Компрессоры и весомер

На механизированных и автоматизированных сортировочных горках для обеспечения работы пневматических устройств и приме­нения пневматического инструмента и приспособлений, для выпол­нения работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств используют сжатый воздух. Основными потребителями сжатого воз­духа на горках являются вагонные замедлители, обдувка стрелок, пнев­мопочта для пересылки сортировочных листков, пневмоинструмент. Сжатый воздух производят компрессорные установки, которые, как правило, размещаются в отдельно стоящем здании (компрессорной). Количество компрессоров определяется общим потреблением сжа­того воздуха и обычно варьируется от четырех, при потреблении до 60 м³/мин, до шести, при потреблении воздуха до 100 м³/мин. Один из компрессоров используется как резервный или покрывает пико­вые нагрузки. Подробная методика расчета потребления и потребно­го числа компрессоров изложена в [8].

Электроснабжение компрессорной осуществляется напряжени­ем 6—10кВ по двум самостоятельным фидерам от независимых источников электроэнергии. С этой целью предусматривается встроенная подстанция, состоящая из двух понижающих трансфор­маторов мощностью 600—1000 кВА.

Стационарные воздушные компрессоры, эксплуатируемые на СГ, по принципу действия относятся к поршневым. Наибольшее распространение получили стационарные, воздушные, поршневые,

двухступенчатые компрессоры ВПЗ-20/9 и ВП2-10/9 общего назна­чения. Они применяются для выработки сжатого воздуха давлени­ем 0,78 МПа (8 кгс/см²) [4]. Цифра в числителе после букв ВП озна­чает производительность, а в знаменателе — конечное давление нагнетаемого воздуха. В последние годы им на смену, как вырабо­тавшим ресурс, приходят современные винтовые компрессоры с воздушным или водяным охлаждением 6ВВ-20/9 Ml, 6BB-20/9.

Принцип действия компрессорных установок сравнительно прост и состоит в том, что при движении поршня в цилиндре пер­вой ступени (для компрессоров типа ВП) создается разрежение, под действием которого всасывающие клапаны открываются и воздух заполняет цилиндр. Когда поршень движется в обратную сторону, всасывающие клапаны закрываются, в цилиндре воздух сжимает­ся и подается через нагнетательные клапаны в цилиндр следующей ступени, в которой происходят процессы, аналогичные первой сту­пени. Поскольку в процессе сжатия воздуха происходит его нагрев, после первой ступени устанавливают промежуточный охладитель, а после второй — концевой. В каждом охладителе поршневых ком­прессоров сжатый воздух охлаждается проточной водой.

Компрессор приводится в действие от синхронного электро­двигателя типа ДСК-12-24-12 У4, ротор которого насажен на ко­ленчатый вал компрессора. Электродвигатель возбуждается от от­дельного возбудительного агрегата, состоящего из возбудителя типа В18-2УЗ и асинхронного двигателя типа АО2-42-4УЗ [4].

Двигатель предназначен для работы от сети трехфазного пе­ременного тока.

Каждый поршневой компрессор оборудован устройством ав­томатической аварийной защиты, которое предназначено для обес­печения контроля основных параметров и защиты компрессора при отклонении основных контролируемых параметров от допустимых значений. Автоматика выполняет управление пуском и останов­кой двигателя компрессора; автоматическую разгрузку компрес­сора при его пуске и остановке; автоматическую продувку (удале­ние конденсата) теплообменной аппаратуры; трехступенчатое ре­гулирование производительности компрессора от 1 до 0,75; пере­вод компрессора на холостой ход, понижающий производитель­ность до 0,1; автоматическую остановку компрессора при откло-

нении от допустимых значений давления и температуры воздуха на каждой ступени сжатия, давления масла и напряжения возбуж­дения. Автоматика обеспечивает световую и звуковую сигнализа­цию и независимое управление разгрузкой компрессора переклю­чателями, расположенными на щитке управления. На каждом ком­прессоре размещены приборы для визуального контроля ос­новных рабочих характеристик, таких, как давление и температу­ра воздуха, давление масла.

Здания, в которых размещаются компрессоры, располагают вдали от источников постоянного загрязнения воздуха механичес­кими примесями, газами и влагой. Воздухосборники, воздушные фильтры и воздухоохладитель находятся на огражденной площад­ке вблизи компрессорной.

Для охлаждения оборотной воды, используемой для охлажде­ния двигателя и сжатого воздуха, рядом с компрессорной разме­щают градирни, оборудованные вентилятором.

Для повышения надежности работы различных пневматичес­ких устройств, потребителей сжатого воздуха, необходимо пода­вать к ним осушенный с помощью воздухоохладителей воздух. Принцип действия воздухоохладителя основан на охлаждении сжа­того воздуха за счет теплообмена с окружающей средой. Струя сжатого воздуха, поступающая в воздухоотделитель, разделяется на 18 струй, направляемых по трубам, увеличивая площадь ох­лаждения. Температура сжатого воздуха понижается, а образовы­вающийся конденсат регулярно сливается. Воздухоохладитель рас­полагается вблизи компрессорной таким образом, чтобы трубы охлаждения воздуха продувались со всех сторон.

