Пристрій для очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів від налиплих або примерзлих сипких матеріалів

Реферат: Пристрій для очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів від налиплих або примерзлих сипких матеріалів містить одну або кілька магнітно-імпульсних установок з розташованими на опорах з боків залізничного полотна виконавчими механізмами, що складаються з встановлених з можливістю переміщення один щодо одного плоских індуктора і якоря. Індуктор кожного виконавчого механізму жорстко закріплений на опорі. До протилежного індуктору боку плоского якоря примикає металевий бойок, обладнаний засобами для задання траєкторії його переміщення від виконавчого механізму до стінки вагона та повернення у первинне положення. Опора розміщена на відстані від залізничного полотна, що дозволяє безперешкодне проходження уздовж бойків залізничних вагонів будь-якої ширини. UA 86670 U (12) UA 86670 U UA 86670 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі очищення внутрішніх поверхонь стінок залізничних вагонів від налиплих або примерзлих сипких матеріалів і може застосовуватися при донному розвантаженні хоперів та піввагонів, а також при розвантаженні піввагонів на вагоноперекидачі. Відомий пристрій для очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів від налиплих або примерзлих сипких матеріалів, що містить одну або кілька магнітно-імпульсних установок з розташованими на опорах з боків залізничного полотна виконавчими механізмами, що складаються зі здатних переміщатися один щодо одного плоских індуктора і якоря (патент РФ № 2337050 С1, МПК B65G67/24, B60S3/00, B65G69/20, опубл. 27.10.2008). Недоліками відомого пристрою для очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів є його низька надійність, необхідність переміщення в просторі на досить великі відстані індуктора з якорем та пов'язана з цим неможливість забезпечення необхідної величини жорсткості опори, що сприймає силу реакції індуктора. Використання силових циліндрів передбачає наявність у місці розвантаження вагонів системи очищеного від води стисненого повітря або додаткового компресора, а у випадку використання гідроциліндрів - насосної станції. Силові циліндри ненадійні при роботі з імпульсними навантаженнями. Притискання індуктора за допомогою вантажу та шарнірно закріпленого на рамі нерівноплечого важеля не забезпечує необхідної жорсткості опори, а менша більш ніж на порядок вага вантажу в порівнянні з виникаючою силою між індуктором і якорем не забезпечує зрівноважування сили реакції індуктора й, отже, не дозволяє досягти ефективної роботи системи очищення. Технічна задача корисної моделі полягає в удосконаленні пристрою для очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів від налиплих або примерзлих сипких матеріалів, що містить одну або кілька магнітно-імпульсних установок з розташованими на опорах з боків залізничного полотна виконавчими механізмами, що складаються зі здатних переміщатися один щодо одного плоских індуктора і якоря, шляхом жорсткого закріплення індуктора кожного виконавчого механізму на опорі, розташування з протилежного індуктору боку плоского якоря металевого бойка таким, що примикає до якоря, обладнання бойка засобами для задання траєкторії його переміщення від виконавчого механізму до стінки вагона та повернення у первинне положення, у результаті чого досягається технічний результат, що полягає в одержанні можливості незалежно від стану й конфігурації бічних стінок вагона, без використання пристроїв, що підводять, притискають і фіксують, створювати пружні коливання бічних стінок вагонів, які сприяють руйнуванню адгезії налиплого або примерзлого до стінок вагона сипкого матеріалу, у результаті чого підвищується ефективність та швидкість очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів. Пристрій для очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів від налиплих або примерзлих сипких матеріалів містить одну або кілька магнітно-імпульсних установок з розташованими на опорах з боків залізничного полотна виконавчими механізмами, виконаними зі здатних переміщатися один щодо одного плоских індуктора і якоря. У цьому пристрої індуктор кожного виконавчого механізму жорстко закріплений на опорі, до протилежного індуктору боку плоского якоря примикає металевий бойок, обладнаний засобами для задання траєкторії його переміщення від виконавчого механізму до стінки вагона й повернення у первинне положення, а опора розміщена на відстані від залізничного полотна, що дозволяє безперешкодне проходження уздовж бойків залізничних вагонів будь-якої ширини. У варіантах виконання пристрою металевий бойок оснащений удароміцним неметалевим наконечником; бойок оснащений хоча