Розвантаження змерзлих сипучих вантажів
Методи ефективної вібророзгрузки змерзлих сипучих матеріалів із залізничних напіввагонів в зимовий час. Розробку конструкції вібророзхлювальної установки, її монтаж та налагодження виконали фахівці ІГТМ НАН УКРАЇНИ, БК "Млад", ТОВ "КОНТУР", "ПРОФЕСІОНАЛ" і порт "ПІВДЕННИЙ". Конструкція установки захищена патентами. Випробування і тестування вібророзрихлювальної установки були проведені в морському торговому порту "ПІВДЕННИЙ" м. Одеса. Вібророзрихлювальна установка (ВРУ) призначена для механізованого вивантаження з залізничних напіввагонів змерзлих сипучих вантажів (вугілля, щебеню, окатишів та ін.), шляхом попереднього вібророзрихлення агрегованого матеріалу в напіввагоні. Під дією вібрації і власної ваги віброррозрихлювального модуля рихлювальні штирі проникають в змерзшийся матеріал і протикають його, порушуючи монолітність. Бокова вібрація додатково розхитує штирями матеріал, тим самим розміцьнюючи матеріал і запобігає розклинюванню штирів. Рис. 1 ВРУ складається з 3-х віброрихлювальних модулів, несучою конструкцією яких є металева етажерка шириною в нижній частині 5,3 м., довжиною 12 м і висотою 12 м, що розташовується над з.д. шляхом з урахуванням безперешкодного проходження крізь установку рухомого з.д. складу (витриманий габарит Сп для територій промислових підприємств). Усередині етажерки розташовано робоче перекриття, на якому встановлюються 3 лебідки г.п. до 5 тс. Вертикальний підйом віброрихлювальних модулів виконується лебідками, а опускання - при знятій з гальм лебідці, під власною вагою і вібрацією. Передбачені вертикальні направляючі, а також кінцеві вимикачі. Захватка рихлювання у кожного віброрихлювального модуля - до 2,2 м, а довжина - до 3х м. Управління ВРУ здійснюється одним оператором із спеціального приміщення. Операторна являє собою приміщення, яке розташовується на опорних конструкціях і примикає впритул до фасаду основного корпусу для зручності управління технологічним процесом і гарного огляду робочого простору. Оператор, керуючи процесом розрихлювання вугілля, у міру необхідності вмикає зелений сигнал світлофора, за яким машиніст локомотива переміщує склад до моменту появи червоного сигналу світлофора. Для усунення дії вібрації на оператора приміщення для оператора спроектовано окремо стоячою спорудою на власних амортизаторах. ВРУ монтується на окремо стоячих монолітних фундаментах. Можливе виготовлення і монтаж однієї модульної віброрихлювальної установки (див.рис.2). Рис. 2 Рис. 2 Загальна схема ВРУ: 1 -несучі балки; 2 -напіввагон; У порту «Південний» до застосування віброрихлювальної установки склад з 20 напіввагонів з вугіллям взимку містився в «тепляках» на 20 годин і більше. Однак при цьому позитивний ефект досягався не завжди. У вагоноопрокиді розмір комірки підбункерної решітки 60 * 60 см, тобто шматки мерзлого на решітці вантажу повинні бути не більше. Досягнута продуктивність в порту Південний у період холодної зими 2002-2003 рр.. - До 6000 вагонів на місяць. Зима 2004-2005 рр.. дозволила отримати більшу продуктивність. Економічне обґрунтування ефективності від використання віброрихлювальної установки для розвантаження залізничних напіввагонів від сипучих вантажів взимовий час: Застосування віброрихлювальної установки для розвантаження змерзлих сипучих вантажів у зимовий час із залізничних напіввагонів замість теплової обробки дозволяє істотно скоротити час простоїв, відмовитися від застосування ручної праці при очищенні вагонів, скоротити втрати вантажу, що перевозиться. Однак найбільший економічний результат від застосування віброрихлювання змерзшогося вугілля розрахуємо тільки за рахунок економії енергоресурсів від скорочення часу теплової обробки змерзлих вантажів у «тепляках». Q=(Р *М*Т*З*К-РЧ *С)*п*А, Враховиваючи 100 зимових робочих днів при обсязі обробки 80 вагонів на добу економічний ефект тільки від зниження енерговитрат на теплову обробку вантажів за допомогою тепляка складе близько 1 млн. гривень на одну віброрихлювальну установку. Потенційними замовниками на проектування, монтаж, наладку і введення в експлуатацію віброрихлювальних установок різної модифікації можуть бути підприємства, що розвантажують сипучі вантажі із залізничних вагонів такі як:
Підприємства, що мають гірничо-перевантажувальні комплекси, виконують великі обсяги розвантажувальних робіт, які вимагають значної енергії, трудовитрат і, досить часто, негативно впливають на потоковість технологічного процесу, особливо в зимовий час.
