Обеспечение сохранности сыпучих грузов

Разравнивание поверхности груза. Потери сыпучих грузов от выдувания можно сократить на 15—20%, если при погрузке раз^ равнивать их поверхность. Для этого необходимо под загрузочным бункером установить металлический разравниватель из листовой стали, имеющий в сечении контур трапеции или сегмента. При продвижении полувагона под бункером разравниватель, как скре-

бок, планирует поверхность сыпучего груза и придает «шапке»
трапецеидальную или сегментную форму. /

Простейший разравниватель изготовляют из листоврй 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 разрав-ниватели 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. 4.3) является каток-уплотни­тель 4₉ 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.

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 веском или бетонируют. Большие основания конусов закрывают днищами. Каток крепят к раме установки, состоящей из четырех опор 2, соединенных поверху балка'ми по типу порталов, или непосредственно к бункерной эстакаде. Крепление осуществля­ется с помощью подвески 5, изготовленной из швеллера № \& 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 (р<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 £_д и статический £_Ст модули упругости, плотность груза р, коэффициент внутреннего трения /, коэффициент Пуассона м. 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. 4.4), которые нашли широкое применение на углепогрузочных предприятиях.

Рассмотрим технологический процесс разравнивания и уплот­нения поверхности сыпучего груза, погруженного выше уровня бортов. При размещении установки на выходе груженых вагонов

Та б л и 1ьа 4.4

	Катки-уплотни теля
Показатель	статического действия	виброратнческого 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 » 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, ф Сокращение потерь от выдувания, % общих	2650 1590 530 20—25 2500—4000 0,8 1—4,5 25—30	/ 2650 1590 530 20—25 1500—2000 500—2000 10—40 24—25 34,3 14—16 0,6 5—7 30—35

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 уплотнений 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.нх 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 ф перевезенного угля.

Применение защитных пленок. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработан и внедряется прин­ципиально новый способ защиты сыпучих грузов от выдувания при перевозке с повышенными скоростями движения поездов. Способ заключается в равномерном распылении через форсунку жидких вяжущих смесей и образовании на поверхности груза достаточно гфочной защитной пленки толщиной 2—5 мм, способ­ной выдерживать ветровые и динамические нагрузки в процессе движения поезда. Данный способ в сочетание с предварительным разравниванием и уплотнением сыпучего груза, погруженного в вагон, полностью предотвращает потери его от выдувания при существующих и перспективных скоростях движения поездов.

При разработке рецептур и выборе исходных продуктов для получения защитных пленок необходимо, чтобы процесс нанесения пленкообразующих смесей на поверхность груза был максимально механизирован с использованием стандартного оборудования, се­рийно выпускаемого отечественной промышленностью.

В качестве исходных материалов для получения защитных пле­нок используют дешевые промышленные отходы и полупродукты химического производства. Наиболее перспективными в экономиче­ском и технологическом отношениях являются отходы целлюлозно-бумажной и нефтеперерабатывающей промышленности, например концентрат барды жидкой (КБЖ), сульфат-лигнит и омыленный талловый пек — остаточные продукты переработки древесины на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности. Потреби­телям их можно поставлять в железнодорожных цистернах в виде 48—55%-ного водного раствора. Перед применением указанные продукты разбавляют водой до требуемой концентрации и наносят на поверхность погруженного в вагон груза с помощью -распыли­тельных форсунок (рис. 4.4).

Надежность защитного покрытия и время нахождения вагона под обработкой находятся в прямой зависимости от способа ме­ханизированного нанесения вязких жидкостей и стабильности про­цесса нанесения во времени. Наиболее эффективным и экономич­ным является безвоздушный способ распыления, который обеспе­чивает уменьшение удельного расхода вяжущих материалов на 15— 30%, образует покрытие высокого качества (равномерное по тол­щине и пористости), снижает затраты на оборудование распыли­тельных устройств.

