами прикрепленные к валу. Вторые концы дополнительных рычагов при помощи тяг шарнирно соединены с соответствующими крышками разгрузочных люков и расположены у передней и задней стенок каждого бункера, при этом каждая крышка разгрузочного люка закреплена на соответствующем бункере при помощи осей, установленных на передней и задней стенках этого бункера (RU 2192362, C1, B61D 7/02 26.07.2001 г.).
В данных бункерных вагонах устройства для открывания и закрывания крышек разгрузочных люков сложны по конструкции, поскольку имеют большое количество тяг и рычагов и из-за этого требуют больших затрат времени на обслуживание вагона и скорость выгрузки балласта, что особенно важно в зимних условиях. В частности, в зимних условиях груз смерзается в
районе вала, проходящего через бункер, что также является недостатком описанных выше конструкций.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности вагона, облегчение монтажа и обслуживания вагона и сокращение времени на выгрузку груза, в том числе и при смерзшемся грузе.
Для достижения технического результата в бункерном вагоне, содержащем раму, опирающуюся на ходовые тележки, кузов, установленный на раме и имеющий в нижней части бункеры с внешними разгрузочными люками, крышки разгрузочных люков, установленные на бункерах и закрепленные на валах, проходящих через стенки бункера, открытие и закрытие которых осуществляется приводом, включающим в себя силовой цилиндр с выдвижным штоком и шарнирно закрепленный на штоке рычаг, рычаг жестко закреплен на валу снаружи бункера, таким образом, что плоскость, проходящая через продольную ось вала и точку крепления рычага к штоку отклонена от вертикальной плоскости, при закрытой крышке на угол не менее чем 40° и не более чем 50°.
Внутри бункера над проемом разгрузочного люка установлены рассекатели груза.
Плоскость, проходящая через продольную ось вала и точку крепления рычага к штоку отклонена от вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось вала при открытой крышке на угол не менее чем 120° и не более чем 130°
Соотношение плеча рычага и максимального хода штока пневмоцилиндра 0,7-0,8.
Ось симметрии крышки при закрытой крышке отклонена от вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось вала в сторону открытия крышки на величину до 10°.
Пневмоцилиндры крепятся к кузову вагона
Пневмоцилиндры установлены на раме вагона.
Вал внутри бункера установлен в защитный кожух.
Рассекатель груза выполнен в виде уголка вершиной вверх, при этом угол при вершине уголка не более 90°
Кожух выполнен в виде круглой трубы или уголка вершиной вверх, при этом нижняя кромка уголка располагается относительно оси вала не выше чем половина диаметра вала, или в виде профильной трубы, при этом уголок трубы установлен в бункере вершиной вверх.
Вал крышки может закрепляться на стенках бункера и проходить через бункер. Над частью вала, проходящего внутри бункера, устанавливается защитный экран, выполняющий также функции рассекателя груза.
На фиг.1 изображена схема привода крышек разгрузочного люка при закрытом положении крышки. На фиг.2 схемы установки защитного экрана вала механизма привода крышек разгрузочных люков внутри бункера а) закрытый тип кожуха, б) открытый тип кожуха.
Бункерный вагон (хоппер) содержит силовой привод 1, выполненный в виде пневмоцилиндра, шток 2 которого соединен с рычагом 3 и валом 4 привода крышки 5, раму вагона 6, несущую имеющий в нижней части бункеры 7 кузов вагона 8, и ось вертикальной плоскости 9. Вал 4 внутри бункера одет в кожух 10, который представляет из себя профильную трубу, имеющую не менее одного угла (закрытый вариант кожуха) или уголок вершиной вверх (открытый вариант кожуха).
Привод 1, представляющий из себя пневмоцилиндр с выдвижным штоком 2, соединен с валом 4 крышки 5 посредством рычага 3 и крепится к кузову вагона 8. Длина плеча рычага 3 равна г, а крышка 5 выполнена в виде обечайки цилиндра радиусом R и закреплена на валу 4. Плоскость, в которой размещен пневмоцилиндр силового привода 1 крышки 5, не совпадает с вертикальной плоскостью 9, проходящей через продольную ось вала 4. При этом при закрытой крышке 5 рычаг 3 расположен под углом к вертикали. То есть, плоскость, проходящая через точку крепления рычага 3 к штоку 2 привода 1 и продольную ось вала 4 всегда как при открытой, так и закрытой крышках расположена под углом 
1 к вертикальной плоскости 9, также, проходящую через продольную ось вала 4 привода крышки 5. При этом, для
обеспечения оптимального распределения усилий угол 1 при закрытой крышке не может быть меньше чем 40° и не больше чем 50°, а при открытой крышке соответственно 120° и 130°. Оптимальным соотношением r к R является отношение 0,8-0,9. В частности, при максимальном ходе штока 2 на 400 мм, r=300 mm, a R=350 мм наиболее оптимальный угол 1 будет лежать в диапазоне 43°-47° для закрытой крышки и 123°-127° при открытой крышке. Ход крышки в этом случае составит 80°. Ось симметрии крышки 5 не совпадает с вертикальной плоскостью 9, проходящей через продольную ось вала 4 и отклонена на угол 
1=0,5°-4° в сторону открытия крышки. Это позволяет избежать самопроизвольного открытия крышек. Соотношение длины плеча г рычага 3 к длине хода штока 2 составляет 0,7-0,8. Такое соотношение обеспечивает наиболее оптимальное распределение усилий пневмоцилиндра на открытие крышки. Форма крышки представляет собой обечайку цилиндра, не обязательно круглой, но и любой овальной формы, например, сечение цилиндра, может быть в виде эллипса.
