Обеспечение сохранности сыпучих грузов.

Разравнивание поверхности груза. Потери сыпучих грузов от выдувания можно сократить на 15–20 %, если при погрузке разравнивать их поверхность. Для этого необходимо над загрузочным бункером установить металлический разравнитель, имеющий в сечении контур трапеции или сегмента. При продвижении полувагона под бункером разравнитель, как скребок, планирует поверхность сыпучего груза и придает «шапке» трапецеидальную или сегментную форму.

Простейший разравниватель изготовляют из листовой стали толщиной 6–8 мм, шириной 3000 мм и высотой 400 мм. Форму вы­реза принимают в зависимости от принятой конфигурации «шапки» груза и ее высоты. Конструкция разравнивателя может быть изго­товлена в мастерской шахты или обогатительной фабрики. Стои­мость работ и материала не превышает 50–100 руб. Такие разравниватели получили широкое распространение на предприятиях угольной промышленности. Специальные разбрасыватели исполь­зуют на горно-обогатительных комбинатах при погрузке железо­рудного сырья в железнодорожные вагоны. Различные способы планировки поверхности грузов применяются при экскаваторной и грейферной погрузках. Для разравнивания формовочного песка и других сыпучих грузов, перевозимых на платформе, разработаны откидные равнители, рабочий орган которых изготовлен также из листовой стали толщиной 6–8 см.

Уплотнение поверхности груза. Для формирования оптимальной высоты погрузки, разравнивания поверхности и уплотнения сыпу­чего груза, погруженного выше уровня бортов, в НИИЖТе был разработан способ статического уплотнения, основанный на при­менении специальных катков-уплотнителей. Этот способ получил широкое распространение на углепогрузочных предприятиях.

Рабочим органом установки (рис. 4.1) является каток-уплотни­тель 4, который изготовляют из листовой прокатной стали СтЗ тол­щиной 8 мм. Его форма обусловлена требованиями, предъявляемы­ми к конфигурации верхней части штабеля груза при перевозке по железной дороге с высокими скоростями движения поездов.

Рис. 4.1. Установка для разравнивания и уплотнения угля в полувагонах

Каток состоит из цилиндрической части, конусных концов с углами откоса 20–25° к образующей цилиндра, неподвижной оси, на ко­торой крепится барабан катка. Оптимальную массу катка и диа­метр определяют из условий прохождения его по поверхности груза, при которых образуется ровная поверхность при уплотнении. Для достижения необходимой массы катка его пустотелый барабан заполняют песком или бетонируют. Большие основания конусов закрывают днищами. Каток крепят к раме установки, состоящей из четырех опор 2, соединенных поверху балками по типу порталов, или непосредственно к бункерной эстакаде. Крепление осуществля­ется с помощью подвески 5, изготовленной из швеллера № 10 или 16. В местах соединения подвески с осью катка устанавливают на подшипниках качения буксовые узлы 3. Противоположные концы подвески шарнирно закрепляют на кронштейнах рамы при помощи стальных пальцев. Подъем катка в нерабочее положение и опускание его на поверхность «шапки» осуществляются с помо­щью 3–5-тонной самотормозящей лебедки 1 с дистанционным управлением.

Для разравнивания и уплотнения легковесных сыпучих грузов (ρ<850 кг/м³) используют установки вибростатического действия. Они отличаются от установок статического действия тем, что на раме подвески, состоящей из двух балок, кроме катка-уплотнителя, крепят плиту предварительного уплотнения и вибровозбудители. Раму подвески крепят через амортизаторы к поперечной балке опоры. При малых частотах напряжения в сжимаемом и несжи­маемом сыпучем грузе практически совпадают, а с увеличением частоты вибрирования расхождения увеличиваются. Чем больше частота вибрирования, тем сильнее меняются напряжения по глу­бине и тем существеннее фактор сжимаемости груза.

К основным параметрам устройств для вибростатического уплотнения сыпучего груза в полувагонах следует отнести диаметр катка и его массу, амплитуду и частоту вынуждающих сил. Выбор сочетания этих параметров для получения эффективного уплотне­ния зависит от физико-механических свойств уплотняемой среды. Наибольшее влияние на выбор параметров виброуплотнительных машин оказывают следующие характеристики среды: динамиче­ский Е_д и статический Е_ст модули упругости, плотность груза ρ, коэффициент внутреннего трения ƒ, коэффициент Пуассона μ. Все эти характеристики непрерывно изменяются по мере уплотнения среды. На основании теоретических и экспериментальных исследо­ваний установлены технические параметры и эксплуатационные ха­рактеристики устройств для статического и вибростатического спо­собов уплотнения (табл. 4.3), которые нашли широкое применение на углепогрузочных предприятиях.

Т а б л и ц а 4.3.

Показатель	Катки-уплотнители
статического действия	вибростатического действия
Общая длина катка-уплотнителя, мм Длина цилиндрической части, мм Длина конусных концов, мм Угол конусных концов (к образующей цилиндра), град. Масса катка-уплотнителя, кг Масса пригруза, кг Угол наклона плиты предварительного уплотнения, град. Частота вынуждающей силы вибрации, Гц Амплитуда вынуждающей силы, кН Мощность электродвигателя, кВт Скорость продвижения вагонов под установкой, м/с Улучшение использования грузоподъемности вагона, т Сокращение потерь от выдувания, % общих	20–25 2500–4000 — —   — — — 0,8 1–4,5 25–30	20–25 1500–2000 500–2000 10–40   24–25 34,3 14–16 0,6 5–7 30–35

Рассмотрим технологический процесс разравнивания и уплот­нения поверхности сыпучего груза, погруженного выше уровня бортов. При размещении установки на выходе груженых вагонов из-под погрузочных бункеров первый загруженный полувагон, находящийся в голове всей партии, подают с помощью маневровой лебедки под каток-уплотнитель, который опускают на поверхность груза и прокатывают, уплотняя груз до оптимальной высоты. Скорость продвижения полувагонов под установкой регламентируется временем загрузки последующего полувагона.

