FR2696986A1 - Railway vehicle with load discharged underneath from hatch - includes hopper with base trap doors of hopper operated mechanically by linkage having irreversible dead point and which is connected to double acting pneumatic cylinder moving rods - Google Patents
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Abstract
Description
VEHICULE FERROVIAIRE ET INSTALLATION DE DECHARGEMENT PAR
TRAPPE D'UN TEL VEHICULE
La présente invention concerne les véhicules ferroviaires de transport de matériau en vrac, comportant des trémies ou citernes dont la base est équipée d'une trappe ou vanne de vidange manoeuvrable. Elle concerne également les installations de déchargement de tels véhicules, comportant une citerne ou un réservoir de réception du matériau en vrac déversé par les trappes.RAIL VEHICLE AND UNLOADING INSTALLATION BY
TRAP OF SUCH A VEHICLE
The present invention relates to railway vehicles for transporting bulk material, comprising hoppers or tanks, the base of which is equipped with a maneuverable drain flap or valve. It also relates to installations for unloading such vehicles, comprising a tank or a tank for receiving the bulk material spilled by the hatches.
L'invention trouve une application particulièrement importante, bien que non-exclusive, dans les wagons à tremie utilisés par exemple pour le transport de matériau pulvérulent ou granulaire, tel que ciment, sable, céréales. Lors du déchargement, chaque wagon à son tour est immobilisé dans une position où la trémie à vider est audessus d'une citerne ou d'un silo de réception. La trappe appropriée est ouverte, puis refermée après vidange complète. I1 est impératif que la vanne, une fois fermée, ne risque pas de s' ouvrir de façon intempestive à la suite de vibrations ou de choc, en particulier lors des déplacements sur voie ferrée. The invention finds a particularly important, although not exclusive, application in hopper wagons used for example for the transport of pulverulent or granular material, such as cement, sand, cereals. During unloading, each wagon in turn is immobilized in a position where the hopper to be emptied is above a tank or receiving silo. The appropriate hatch is opened, then closed after complete emptying. I1 is imperative that the valve, once closed, does not risk opening inadvertently as a result of vibration or shock, especially when traveling on rail.
A l'heure actuelle, chaque trappe de wagon est ouverte ou fermée par rotation manuelle d'un volant, qui par l'intermédiaire d'une boîte de démultiplication, fait tourner un arbre solidaire d'une tringlerie levier-bielle reliée à la trappe. Le levier et la bielle forment un système à genouillère présentant un point mort dont le dépassement, lors de la fermeture de la trappe, interdit toute ouverture intempestive. Currently, each wagon hatch is opened or closed by manual rotation of a flywheel, which via a gearbox, rotates a shaft secured to a lever-rod linkage connected to the hatch . The lever and the connecting rod form a toggle system having a neutral point, the protrusion of which, when closing the hatch, prevents any untimely opening.
Ce mécanisme présente des inconvénients qui font qu'il est de plus en plus mal accepté. I1 exige un travail pénible pour l'ouverture et la fermeture. Il impose à l'ouvrier de se placer à proximité de la trappe, de sorte qu'il reçoit les poussières et les déchets qui volent autour du matériau qui se déverse. This mechanism has drawbacks which make it increasingly poorly accepted. It requires strenuous work for opening and closing. It requires the worker to position himself near the hatch, so that he receives the dust and waste that fly around the material that spills.
La présente invention vise à fournir un véhicule ferroviaire et une installation permettant de commander à distance l'ouverture et la fermeture, éventuellement partielles, de la trappe ou des trappes de ce véhicule, et cela en ne mettant en oeuvre que des moyens simples et notamment en n'exigeant aucune source d'énergie et aucun organe complexe à bord du véhicule. The present invention aims to provide a railway vehicle and an installation making it possible to remotely control the opening and closing, possibly partial, of the hatch or hatches of this vehicle, and this by using only simple means and in particular by not requiring any source of energy and any complex organ on board the vehicle.