Пропускная способность распылителей в зависимости от давле­ния в системе и диаметра выходного отверстия при использовании в качестве связующего раствора КБЖ приведены в табл. 4.5.

Зная пропускную способность распылителей и расход исход­ного продукта на покрытие груза в одном вагоне, можно устано­вить скорость продвижения вагонов под установкой и ее перера­батывающую способность в вагонах.

Технологическая схема установки для нанесения защитных пленок должна предусматривать;

прием железнодорожных цистерн с исходными продуктами;

подогрев исходных продуктов в железнодорожных цистернах с целью ускорения их слива, особенно в зимний период;

систему слива исходных.продуктов;

наличие емкостей для хранения исходных продуктов, обеспечи­вающих запас продукта для бесперебойной работы установки;

наличие расходных баков для разбавления продукта до тре­буемой концентрации перед нанесением на поверхность сыпучего груза;

систему подачи продукта в расходные баки и распылительные форсунки;

продувку трубопроводов от склада до расходного бака и от расходного бака до форсунок острым паром;

систему разогрева исходных продуктов в емкостях для хранения и в расходных баках;

систему контроля расхода раствора при нанесении на поверх­ность груза и концентрации наносимого раствора;

возможность передвижения вагонов в процессе нанесения раствора на поверхность груза;

параллельность выполнения операций погрузки и нанесения защитных пленок.

Таблица 4,5

\	Пропускная способность, кг/мин, при диаметре выходного
Давление	отверстия, мм
в системе, ^4Па
	1,7	2,0	2,5	3,0	4,0
0,2 \	1,9	2,3	3,0	3,5	4,8
0,5	3,2	3,7	4,8	5,4	7,0
0,7	3,8	4,5	5,6	6,3	8,2
1,0	4,6	5,4	6,6	7,3	9,3
1,5	5,6	6,5	7,9	8,5	10,6

Технология приготовления и нанесения пленкообразующих сме­сей на поверхность груза, погруженного в полувагон, предусматри­вает поточность в выполнении работ (рис. 4.5). Исходные продук­ты, прибывающие с завода-поставщика, из цистерны 1 сливают по лотку 2 и трубопроводу в резервные емкости 3, По мере необхо­димости вяжущие материалы закачивают в находящийся на порта­ле расходный бак 4, разбавляют водой до требуемой концентрации и насосом 5 под давлением 0,25—0,50 МПа подают к распылитель­ным форсункам 6, расположенным на высоте 400—600 мм над по­верхностью груза. При равномерном продвижении вагона 7 ма­невровым устройством 8 или локомотивом под форсунками пленко-

образующая смесь равномерно распыляется по поверхности груза, образуя защитный слой толщиной 2—3 мм (в зависимости от тре­буемой прочности), который выдерживает ветровые, динамические нагрузки и обеспечивает предотвращение потерь от выдувания воздушным потоком (рис. 4.6).

Установка предусматривает на протяжении всего технологиче­ского цикла систему контрольно-измерительных приборов и авто­матики, обеспечивающую полную механизацию производственного процесса и не увеличивающую простоя вагонов под грузовыми операциями.

Предотвращение потерь от течи. Предотвратить потери сыпучего груза от течи в зазоры кузова вагона можно за счет:

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

модернизации кузова эксплуатируемых вагонов заменой дере­вянной обшивки на металлическую и заваркой разгрузочных люков;

строительства большегрузных полувагонов со сплошным цельно­металлическим кузовом;

строительства специализированных вагонов типа хоппер;

использования специальных контейнеров для перевозки сыпу­чей продукции.

Основную массу сыпучих грузов перевозят насыпью в универ­сальных четырехосных полувагонах, интенсивность использования которых в 3 раза превышает интенсивность использования других типов вагонов, а время оборота в 1,5 раза меньше среднего. В свя­зи с этим значительно быстрее изнашивается кузов вагона и возни­кают большие потери сыпучих грузов мелких фракций из-за про­сыпания в щели по периметру разгрузочных люков.