При подходе катка-уплотнителя к заднему торцовому борту каток приподнимают, после уплотнения груза по всей партии полу­вагонов каток-уплотнитель возвращают в нерабочее положение. Управление операциями подъема, опускания и регулирования вы­соты катка-уплотнителя осуществляется оператором с пульта дис­танционного управления.

После уплотнения «шапка» груза приобретает обтекаемую фор­му, ровную по длине и ширине полувагона. Понижение высоты «шапки» при уплотнении катком достигается не только уплотне­нием груза, но и равномерным его распределением по всей поверх­ности полувагона — заполнением пустот вдоль бортов и у торцовых дверей.

Опыт эксплуатации установок уплотнения на углепогрузочных пунктах показал высокую их технико-экономическую эффектив­ность. Так, при единовременных капитальных затратах на строи­тельство установки 1,5–2 тыс. руб. экономический эффект сокра­щения потерь угля и улучшения использования грузоподъемности вагонов составляет 50–200 тыс. руб. на 1 млн т перевезенного угля.

Применение защитных пленок – это новый способ защиты груза от выдувания при движении поезда с повышенными скоростями. Способ заключается в равномерном распылении через форсунку жидких вяжущих смесей и образованию на поверхности груза прочной защитной пленки толщиной 2–5 мм, способной выдерживать ветровые и динамические нагрузки в процессе движения поезда. Данный способ в сочетании с предварительным разравниванием и уплотнением сыпучего груза, погруженного в вагон, полностью предотвращает его потери от выдувания при существующих и перспективных скоростях движения поездов.

Предотвращение потерь сыпучего груза от течи в зазоры кузова вагона возможно за счет:

- применения разового уплотнения зазоров кузова вагона специальными пастами на основе связующих материалов;

- модернизации кузова полувагонов;

- строительства большегрузных полувагонов со сплошным цельнометаллическим кузовом;

- строительства специализированных вагонов типа хоппер;

- использования специальных контейнеров для перевозки сыпучих грузов;

- применения уплотнительных материалов на основе связующих материалов (латексы, битуминозные материалы, отходы целлюлозно-бумажной продукции);

- использования уплотнителей для щелей от перевозимого груза – руда, концентраты, уголь и т. д. Рецептура состава уплотнителей зависит от рода перевозимого груза (фракционного состава, физико-химических свойств и др.);

- подбора вагонов на станциях массовой погрузки с наименьшими щелями;

- использования тары, пакетирования грузов на поддонах;

- применения специальных контейнеров;

- использования специальных вагонов для перевозки цемента, торфа, минеральных удобрений и др. грузов.

Наиболее целесообразным средством для предотвращения потерь сыпучих грузов от просыпания в щели вагона является применение уплотнительных материалов: латексов, битуминозных материалов, отходов целлюлозно-бумажной промышленности.

С целью снижения расходов по уплотнению кузова вагона и сокращению инородных примесей для перевозимого груза в качестве наполнителя рекомендуется использовать непосредственно перевозимый груз – руду, концентраты, уголь и т. д.

Технологический процесс уплотнения щелей пола полувагона по всей площади показан на рис. 4.2., включающий: приемный бункер 1 для накопления груза, элеватор 2, резервную емкость 3 для связующего материала, насосы 4 для перекачки связующего материала в дозатор 5, бункер-дозатор сыпучего груза 6 и распылитель связующего 7. Порожние вагоны, подлежащие обработке перед погрузкой сыпучего груза, маневровым локомотивом или лебедкой подаются под бункер-дозатор 6. Сыпучий груз с помощью питателя 8 подается равномерно по всей ширине пола вагона. При выходе из дозатора груз пропитывается связующим материалом, поступающим через форсунки 9. Установка обеспечивает и нанесение защитной пленки на поверхность сыпучего груза после его погрузки.

В целях предотвращения потерь при перевозке минеральных удобрений насыпью и в таре в крытых вагонах необходимо подбирать вагоны с зазорами в полу, не превышающими 2–3 мм; на станциях массовой погрузки минеральных удобрений создавать специальные пункты подготовки вагонов под погрузку, обеспечивая их техническими средствами ремонта и необходимым количеством запасных частей; грузоотправителю перед погрузкой уплотнять зазоры кузова связующими материалами на основе от­ходов химического производства. Повышать сохранность минераль­ных удобрений, перевозимых в крытом вагоне в затаренном виде, можно за счет пакетирования груза с применением поддонов. При затаривании удобрений необходимо соблюдать установленные тем­пературные и технологические режимы.

Для транспортировки минеральных и других строительных ма­териалов все чаще применяют специальные контейнеры. Это позво­ляет значительно уменьшить потери груза, улучшить условия труда, комплексно механизировать погрузочно-разгрузочные опера­ции, снизить простои транспортных средств и улучшить их исполь­зование по грузоподъемности и вместимости. Одним из перспектив­ных направлений в контейнеризации перевозок сыпучих грузов является применение мягких контейнеров, имеющих небольшую массу (менее 3 % массы транспортируемого материала) и незначи­тельный объем в порожнем состоянии (7–10% объема в заполнен­ном состоянии).

Рис. 4.2. Схема установки для уплотнения зазоров по всей

площади пола полувагона