Компрессорные установки нового поколения относятся к клас­су винтовых воздушных компрессоров. Они выпускаются монобло­ком, полностью готовым к работе после подключения к электросе­ти и трубопроводам всасывания, нагнетания, слива конденсата, подвода и отвода воды и вентиляции. Вместо поршневой группы он оборудован одноступенчатым винтовым компрессором с новым профилем роторов, позволившим снизить затраты мощности до уровня зарубежных образцов. Масло подается в полость сжатия компрессора, при этом охлаждает сжимаемый воздух и уплотняет зазоры между рабочими органами.

В отличие от поршневых, винтовой компрессор характери­зуется отсутствием клапанов и деталей, совершающих возврат­но-поступательные движения, и отсутствием пульсаций сжатого воздуха, что существенно повышает его эксплуатационную на­дежность и долговечность. Средний ресурс до капитального ре­монта составляет 40 тыс. моточасов.

В компрессорах винтового действия с воздушным охлажде­нием воздуха (6ВВ-20/9М1) масло подается в полость сжатия компрессора для охлаждения сжимаемого воздуха. Охлаждение сжатого воздуха и масла воздушное, что не требует сложной си­стемы водопроводов и градирен. Для получения осушенного воздуха предусмотрена комплектная поставка осушителя кон­денсационного типа, устанавливаемого вис компрессорной. Конструкция осушителя позволяет обеспечивать подогрев осу­шенного воздуха и исключить промерзание в зимнее время года открытых магистралей пневмосети.

Номинальная мощность двигателя винтового компрессора с водяным охлаждением 6ВВ-20/9 составляет 160 кВт, расход воды при температуре на входе 28 °С — 13,6 м³/час, температу­ра воздуха конечная после сжатия — 45 °С. Технические харак­теристики компрессора 6ВВ-2079М1 с воздушным охлаждением практически такие же.

Принцип работы винтовых компрессоров почти не отлича­ется от работы поршневых. Существенная разница состоит в том, что в них реализовано одноступенчатое сжатие воздуха. Всасы­ваемый воздух через входной воздушный фильтр подается в вин­товой компрессор. Далее через маслоотделитель сжатый воздух поступает в газоохладитель и через клапан поддержания давле­ния, минуя конденсатоотводчик, — потребителю. Охлаждение сжатого воздуха в винтовых компрессорах с водяным охлажде­нием производится путем подачи проточной воды в маслоотде­литель. В компрессорах с воздушным охлаждением для охлаж­дения сжатого воздуха в газоохладителе и масла в маслоотде­лителе применяется мощный вентилятор, что не требует строи­тельства дорогостоящих градирен.

Весомеры используются в системах регулирования скорости скатывания отцепов с целью предварительного определения сту-

пени торможения отцепов, въезжающих на замедлители. Ввиду низкой точности измерения веса вагона с их помощью определяет­ся лишь весовая категория.

Весомер размещается на пути перед верхней тормозной пози­цией. Наибольшее распространение находят два типа весомеров. Первый — механический, представляющий собой рельсовую встав­ку длиной около 3,5 м, в средней части которой срезана часть го­ловки рельса, а в полученном пазу установлен мостик — силоизмерительная пружина из закаленной рессорной стали.

На рельсовой вставке укреплена контактная коробка, в кото­рой размещены шесть пар контактных пружин. Мост и контакт­ный рычаг связаны между собой подвижным рычагом. При въезде колесной пары вагона на рельсовую вставку весомера мостик про­гибается и приводит в действие нажимной рычаг, приводящий в движение контактный со связанными с ним контактами. Переме­щаясь, рычаг последовательно включает контактные группы, каж­дая из которых откалибрована на соответствующую весовую кате­горию: Л (легкая), ЛС (легко-средняя), С (средняя) и СТ (средне-тяжелая), Т (тяжелая), ОТ (очень тяжелая). Замыканием одной или нескольких контактных групп выдается электрический сигнал о соответствующей весовой категории.

Второй тип весомеров, используемый в современных систе­мах управления, носит название тензометрический. Он включа­ет тензометрический датчик, устанавливаемый на специально подготовленной рельсовой вставке длиной 5—6 м, укладывае­мой на специальной металлической платформе, прикрепленной к шпалам (рис. 2.9). Вторичный преобразователь датчика, осу­ществляющий преобразование сигнала в величину, пропорцио­нальную массе вагона, для передачи его на горочный пост, раз­мещается в путевом ящике около рельса и соединяется с датчи­ком кабелем.

Принцип действия датчика основан на измерении упругой де­формации шейки рельса под действием нагрузки от колес под­вижного состава. Чувствительным элементом датчика служит тензорезистор, преобразующий деформацию рельса от воздействия силы тяжести вагона в электрический сигнал. Датчик представ­ляет собой тензометрический мост из тензорезисторов, наклеи-

рис. 2.9 Тензометрический весомер

ваемых специальным клеем на шейку рельса. В комплект для од­ного пути роспуска входят два датчика: основной и резервный. Датчики устанавливают на обоих рельсах напротив друг друга и закрывают герметичными крышками. Преобразователь принима­ет сигналы от датчика по интерфейсу RS-485 и передает их на го­рочный пост на удаление до 1200 м по кабелю с парной скруткой. Существенным недостатком тензовесомеров является то, что они отличаются невысокой точностью (погрешность 5—10 %) и не­возможностью восстановления при выходе из строя. Требуется новая рельсовая вставка с датчиком.