Наиболее целесообразным средством для предотвращения по­терь сыпучих грузов от (Просыпания в щели вагона является при­менение уплотнительных материалов на основе связующих мате­риалов. В качестве продуктов для их получения используют латек-сы, битуминозные материалы, отходы целлюлозно-бумажной про­мышленности. Для одного и того же района, погрузочного пункта целесообразно использовать одни и те же продукты как для полу­чения защитных пленок, так и для уплотнительных материалов.

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. Рецептура состава уплотнителей зависит в основном от рода перевозимого груза (фракционного состава, физико-механических свойств и др.) и вида применяемого способа уплотнения щелей (по периметру люка или по всей площади пола).

Способ уплотнения Зазоров,по периметру люков полувагона применяют при незначительных объемах погрузки. При этом сокра­щается расход уплотнительных материалов, но увеличиваются затраты труда и времени -на подготовку вагона.

Технологический процесс уплотнения щелей пола полувагона по всей площади поясняет схема |(рис. 4.7), включающая: приемный бункер / 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 то 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.

Для заделки щелей в крытых вагонах можно использовать также шнековые питатели и дозаторы-вибробункеры [22].

В целях предотвращения потерь при перевозке минеральных удобрений насыпью и в таре в крытых вагонах необходимо: специ­ально 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).

Центральной научно-исследовательской лабораторией химиче­ской тары (ЦНИЛХТ) были разработаны с учетом отечественного и зарубежного опыта мягкие (эластичные) контейнеры и рекомен­дованы в качестве многооборотной тары. Контейнеры предназна­чены для перевозки всеми видами транспорта и кратковременного хранения сыпучих неслеживающихся химических продуктов, в том

числе минеральных удобрений. Мягкие контейнеры представляют собой закрытые емкости прямоугольного сечения с двумя люками (загрузочным и разгрузочным) и несущими грузовыми проушина­ми или кольцами. Изготовляют контейнеры из невулканизирован-ных резино-кордных или резинотканевых материалов. Размеры, контейнера выбраны с учетом наибольшего использования грузо­подъемности вагона. Вместимость мягких контейнеров 0,1—3,0 м^э, грузоподъемность до 4 т.

Наиболее рациональной является бестарная перевозка сыпучих грузов в специализированном подвижном составе.

В ближайшей перспективе предполагается широкое применение цистерн-цементовозов для перевозки пылевидных удобрений и спе­циализированных вагонов-минераловозов хоппер — для гранулиро­ванных, использование таких транспортных средств дает возмож­ность внедрить эффективную схему доставки пылевидных мине­ральных удобрений и известковых материалов от завода до поля, значительно сокращая потери и транспортные издержки.

Торф является легковесным сыпучим грузом, который в процес­се перевозки подвергается интенсивному выдуванию. В основном его перевозят в полувагонах, принадлежащих крупным тепловым электростанциям или предприятиям торфяной промышленности, а также являющихся собственностью МПС. С целью лучшего ис­пользования грузоподъемности вагонов и сокращения потерь от выдувания перевозить торф необходимо только в полувагонах с на-рощенными бортами высотой 900—1100 мм. После погрузки поверх­ность разравнивают и уплотняют. Для уплотнения торфа могут быть использованы катки-вибраторы, катки с регулируемым дав­лением или накладные плиты-вибраторы конструкции Ленэнерго. На уплотненную поверхность груза наносят глинисто-битумную пасту или защитную пленку на основе отходов химического произ­водства. Тип защитной пленки выбирают в зависимости от близо­сти сырьевых баз исходных продуктов для ее получения. Перед по­грузкой торфа зазоры кузова полувагона уплотняют пастами на основе связующих материалов по технологии, разработанной для сохранной перевозки сьшучих грузов. Аналогичные условия должны выполняться при подготовке вагонов под погрузку и перевозку технологической щепы и других легковесных грузов, перевозимых на открытом подвижном составе.

Дата добавления: 2015-08-27