б однією зворотною пружиною; бойок жорстко закріплений до якоря; бойок підвішений хоча б на одній тязі довжиною, що перевищує відстань від бойка до стінки вагона; бойок виконаний подовженої форми й розташований усередині хоча б однієї напрямної, відстань від краю якої до якоря й робочий хід зворотної пружини не менше за відстань від бойка до стінки вагона. Корисна модель ілюструється наступними матеріалами: Фіг. 1. Пристрій для очищення внутрішніх поверхонь вагона з розташованими на опорах з боків залізничного полотна виконавчими механізмами та бойками. Фіг. 2. Виконавчий механізм пристрою з бойком та зворотною пружиною. Фіг. 3. Пристрій для очищення внутрішніх поверхонь вагона з бойком, підвішеним на тязі. Фіг. 4. Виконавчий механізм пристрою з розташованим усередині напрямної бойком та зворотною пружиною. Для здійснення процесу очищення внутрішніх поверхонь вагона від налиплих або примерзлих сипких матеріалів на бічні стінки вагона діють одиночними механічними імпульсами. Імпульси формують за допомогою бойків, які метають імпульсними пристроями, стаціонарно встановленими в місці вивантаження з боків залізничного полотна на відстані від нього, що дозволяє безперешкодне проходження уздовж бойків залізничних вагонів будь-якої ширини. У 1 UA 86670 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 первинному положенні бойки примикають до імпульсних пристроїв і можуть вільно переміщатися відносно них. При спрацьовуванні імпульсних пристроїв бойкам передається імпульс сили, під дією якого бойки з великою швидкістю переміщаються в напрямку до бічних стінок вагона. Траєкторію переміщення задають за допомогою напрямних, підвісів або інших засобів. У момент досягнення бойками стінок вагона імпульс сили бойків передається бічним стінкам вагона, у яких виникає пружна деформація, що призводить до руйнування зв'язків між налиплими або примерзлими сипкими матеріалами й стінками вагона та до подальшого очищення стінок. Після зіткнення бойків зі стінками вагона здійснюють повернення бойків у первинне положення для повторення, якщо буде потреба, процедури метання бойків або забезпечення безперешкодного переміщення вагона з місця вивантаження. Повернення бойків у первинне положення здійснюють за допомогою зворотних пружин або з використанням сили ваги, як це буде показано нижче у варіантах виконання пристрою для здійснення способу очищення. Завдяки можливості вільного переміщення бойків відносно імпульсних пристроїв метання бойків може бути здійснене на відстань порядку одного метра зі збереженням величини кінетичної енергії бойків, що достатня для здійснення ефективної дії на стінки вагона. Це дозволяє встановлювати імпульсні пристрої на відстані від залізничного полотна, що забезпечує безперешкодне проходження вагонів будь-якої ширини з урахуванням можливої наявності додаткових виступаючих частин у вигляді сходів, поручнів, а також якщо буде потреба забезпечувати безперешкодне проходження обслуговуючого персоналу між вагоном та імпульсними пристроями. Пристрій для очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів від налиплих або примерзлих сипких матеріалів (Фіг. 1) містить одну або кілька магнітно-імпульсних установок (на кресленні не показані) з розташованими на опорах 1 з боків залізничного полотна виконавчими механізмами 2, виконаними зі здатних переміщатися один щодо одного індуктора 3 і якоря 4. Індуктор 3 кожного виконавчого механізми жорстко закріплений на опорі 1, до протилежного індуктору 3 боку якоря 4 примикає металевий бойок 5, обладнаний засобами для задання траєкторії його переміщення від виконавчого механізму 2 до стінки 8 вагона й повернення у первинне положення. Опори 1 розміщені на відстані від залізничного полотна, що дозволяє безперешкодне проходження уздовж бойків 5 залізничних вагонів будь-якої ширини. У варіантах виконання пристрою бойок 5 оснащений удароміцним неметалевим наконечником 10; якір 4 оснащений хоча б однією зворотною пружиною 6 (Фіг. 2); бойок 5 жорстко закріплений до якоря 4; бойок 5 підвішений хоча б на одній тязі 7 довжиною, що перевищує відстань від бойка 5 до стінки 8 вагона (Фіг. 3); бойок 5 виконаний подовженої форми й розташований усередині хоча б однієї напрямної 9, відстань від краю якої до якоря 4 та робочий хід зворотної пружини 6 не менше за відстань від бойка 5 до стінки 8 вагона. Очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів здійснюється наступним чином. Після подачі вагона до місця вивантаження здійснюється зарядка конденсаторної батареї магнітноімпульсної установки з наступним розрядом її в індуктор 3 виконавчого механізму 2. Розрядний струм, що протікає через індуктор 3, наводить вихровий струм у якорі 4. Взаємодія імпульсних магнітних