RU2021416C1

RU2021416C1 - Ballast cleaner

Info

Publication number: RU2021416C1
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Гапеенко; Н.Н. Давыдов; В.И. Стеблецов
Original assignee: Центральное Конструкторское Бюро Тяжелых Путевых Машин
Priority date: 1990-04-06
Filing date: 1990-04-06
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: maintenance of permanent way. SUBSTANCE: ballast cleaner has frame 1, cleaning member formed by flexible band 2 with cells, power members 4 on which different length posts 5 and 6 are secured. Posts mount pressure rollers 7 and deflecting rollers 8. Ballast cleaner has also conveyor 12 to bring out litter and dirt arranged under cleaning member and conveyor 14 to deliver cleaned broken stone to track bed. Device has also two chains placed at both sides of band 2 and connected with band. Ends of chains are hinge-connected on frame 1. Rollers 8 are installed for engagement with lower surfaces of band 2 and chains, and rollers 7 are installed for engagement with chain upper surfaces. EFFECT: enhanced efficiency owing to decrease in power consumption and enhanced reliability. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения фракционного состава щебеночного балласта, и, в частности, может быть использовано на щебнеочистительных машинах при производстве ремонтов пути с очисткой щебня, а также на стационарных установках для очистки путевого балласта предварительно вывезенного с перегона. The invention relates to a device for separating the fractional composition of crushed stone ballast, and, in particular, can be used on crushed stone cleaning machines for making track repairs with crushed stone cleaning, as well as in stationary installations for cleaning track ballast previously removed from the stage.

Известно щебнеочистительное устройство, содержащее раму, гибкий очистной элемент с частично волнообразной поверхностью и с цепями, привод, а также - систему конвейеров [1]. Known crushed stone cleaning device containing a frame, a flexible cleaning element with a partially wavy surface and with chains, a drive, as well as a conveyor system [1].

Недостатком этого устройства является повышение энергоемкости и сложность уборки засорителей. The disadvantage of this device is to increase the energy intensity and complexity of cleaning weeds.

Известно щебнеочистительное устройство, содержащее раму, очистной орган, смонтированный на раме и включающий в себя гибкую ленту с ячейками и ролики для взаимодействия с элементами очистного органа, и конвейер для отвода засорителей, размещенный под очистным органом [2]. A crushed stone cleaning device is known, comprising a frame, a cleaning organ mounted on the frame and including a flexible tape with cells and rollers for interacting with elements of the cleaning organ, and a conveyor for removing weeds placed under the cleaning organ [2].

Это устройство позволяет очищать от засорителей щебеночный балласт за счет перемещения бесконечной гибкой ленты, имеющей волнообразную поверхность. Причем, в этом устройстве любая фиксированная точка, принадлежащая гибкой ленте, совершает горизонтальное перемещение. This device makes it possible to clean ballast ballast from weeds by moving an endless flexible tape having a wavy surface. Moreover, in this device, any fixed point belonging to the flexible tape performs horizontal movement.

Недостатки известного устройства следующие:
повышенная энергоемкость, металлоемкость обуславливает, во-первых, наличие холостой ветви очистной ленты, на которой не производится очистка щебня, во-вторых, не полным использованием рабочей части ее из-за участков с отрицательным углом наклона траектории ленты, в-третьих, образованием волокнистой поверхности ленты за счет дополнительных узлов типа "щека-палец".The disadvantages of the known device are as follows:
increased energy consumption, metal consumption leads, firstly, to the presence of an idle branch of the cleaning belt, on which crushed stone is not cleaned, and secondly, the incomplete use of its working part due to areas with a negative angle of inclination of the tape path, and thirdly, the formation of fibrous the surface of the tape due to additional nodes such as a cheek-finger.

Указанные недостатки снижают также и надежность устройства. These disadvantages also reduce the reliability of the device.

Цель изобретения - повышение эффективности устройства путем сокращения энергоемкости и повышения надежности. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device by reducing energy intensity and increasing reliability.

На фиг. 1 изображено щебнеочистительное устройство, общий вид; на фиг.2 - узел I (в увеличенном масштабе) фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.4 - вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.3; на фиг.6 - схема расположения балласта на волнообразной поверхности. In FIG. 1 shows a crushed stone cleaning device, general view; figure 2 - node I (on an enlarged scale) of figure 1; figure 3 is a view along arrow a in figure 1; figure 4 is a view along arrow B in figure 1; figure 5 is a section bb in figure 3; figure 6 - arrangement of ballast on a wavy surface.