Dans ce but l'invention propose notamment un véhicule ferroviaire comportant des trémies ou citernes dont la base est équipée d'une trappe de vidange manoeuvrable mécaniquement par une tringlerie présentant un point mort d'irréversibilité par dépassement à la fermeture, caractérisé en ce que chaque tringlerie est reliée à l'élément mobile d'un vérin pneumatique à double effet dont l'élément fixe est ancré sur le chassis du véhicule, les compartiments de tous les vérins du véhicule étant reliés à un connecteur pneumatique multiple obturable et accessible de l'extérieur. Chaque tringlerie peut comporter une articulation levier tournant-bielle pour laquelle le point mort correspond à l'alignement du levier et de la bielle. To this end, the invention proposes in particular a railway vehicle comprising hoppers or tanks, the base of which is equipped with a drain hatch which can be operated mechanically by a linkage having a dead center of irreversibility by going beyond on closing, characterized in that each linkage is connected to the mobile element of a double-acting pneumatic cylinder, the fixed element of which is anchored to the chassis of the vehicle, the compartments of all the cylinders of the vehicle being connected to a multiple pneumatic connector which can be closed and accessible from the outside. Each linkage can comprise a pivoting lever-connecting rod articulation for which the neutral point corresponds to the alignment of the lever and the connecting rod.
Pour éviter tout fonctionnement imtempestif, on utilisera en règle générale des vérins munis d'un organe manuel de blocage mécanique et/ou autobloquants dans celle des positions terminales qui correspond à la fermeture de la trappe respective. Les compartiments du vérin ou des vérins seront généralement reliés au connecteur par des conduites ayant des tronçons rigides (là où existe un risque d'accrochage par exemple) et des tronçons souples (là où le trajet est tourmenté et dans la zone de liaison avec le vérin lorsque ce dernier est basculant). To avoid any untimely operation, as a general rule, cylinders fitted with a manual mechanical locking and / or self-locking member will be used in that of the terminal positions which corresponds to the closing of the respective hatch. The compartments of the jack or jacks will generally be connected to the connector by pipes having rigid sections (where there is a risk of snagging for example) and flexible sections (where the path is tormented and in the zone of connection with the cylinder when the latter is tilting).
L'invention propose également une installation comportant, au poste de déchargement un groupe de manoeuvre, éventuellement monté sur un chariot, ayant une source d'air comprimé à une pression suffisante pour la manoeuvre des vérins, un distributeur multiple permettant d'alimen ter l'ensemble ou l'un quelconque de plusieurs vérins, et un faisceau de conduites souples alimentées par les distributeurs, terminé par un connecteur multiple accouplable au connecteur d'un véhicule. The invention also proposes an installation comprising, at the unloading station, an operating group, optionally mounted on a carriage, having a source of compressed air at a pressure sufficient for the operation of the jacks, a multiple distributor making it possible to supply the 'assembly or any one of several jacks, and a bundle of flexible pipes supplied by the distributors, terminated by a multiple connector which can be coupled to the connector of a vehicle.
La source d'air comprimé sera généralement un compresseur, à moteur électrique ou thermique, permettant de fournir une pression d'environ 10 bars. Lorsque l'on recherche la simplicité, ce compresseur pourra attaquer directement le distributeur. On peut également prévoir un réservoir tampon de quelques dizaines de litres, qui devra alors être soumis au contrôle habituel prévu pour les récipients sous pression. The source of compressed air will generally be a compressor, with an electric or thermal engine, making it possible to provide a pressure of approximately 10 bars. When seeking simplicity, this compressor can directly attack the distributor. It is also possible to provide a buffer tank of a few tens of liters, which must then be subjected to the usual inspection provided for pressure vessels.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un wagon à trémies pouvant être équipé d'un dispositif selon l'invention et des composants d'une installation selon l'invention situés au poste de déchargement, dans un mode particulier de réalisation;
- le figure 2 est un schéma, en vue de dessus, montrant une disposition possible de moyens pour la mise en oeuvre de l'invention sur un wagon du genre montré en figure 1;
- la figure 3 est une vue en élévation, à grande échelle, montrant la cinématique des moyens de mise en oeuvre de l'invention, dans un mode particulier de réalisation;
- la figure 4 est une vue de gauche de la figure 3; et
- la figure 5 est un schéma d'une fraction des liaisons entre le poste et le wagon lors du déchargement.The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment of the invention, given by way of non-limiting example. The description refers to the accompanying drawings, in which:
- Figure 1 is a schematic elevational view of a hopper wagon that can be equipped with a device according to the invention and components of an installation according to the invention located at the unloading station, in a particular embodiment ;
- Figure 2 is a diagram, in top view, showing a possible arrangement of means for the implementation of the invention on a wagon of the kind shown in Figure 1;
- Figure 3 is an elevational view, on a large scale, showing the kinematics of the means of implementing the invention, in a particular embodiment;
- Figure 4 is a left view of Figure 3; and
- Figure 5 is a diagram of a fraction of the connections between the station and the wagon during unloading.