полів, створюваних розрядним і наведеним струмами, призводить до виникнення імпульсної сили, що розштовхує індуктор 3 і якір 4. Оскільки індуктор 3 жорстко закріплений на опорі 1, то якір 4, відштовхуючись від індуктора 3 і, отже, від твердої опори 1, штовхає бойок 5, що примикає до нього. Бойок 5 одержує прискорення та з великою швидкістю переміщається в напрямку до бічної стінки 8 вагона. У момент досягнення бойком 5 стінки 8 вагона (положення бойків 5, показане на Фіг. 1 пунктирною лінією) імпульс сили бойка 5 передається бічній стінці 8 вагона, у якій виникає пружна деформація, що призводить до руйнування зв'язків між налиплими або примерзлими сипкими матеріалами й стінкою 8 вагона та до наступного її очищення. У процесі очищення внутрішніх поверхонь вагонів, крім досягнення власне ефекту очищення, важливим є забезпечення збереження цілісності стінок вагонів. При відсутності в конструкції вагонів спеціальних ділянок для нанесення ударів з метою очищення від налиплих або примерзлих сипких матеріалів, металеві бойки 5 можуть бути оснащені удароміцними неметалевими наконечниками 10 (Фіг. 2), що виготовлені, наприклад, з гуми, поліуретану, капролону. Така конструкція бойків 5 дещо знижує ефективність силового імпульсного впливу, що може бути компенсовано збільшенням розрядного струму через індуктор 3, однак виключає можливість завдання ушкоджень стінкам вагона. Для утримання якоря 4 поблизу індуктора 3 протягом метання бойка 5 та повернення якоря 4 у первинне положення якір 4 оснащений хоча б однією зворотною пружиною 6. Зворотна пружина 6 може бути як пружиною стиску, так і пружиною розтягання. Крім того, може бути 2 UA 86670 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 декілька зворотних пружин 6, розташованих, наприклад, по периметру індуктора 3. Один з варіантів механізму повернення представлений на Фіг. 2. У ньому стрижень 11 жорстко закріплений до якоря 4 з боку, що протилежний індуктору 3, та пропущений крізь отвір 12 у центрі індуктора 3. На ділянку стрижня 11, що вийшла за межі індуктора 3, надягнено зворотну пружину стиску 6, що притиснута до поверхні індуктора 3 гайкою 13. Протягом метання бойка 5 якір 4, відштовхуючись від індуктора 3, надає бойку 5 прискорення, що згодом приводить до зіткнення бойка 5 зі стінкою 8 вагона й до її очищення. При переміщенні якоря 4 у напрямку від індуктора 3 пружина 6 стискається, гальмує якір 4 і потім під дією виниклої сили пружності повертає якір 4 у первинне положення. Бойок 5 може метатися як самостійно, так і разом з якорем 4. Для цього бойок 5 жорстко закріплюють до якоря 4, наприклад, за допомогою зварного з'єднання. У цьому випадку якір 4 разом з бойком 5 за рахунок збільшення сумарної ваги бере участь у створенні пружних коливань стінки 8 вагона. Крім того, жорстке закріплення бойка 5 до якоря 4 спрощує конструкцію засобів для задання траєкторії переміщення бойка 5 до стінки 8 вагона й повернення у первинне положення. Траєкторію переміщення бойка 5 від виконавчого механізму 2 до стінки 8 вагона й повернення у первинне положення задають за допомогою різних засобів. Два з можливих варіантів таких засобів представлені на Фіг. 3 і Фіг. 4. На Фіг. 3 представлена конструкція пристрою для очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів з застосуванням підвішування бойка 5 на тязі 7. Протягом метання бойок 5 під дією імпульсної сили, що розштовхує індуктор 3 і якір 4, здійснює маятниковий рух від виконавчого механізму 2 до стінки 1 вагона (положення бойка 5, що зображене на Фіг. 3 пунктирною лінією) та після зіткнення зі стінкою 8 під дією сили ваги здійснює повернення у первинне положення. При цьому бойок 5 може метатися як самостійно, так і разом з закріпленим до нього якорем 4. У першому випадку обов'язковим є використання зворотної пружини 6 (згідно з Фіг. 2) для повернення якоря 4 у первинне положення. У другому випадку використання зворотної пружини 6 не є обов'язковим, оскільки бойок 5 разом з закріпленим до нього якорем 4 здійснюють повернення у первинне положення під дією сили ваги. В останньому випадку можливе використання зворотної пружини розтягання тільки як додаткової напрямної, що стабілізує траєкторію переміщення бойка 5 у первинне положення. Кількість тяг 7 може бути відмінним від однієї. Збільшення кількості тяг 7 залежно від місця їхнього закріплення до бойка 5 або до точок підвісу 14 сприяє як стабілізації траєкторії переміщення бойка 5, так і його орієнтації в просторі (наприклад, використання двох і більше тяг, що закріплені на кінцях бойка подовженої форми). Довжина тяг 7 має перевищувати відстань від бойка 5 до стінки 8 вагона у первинному положенні. Це необхідно для забезпечення гарантованого зіткнення бойка 5 зі