Останнім часом найбільш широке поширення при розвантаженні змерзлих сипучих вантажів із залізничних напіввагонів через опрокидання знайшли вібраційні штирові рихлювальні установки, які передають статичний і динамічний вплив на масив розрихлюємого вантажу безпосередньо в напівпіввагоні.
Вібророзрихлювальна установка виготовлена у вигляді стаціонарної естакади, усередині якої переміщюються у вертикальній площині три віброрихлювальних модулі (див. рис.1), які працюють у далеко зарезонансному режимі, для чого підібрані відповідні ефективні віброрежими дії на напіввагон з смерзшимся вантажем. Стаціонарна естакада, у складі віброрихлювальної установки, необхідна для забезпечення чітко вертикального переміщення вібромодулю всередину напіввагона, не стикаючись безпосередньо з обв'язкою вагона, тим самим знижуючи навантаження на нього і сприяючи збереженню вагонів від пошкодження. У конструкції естакади передбачені чотири вертикальні направляючі, уловлювачі, додаткові поперечні зв'язки та амортизування опорних балок, установка віброізоляторів.
ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА
Розміри: Висота-12-15м; Довжина-10м; Ширина-5,3м. З урахуванням нависаючої частини 7,5м + кабіна оператора, всього ширина - 10м.
3-робочий орган ВРУ зрихлювальними штирями; 4 -операторна;
5. -система направляючих; 6 -віброізоляційна траверса;
7-перекриття; 8 - лебідка, 9 - балка ярусного перекриття установки;
10-габарит рухомого складу; 11 -фундаменти.
У реальності були дуже рідкісні випадки з необхідністю 4-6 проходів вібромодуля на 1 вагон з вугіллям. Один прогін вібромодуля виконувався на практиці за 2-3 хвилини в залежності від виду вугілля, вологості і ступеня його змерзлості. Установка експериментальна постійно модернізується. На даний час монтується 3-й примірник. Відгуки експлуатаційників позитивні.
Установку можна випускати 3-х модульну, 2-х модульну, 1-о модульну. Ефективність розвантаження таж ж сама, а продуктивність зменшується. Крім того, в ідеології конструкції є запас підвищення ефективності розрихлювання змерзшогося вантажу в напіввагоні на 25-50%. Поки він не був потрібен.
У цілому загальна компоновочна характеристика розвантажувального комплексу визначається застосовуємою на підприємстві залізничною технологією розвантаження. Тому все доцільно розглядати разом.
Економічний ефект розраховується за формулою (в даному випадку для вугілля):
де: Р - питома теплоємністьвугілля;
М - маса вугілля;
Т - температура транспортуваннявугілля
З-вартістьКкалтепловоїенергії;
К-к.к.д.теплопередачі;
Р- встановленапотужністьвіброрихлітелю;
Ч -часрозвантаження;
С - вартість1кВтелектроенергії;
п-числозимовихднів на рік;
А -числооброблюванихвагонівнадобу.