Le wagon montré à titre d'exemple sur les figures 1 et 2 a une constitution générale classique. Il comporte une plateforme 10 portée par des roues ou bogies 12 et des trémies 16, au nombre de quatre, fermées à leur partie supérieure par des demi-couvercles 14 basculants et verrouillables. Chaque trémie 16 est munie d'une trappe d'obturation 18, souvent de grande section (typiquement 800x1200 mm). La trappe représentée sur la figure 3 est prévue pour dégager complètement l'ouverture de vidange lorsqu'elle est complètement ouverte. Pour cela elle est articulée sur des bras de guidage 19 et au moins un bras de manoeuvre 21 qui le soutiennent. Toutefois l'invention serait applicable à d'autres montages de trappes.En particulier, elle est applicable à un montage dans lequel chaque trappe est portée par deux bras de manoeuvre articulés à leur extrémité haute et fixés de façon rigide, par exemple par soudage ou boulonnage, sur la trappe, de part et d'autre de cette dernière. The wagon shown by way of example in FIGS. 1 and 2 has a conventional general constitution. It comprises a platform 10 carried by wheels or bogies 12 and hoppers 16, four in number, closed at their upper part by tiltable and lockable half-covers 14. Each hopper 16 is provided with a shutter hatch 18, often of large section (typically 800 × 1200 mm). The hatch shown in Figure 3 is designed to completely clear the drain opening when it is fully open. For this it is articulated on guide arms 19 and at least one operating arm 21 which support it. However, the invention would be applicable to other hatch assemblies. In particular, it is applicable to an assembly in which each hatch is carried by two operating arms articulated at their upper end and rigidly fixed, for example by welding or bolting, on the hatch, on both sides of the latter.
Les bras 19 et 21 sont l'un et l'autre articulés sur la plateforme autour d'axes parallèles da façon à constituer un quadrilatère déformable avec la trappe 18. The arms 19 and 21 are both articulated on the platform around parallel axes so as to constitute a deformable quadrilateral with the hatch 18.
aussi cette dernière peut se déplacer de la position de fermeture où elle est montrée en traits pleins à la position de pleine ouverture où elle est montrée en tirets.also the latter can move from the closed position where it is shown in solid lines to the full opening position where it is shown in dashes.
Chaque trappe 18 est munie d'un mécanisme de manoeuvre. Les figures 3 et 4 montrent un mécanisme de manoeuvre dont la partie à commande manuelle est largement utilisée à l'heure actuelle. Ce mécanisme comporte un volant 20 placé d'un côté de la plateforme 10, solidaire d'un pignon 22 attaquant une roue dentée 24, de façon à constituer un réducteur. La roue dentée 24 est calée sur un arbre transversal 26 qui tourne dans des paliers 28 fixés à la plateforme. Sur l'arbre 26 est fixé rigidement un levier 30 attelé à une bielle 32 articulée par un axe 34 sur le bras 21 relié à un bord de la trappe 18 (ou la paire de bras 21). A l'opposé du levier 21, la trappe reste suspendue aux bras 19, de façon que la trappe 18 puisse se déplacer en basculant. Each hatch 18 is provided with an operating mechanism. Figures 3 and 4 show an operating mechanism, the manual control part of which is widely used today. This mechanism comprises a flywheel 20 placed on one side of the platform 10, integral with a pinion 22 driving a toothed wheel 24, so as to constitute a reduction gear. The toothed wheel 24 is wedged on a transverse shaft 26 which rotates in bearings 28 fixed to the platform. On the shaft 26 is rigidly fixed a lever 30 coupled to a connecting rod 32 articulated by an axis 34 on the arm 21 connected to an edge of the hatch 18 (or the pair of arms 21). Opposite the lever 21, the hatch remains suspended from the arms 19, so that the hatch 18 can move by tilting.
On voit sur la figure 3 que la tringlerie constituée par le levier 30 et la bielle 32 a une géométrie telle qu'elle présente un point mort qui est dépassé de quelques millimètres lorsque le volant 20 est tourné à fond dans le sens de la fermeture, ce qui évite toute ouverture intempestive. It can be seen in FIG. 3 that the linkage formed by the lever 30 and the connecting rod 32 has a geometry such that it has a neutral point which is exceeded by a few millimeters when the flywheel 20 is turned fully in the closing direction, which avoids any untimely opening.