Щебнеочистительное устройство содержит раму 1, очистной орган, образованный гибкой лентой 2, шарнир 3 для закрепления очистного органа, силовые элементы 4, на которых смонтированы стойки 5 и 6 разной длины, несущие прижимные 7 и отклоняющие 8 ролики с помощью соответствующих пальцев 9 и 10, привод 11 силовых элементов 4, конвейер 12 для отвода засорителей, размещенный под очистным органом, поддерживающие ролики 13, конвейер 14 для подачи очищенного щебня в путь, щит 15, наружные 16 и внутренние 17 щеки, соединенные пальцами 18, которые образуют боковые цепи гибкого очистного органа в зоне поверхности 19 ленты 2, имеющей ячейки 20 (диаметром например, 25 мм). Силовые элементы 4 образованы внутренними 21 и внешними 22 щеками, соединенными попарно пальцами 23. The crushed stone cleaning device comprises a frame 1, a cleaning organ formed by a flexible tape 2, a hinge 3 for securing the cleaning organ, power elements 4 on which racks 5 and 6 of different lengths are mounted, bearing clamping 7 and deflecting rollers 7 with the help of the corresponding fingers 9 and 10, drive 11 of the power elements 4, a conveyor 12 for removing weeds, located under the cleaning body, supporting rollers 13, a conveyor 14 for feeding the cleaned gravel into the path, shield 15, outer 16 and inner 17 cheeks connected by fingers 18, which form side chains flexible wiping body surface area 19 of the belt 2 having a cell 20 (e.g. a diameter of 25 mm). Power elements 4 are formed by inner 21 and outer 22 cheeks, connected in pairs by fingers 23.

Вне зоны расположения поверхности 19 боковые цепи образованы внутренними 17 и дополнительными 24 щеками, а также пальцами 25. На внутренней стороне щеки 17 жестко закреплен (например, сваркой) пруток 26. Прутки 26 расположены в центральной зоне гибкой ленты 2 и соединяют рабочую поверхность 19, представляющую собой тонкий гибкий металлический лист с щеками 17. К поверхностям 19 прутки могут крепиться сваркой, скобами и т.д., а поверхность 19 может быть выполнена из неметаллических материалов или в виде очистной сетки машины ШОМ-4М, ШОМ-4, ШОМ-Д. Боковые цепи, состоящие из щек 16 и 17, расположены с двух сторон относительно поверхности 19, причем таких цепей две. Outside the area of the surface 19, the side chains are formed by the inner 17 and additional 24 cheeks, as well as by the fingers 25. On the inner side of the cheek 17, a bar 26 is rigidly fixed (for example, by welding). The rods 26 are located in the central zone of the flexible tape 2 and connect the working surface 19, which is a thin flexible metal sheet with cheeks 17. To the surfaces 19, the rods can be attached by welding, brackets, etc., and the surface 19 can be made of non-metallic materials or in the form of a cleaning mesh of the machine ШОМ-4М, ШОМ-4, ШОМ- D. Side chains consisting of cheeks 16 and 17 are located on two sides relative to surface 19, and there are two such chains.

Щит 15 смонтирован на раме 1 между боковыми цепями, состоящими из щек 16 и 17, в зоне разгрузки очищенного щебня. The shield 15 is mounted on the frame 1 between the side chains, consisting of cheeks 16 and 17, in the unloading area of the cleaned gravel.

Прижимные 7 и отклоняющие 8 ролики расположены относительно друг друга на разной высоте. Взаимное расположение роликов 7 и 8 (по горизонтали и вертикали) зависит от гибкости рабочей поверхности 19. Clamping 7 and deflecting 8 rollers are located relative to each other at different heights. The relative position of the rollers 7 and 8 (horizontal and vertical) depends on the flexibility of the working surface 19.

Предпочтительно, чтобы угол α наклона поверхности 18 был больше угла естественного откоса балласта. Preferably, the angle α of inclination of the surface 18 is greater than the angle of repose of the ballast.

Прижимные ролики 7 располагаются над боковыми цепями и контактируют с верхней поверхностью наружных щек 16. Отклоняющие ролики 8 располагаются под боковыми цепями и под рабочей поверхностью 19. Каждый ролик 8 соединяет правый и левый силовой элемент 4, т.е. один палец 9, на котором закреплен ролик 8, смонтирован на одном элементе 4, а другой палец 9, на котором закреплен тот же ролик 8, смонтирован на другом элементе 4. По длине внешняя поверхность ролика 8 неодинакова. The pressure rollers 7 are located above the side chains and are in contact with the upper surface of the outer cheeks 16. The deflecting rollers 8 are located under the side chains and under the working surface 19. Each roller 8 connects the right and left power element 4, i.e. one finger 9, on which the roller 8 is fixed, is mounted on one element 4, and another finger 9, on which the same roller 8 is fixed, is mounted on another element 4. The outer surface of the roller 8 is not the same along the length.

В зоне контакта со щеками 16 - поверхность ролика 8 - гладкая цилиндрическая, а в зоне контакта с рабочей поверхностью 19 на цилиндрической поверхности ролика 8 имеются выступы 27 высотой 2-5 см. In the zone of contact with the cheeks 16, the surface of the roller 8 is smooth cylindrical, and in the zone of contact with the working surface 19 on the cylindrical surface of the roller 8 there are protrusions 27 2-5 cm high.

Расположение выступов 27 на каждом ролике 8 различно, это позволяет зоне поверхности 19 периодически контактировать с определенным количеством выступов 27. The location of the protrusions 27 on each roller 8 is different, this allows the area of the surface 19 to periodically contact with a certain number of protrusions 27.