Вал 4 проходит через бункер 7. Кожух 10 вала 4 устанавливается в бункере 7 таким образом, чтобы одна из вершин профильной трубы была направлена вверх. В этом случае кожух кроме функции защиты вала 4 от перевозимого груза, выполняет также функции рассекателя перевозимого груза (балласта), что предотвращает его смерзание в зимний период. Если не требуется предохранение перевозимого груза от смерзания, вал может быть установлен в кожух, выполненный, например, в виде круглой трубы. Открытый вариант кожуха 10 в виде уголка, устанавливается вершиной вверх таким образом, чтобы расстояние h от нижней кромки уголка до продольной оси вала 4 было больше или равно половине диаметра d вала 4, что исключает скопление груза под кожухом. Угол одной из вершин профильной трубы (при закрытом варианте кожуха) или уголка (при открытом варианте кожуха) со должен быть не больше двойного угла естественного откоса перевозимого груза, как правило, не более 90°.
При выгрузке вагона (хоппера) в поршневую полость пневмоцилиндра 1 подается сжатый воздух, шток 2 выдвигается, поворачивая рычаг 3, который в
свою очередь поворачивает вал 4, на котором жестко закреплена крышка 5. Для приостановления процесса выгрузки вагона (хоппера) необходимо перекрыть подачу сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра 1, шток 2, которого вдвигается в его корпус, поворачивая в исходное положение крышку 5, которая, рассекая поток сыпучего груза, перекрывает отверстие разгрузочного люка. Для закрытия крышки 5 необходимо подать воздух в штоковую часть пневмоцилиндра 1. Вал 4, проходящий через бункер 7 подвержен воздействию сыпучего груза и должен быть защищен от попадания на него сыпучего груза кожухом 10, который может быть выполнен в виде трубы круглого, прямоугольного, овального, каплевидного или иной формы сечения. Однако с целью предохранения груза от смерзания или предотвращения процесса смерзания на кожух устанавливается или кожух изготавливается таким образом, чтобы он имел рассекатель груза, например, как описано выше, кожух, может быть изготовлен в виде профильной трубы вершиной вверх или уголка вершиной вверх. Рассекатели груза, вообще говоря, могут быть установлены на стенках бункера не только над валом, но и в любом месте над проемом разгрузочного люка, такое решение будет эффективно в вагонах, обеспечивающих перевозку груза (в основном щебня) в зимний период.
Заявленное выполнение вагона обеспечит повышение надежности вагона, облегчение монтажа и обслуживания вагона и сокращение времени на выгрузку груза и приведение вагона в транспортное положение.
1. Бункерный вагон, содержащий раму, опирающуюся на ходовые тележки, кузов, установленный на раме и имеющий в нижней части бункеры с внешними разгрузочными люками, крышки разгрузочных люков, установленные на бункерах и закрепленные на валах, проходящих через стенки бункера, открытие и закрытие которых осуществляется приводом, включающим в себя силовой цилиндр с выдвижным штоком и шарнирно закрепленный на штоке рычаг, отличающийся тем, что рычаг жестко закреплен на валу снаружи бункера, таким образом, что плоскость, проходящая через продольную ось вала и точку крепления рычага к штоку, отклонена от вертикальной плоскости при закрытой крышке на угол не менее чем 40° и не более чем 50°.
2. Бункерный вагон по п.1, отличающийся тем, что внутри бункера над проемом разгрузочного люка установлены рассекатели груза.
3. Бункерный вагон по п.1, отличающийся тем, что плоскость, проходящая через продольную ось вала и точку крепления рычага к штоку, отклонена от вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось вала, при открытой крышке на угол не менее чем 120° и не более чем 130°.
4. Бункерный вагон по п.1, отличающийся тем, что соотношение плеча рычага и максимального хода штока пневмоцилиндра 0,7-0,8.
5. Бункерный вагон по п.1, отличающийся тем, что ось симметрии крышки при закрытой крышке отклонена от вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось вала, в сторону открытия крышки на величину до 10°.
6. Бункерный вагон по п.1, отличающийся тем, что пневмоцилиндры крепятся к кузову вагона.
7. Бункерный вагон по п.1, отличающийся тем, что пневмоцилиндры установлены на раме вагона.
8. Бункерный вагон по п.1, отличающийся тем, что вал внутри бункера установлен в защитный кожух.
9. Бункерный вагон по п.2, отличающийся тем, что рассекатель груза выполнен в виде уголка вершиной вверх, при этом угол при вершине уголка не более 90°.
10. Бункерный вагон по п.8, отличающийся тем, что кожух выполнен в виде круглой трубы.
11. Бункерный вагон по п.8, отличающийся тем, что кожух выполнен в виде уголка вершиной вверх, при этом нижняя кромка уголка располагается относительно оси вала не выше, чем половина диаметра вала.
12. Бункерный вагон по п.8, отличающийся тем, что кожух выполнен в виде профильной трубы, при этом угол трубы установлен в бункере вершиной вверх.