Conformément à l'invention, dans le mode de réalisation montré sur les figures, le mécanisme de manoeuvre associé à chaque trappe comporte de plus au moins un vérin pneumatique à double effet 40 dont le corps est articulé sur la plateforme 10 de façon à pouvoir tourner autour d'un axe 42 parallèle à l'arbre 26 et aux axes d'articulation de la bielle 32. Le piston 44 du vérin est attelé à un bras 46 fixé à l'arbre 26. According to the invention, in the embodiment shown in the figures, the operating mechanism associated with each hatch further comprises at least one double-acting pneumatic cylinder 40 whose body is articulated on the platform 10 so as to be able to rotate about an axis 42 parallel to the shaft 26 and to the articulation axes of the connecting rod 32. The piston 44 of the jack is coupled to an arm 46 fixed to the shaft 26.
Le bras 46 étant placé à l'opposé du levier 30, l'extension du vérin à partir de la position rétractée montrée en 44 oblige la tringlerie à passer par le point mort, puis provoque l'ouverture de la trappe 18 suivant la même cinématique que dans le cas d'une manoeuvre manuelle. The arm 46 being placed opposite the lever 30, the extension of the jack from the retracted position shown at 44 obliges the linkage to pass through neutral, then causes the hatch 18 to open according to the same kinematics than in the case of manual operation.
A la fin de la course d'ouverture, le vérin 40 et le bras 21 se trouvent dans la position représentée en tirets sur la figure 3. Inversément, en inversant les liaisons du vérin 40 avec une source de pression et la décharge, on provoque la rétraction du vérin et le retour de la trappe dans la position de ferméture où elle est montrée en figure 3.At the end of the opening stroke, the actuator 40 and the arm 21 are in the position shown in dashes in FIG. 3. Conversely, by reversing the connections of the actuator 40 with a pressure source and the discharge, it causes the retraction of the jack and the return of the hatch to the closed position where it is shown in Figure 3.
Le volant 20 peut être conservé ainsi que le réducteur, pour autoriser une manoeuvre manuelle à des emplacements où on dispose pas d'air comprimé. Mais dans ce cas le réducteur doit être réversible ou débrayable et l'approche du wagon doit etre interdite au cours des manoeuvres d'ouverture et de fermeture à l'aide du vérin. The steering wheel 20 can be kept as well as the reduction gear, to allow manual operation at locations where there is no compressed air. In this case, however, the reduction gear must be reversible or disengageable and approaching the wagon must be prohibited during opening and closing operations using the jack.
I1 est également possible de supprimer le volant et de laisser seulement subsister un carré destiné à recevoir un volant uniquement en secours. I1 is also possible to remove the steering wheel and leave only a square intended to receive a steering wheel only in emergency.
Les deux compartiments de chaque vérin sont reliés, par des conduites fixées sur le wagon, à au moins un connecteur 50 accessible de l'extérieur sans difficultés. The two compartments of each cylinder are connected, by lines fixed to the wagon, to at least one connector 50 accessible from the outside without difficulty.
Dans le mode de réalisation montré en figure 2, deux connecteurs 50 sont prévus, chacun d'un côté de la plateforme 10. Ces connecteurs sont auto-obturants ou munis de couvercles permettant de les fermer en dehors des périodes d'utilisation. Ils peuvent être reliés par des tubes transversaux 52 auxquels se raccordent des conduites d'alimentation du vérin 40. Toujours dans le cas représenté en figure 2, les vérins de manoeuvre de deux trappes adjacentes sont placées entre ces deux trappes, de part et d'autre du plan médian du wagon.In the embodiment shown in Figure 2, two connectors 50 are provided, each on one side of the platform 10. These connectors are self-sealing or provided with covers for closing them outside periods of use. They can be connected by transverse tubes 52 to which the supply lines of the jack 40 are connected. Still in the case shown in FIG. 2, the operating jacks of two adjacent doors are placed between these two doors, on either side. other from the median plane of the wagon.
Pour des raisons de sécurité, les vérins 40 sont ou bien munis de moyens permettant de les bloquer manuelle ment en position rétractée, ou bien du type auto-bloquant dans cette position en l'absence d'alimentation. For safety reasons, the jacks 40 are either provided with means making it possible to block them manually in the retracted position, or else of the self-locking type in this position in the absence of supply.