стінкою 8 вагона. При цьому, чим довше тяга 7, тим менша енергія втрачається на переміщення бойка 5 у вертикальній площині й, відповідно, тим більша кінетична енергія, що використовується для створення пружних коливань бічних стінок вагонів, зберігається у момент зіткнення бойка 5 зі стінкою 8 вагона. Перевагами варіанта виконання пристрою з застосуванням підвішування бойка 5 на тягах 7 є простота конструкції, відсутність втрат енергії на подолання сили пружності зворотної пружини 6, збільшений робочий хід бойка 5. Недолік цього варіанта конструкції - можливість використання тільки при донному розвантаженні вагонів. При розвантаженні вагонів на вагоноперекидачі доцільним є використання інших засобів для задання траєкторії переміщення бойка 5 від виконавчого механізму 2 до стінки 8 вагона та повернення у первинне положення. На Фіг. 4 представлений виконавчий механізм пристрою для очищення внутрішніх поверхонь вагона з бойком 5, що розташований усередині напрямної 9, яка призначена для задання траєкторії переміщення бойка 5 протягом його метання та повернення у первинне положення. В цьому варіанті найбільш раціональним з погляду ефективності роботи й простоти конструкції є використання жорсткого закріплення бойка 5 до якоря 4. При цьому відстань від краю напрямної 9 до якоря 4 має бути не меншою за відстань від бойка 5 до стінки 8 вагона. Також не меншим за цю відстань має бути робочий хід зворотної пружини 6. Це необхідно для запобігання співударянню якоря 4 з напрямною 9, забезпечення гарантованого співударяння бойка 5 зі стінкою 8 вагона та виконання зворотною пружиною 6 своїх функцій без досягнення деформацій, що змінюють її властивості. Напрямна 9 має бути виконана подовженої форми для зменшення можливого перекосу в ній бойка 5. Крім того, напрямна 9 може бути виконана не подовженої форми, а розділена на дві чи більше напрямних, встановлених на відстані одна від одної. Завдяки відсутності необхідності використання гравітаційних сил, виконавчі механізми 2 пристрою разом з напрямними 9 та зворотними пружинами 6 можуть монтуватися як на опорах 1, встановлених уздовж залізничного полотна, так і уписуватися в конструкцію елементів вагоноперекидача, що переміщуються в просторі, 3 UA 86670 U 5 10 наприклад, в привалкову стінку вагоноперекидача. В останньому випадку привалкова стінка виконує роль опори 1, на якій жорстко закріплено індуктор 3 і яка є розміщеною на відстані від залізничного полотна, що дозволяє безперешкодне проходження уздовж бойків 5 залізничних вагонів будь-якої ширини. Цей варіант пристрою може бути використаним при будь-яких способах розвантаження залізничних вагонів. Застосування пропонованого пристрою дозволяє відмовитися від складних та ненадійних механізмів підведення, притиснення та фіксації виконавчих механізмів до стінок вагонів, тим самим спростити конструкцію, підвищити ефективність і довговічність системи імпульсного очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів від налиплих або примерзлих сипких матеріалів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 1. Пристрій для очищення внутрішніх поверхонь залізничних вагонів від налиплих або примерзлих сипких матеріалів, що містить одну або кілька магнітно-імпульсних установок з розташованими на опорах з боків залізничного полотна виконавчими механізмами, що складаються з встановлених з можливістю переміщення один щодо одного плоских індуктора і якоря, який відрізняється тим, що індуктор кожного виконавчого механізму жорстко закріплений на опорі, до протилежного індуктору боку плоского якоря примикає металевий бойок, обладнаний засобами для задання траєкторії його переміщення від виконавчого механізму до стінки вагона та повернення у первинне положення, а опора розміщена на відстані від залізничного полотна, що дозволяє безперешкодне проходження уздовж бойків залізничних вагонів будь-якої ширини. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що металевий бойок оснащений удароміцним неметалевим наконечником. 3. Пристрій за п. 1 або за п. 2, який відрізняється тим, що якір оснащений хоча б однією зворотною пружиною. 4. Пристрій за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що бойок жорстко закріплений до якоря. 5. Пристрій за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що бойок підвішений хоча б на одній тязі довжиною, що перевищує відстань від бойка до стінки вагона. 6. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що бойок виконаний подовженої форми й розташований усередині хоча б однієї напрямної, відстань від краю якої до якоря та робочий хід зворотної пружини не менше за відстань від бойка до стінки вагона. 4 UA 86670 U 5 UA 86670 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6