Un wagon du genre qui vient être décrit est prévu pour être relié à un poste de commande appartenant à une installation de déchargement. Dans le cas représenté sur la figure 1, ce poste comprend une source d'air comprimé, constituée par un compresseur 54, suivie d'une vanne d'arrêt 56 et d'un filtre 58. Une pression de 10 bars sera généralement suffisante pour autoriser la manoeuvre des trappes habituelles avec des vérins de quelques centimètres de diamètre, donc peu encombrants. L'air provenant du compresseur est admis dans un distributeur multiple 60 ayant des vannes de commande 62 à plusieurs voies en nombre égal à celui des trappes à manoeuvrer.Chacune de ces vannes permet d'isoler les compartiments du vérin ou des vérins et permet de relier l'un des compartiments à l'atmosphère et l'autre au compresseur, pour provoquer soit l'ouverture, soit la fermeture. Ces vannes peuvent être d'un type quelconque bien connu, à commande électrique ou simplement à déplacement manuel d'un tiroir. Chaque vanne alimente une paire de tuyaux souples 64. L'ensemble des tuyaux constitue un faisceau raccordé à un connecteur 66 complémentaire du connecteur 50. A wagon of the kind which has just been described is intended to be connected to a control station belonging to an unloading installation. In the case shown in FIG. 1, this station comprises a source of compressed air, constituted by a compressor 54, followed by a stop valve 56 and a filter 58. A pressure of 10 bars will generally be sufficient to authorize the operation of the usual hatches with cylinders a few centimeters in diameter, therefore compact. The air coming from the compressor is admitted into a multiple distributor 60 having control valves 62 with several channels in a number equal to that of the hatches to be operated. Each of these valves makes it possible to isolate the compartments of the jack or jacks and makes it possible to connect one of the compartments to the atmosphere and the other to the compressor, to cause either opening or closing. These valves can be of any well known type, electrically controlled or simply with manual movement of a drawer. Each valve feeds a pair of flexible pipes 64. The set of pipes constitutes a bundle connected to a connector 66 complementary to the connector 50.
La figure 5 montre une constitution possible des vannes 62 et des liaisons avec les vérins 40, dont deux seulement sont représentés. Chaque vanne comporte un tiroir qu'un ressort 68 tend à maintenir dans la position neutre où elle est représentée en figure 5. Le tiroir isole alors les compartiments du vérin correspondant 40. FIG. 5 shows a possible construction of the valves 62 and of the connections with the jacks 40, only two of which are shown. Each valve has a drawer which a spring 68 tends to maintain in the neutral position where it is shown in FIG. 5. The drawer then isolates the compartments of the corresponding jack 40.
Lorsque le tiroir est amené vers la gauche, par exemple à l'aide d'une manette 70 portée par le pupitre de commande du distributeur, le tiroir met en communication l'un des compartiments du vérin 40 avec le compresseur et l'autre avec l'échappement. Le vérin tend alors à se déployer et à ouvrir la trappe respective. En amenant le tiroir vers la droite, on réalise la manoeuvre inverse.When the drawer is brought to the left, for example using a handle 70 carried by the distributor's console, the drawer puts one of the compartments of the jack 40 into communication with the compressor and the other with the exhaust. The jack then tends to deploy and open the respective hatch. By bringing the drawer to the right, the reverse operation is carried out.
Pour limiter la vitesse de déplacement des vérins et donc celle des trappes, un étranglement 74 placé en parallèle avec un clapet anti-retour 76 est avantageusement monté sur chaque conduite d'alimentation d'un compartiment de vérin. L'étranglement ralentit l'échappement d'air à partir du compartiment et ralentit donc les déplacements. Une vanne 78 de mise en communication des deux compartiments de chaque vérin peut être prévu pour mettre le vérin hors service en cas de défaut de fonctionnement et lorsque l'on veut manoeuvrer de façon manuelle la trappe, de façon que l'air puisse passer librement d'un côté à l'autre du vérin. To limit the speed of movement of the jacks and therefore that of the doors, a throttle 74 placed in parallel with a non-return valve 76 is advantageously mounted on each supply line of a jack compartment. The throttle slows the exhaust of air from the compartment and therefore slows movement. A valve 78 for communicating the two compartments of each cylinder can be provided to put the cylinder out of service in the event of a malfunction and when it is desired to manually operate the hatch, so that the air can pass freely from side to side of the cylinder.
L'invention ne se limite pas aux modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemple mais il doit être entendu qu'elle s'étend à toutes variantes restant dans le cadre des équivalences; en particulier il est possible de dupliquer certains organes, pour équilibrer la commande ou pour des raisons de redondance et de sécurité. The invention is not limited to the particular embodiments given by way of example but it should be understood that it extends to all variants remaining within the framework of equivalences; in particular, it is possible to duplicate certain components, to balance the command or for reasons of redundancy and security.
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|---|---|---|---|---|
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| CN102529994B (en) * | 2012-01-10 | 2014-04-16 | 南车长江车辆有限公司 | Bottom door opening and closing air control system for railroad hopper car |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2696986B1 (en) | 1994-12-30 |
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