Ролики 7 и 8 могут свободно поворачиваться относительно пальцев 10 и 9. Как вариант ролики 7 и 8 могут через амортизаторы устанавливаться на стойки 6 и 5. The rollers 7 and 8 can freely rotate relative to the fingers 10 and 9. Alternatively, the rollers 7 and 8 can be mounted on struts 6 and 5 through the shock absorbers.

На раме 1 гибкая лента 2 смонтирована так, что без взаимодействия с роликами 7 и 8 эта лента свободно провисает, т.е. длина ленты 2 больше расстояния между точками ее закрепления на раме 1. Это условие необходимо для того, чтобы при взаимодействии роликов 7 и 8 с цепями (из щек 16 и 17) запас длины ленты 2 позволил бы образовать волнистую поверхность. On the frame 1, the flexible tape 2 is mounted so that without interacting with the rollers 7 and 8, this tape freely sags, i.e. the length of the tape 2 is greater than the distance between the points of its fastening on the frame 1. This condition is necessary so that when the rollers 7 and 8 interact with the chains (from the cheeks 16 and 17), the margin of the length of the tape 2 would allow to form a wavy surface.

Для обеспечения возможности как схода ролика 7 с поверхности щек 16 (фиг. 3), так и захода на эту поверхность (на фиг. не показано) в зоне закругления элемента 4 отсутствуют щеки 16 в боковой цепи, а вместо них установлены щеки 24. В зоне закругления элемента 4 отклоняющий ролик 8 выходит из контакта с щеками 16 и 17 за счет изменения его траектории. To ensure the possibility of both the descent of the roller 7 from the surface of the cheeks 16 (Fig. 3) and the approach to this surface (not shown in Fig.), There are no cheeks 16 in the side zone of the element 4 and instead of them there are 24 cheeks. the area of the rounding of the element 4, the deflecting roller 8 comes out of contact with the cheeks 16 and 17 by changing its path.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Включают привод 11, который вращает силовые элементы 4 (скорость перемещения которых 2-5 м/с). The drive 11 is turned on, which rotates the power elements 4 (the speed of movement of which is 2-5 m / s).

Вместе с ними вращаются стойки 5 и 6 с роликами и 7. Эти ролики, взаимодействуя с боковыми цепями, состоящими из щек 16 и 17, образуют волнообразную форму. Together with them, the racks 5 and 6 rotate with the rollers and 7. These rollers, interacting with the side chains consisting of cheeks 16 and 17, form a wavy shape.

Зона загрузки балласта расположена между двумя первыми (правыми, фиг.1) волнами поверхности 19. В зоне загрузки загрязненного балласта происходит попадание балласта на поверхность очистного органа 2. The ballast loading zone is located between the two first (right, FIG. 1) waves of surface 19. In the loading zone of contaminated ballast, ballast hits the surface of the treatment organ 2.

При перемещении волны поверхности 19 в горизонтальном направлении (влево, фиг.1) балласт также перемещается влево, при этом его фракции соприкасаются с постоянно меняющейся зоной поверхности 19 (фиг.6). When the surface wave 19 moves in the horizontal direction (to the left, Fig. 1), the ballast also moves to the left, while its fractions come into contact with the ever-changing zone of the surface 19 (Fig. 6).

При этом засорители, соприкасающиеся с отверстиями 20, просыпаются вниз и попадают на конвейер 12. Очищенный щебень с поверхности 19 в зоне разгрузки попадает на щит 15 и ссыпается на конвейер 14, который подается в путь или в состав для его вывоза. Для исключения заклинивания отдельных фракций щебня в отверстиях 20 отклоняющие ролики 8, во-первых, контактируют с поверхностью 19, во-вторых, имеют выступы 27, также контактирующие с поверхностью 19. Это обеспечивает "выталкивание" отдельных фракций из отверстий 20 в направлениях "снизу-вверх", снизу - к боковом направлении. Кроме того, наличие выступов 27 на роликах 8 обеспечивает некоторое вибрирование зон контакта поверхности 19 и ролика 8, что также способствует лучшему просыпанию щебня сквозь отверстия 20 и перемешиванию фракции щебня на поверхности 19. In this case, weeds in contact with the holes 20 wake up and fall onto the conveyor 12. The cleaned gravel from the surface 19 in the discharge zone falls onto the shield 15 and is poured onto the conveyor 14, which is fed into the train or in the composition for its removal. To avoid jamming of individual fractions of crushed stone in the holes 20, the deflecting rollers 8, firstly, are in contact with the surface 19, and secondly, they have protrusions 27, also in contact with the surface 19. This ensures that the individual fractions are "pushed" from the holes 20 in the directions "from the bottom -up ", from below - to the lateral direction. In addition, the presence of protrusions 27 on the rollers 8 provides some vibration of the contact zones of the surface 19 and the roller 8, which also contributes to better spilling of crushed stone through the holes 20 and mixing of the crushed stone fraction on the surface 19.

При приближенном расчете основных параметров устройства площадь F поперечного сечения (ЕО1, фиг.6) слоя балласта на волнообразной поверхности 22 равно
0.5CIE = 0.5C

При Т = 1 м,L = 0,7-0,8 м, С = 0,2 м, Н = 0,4-0,45 м, 0.2

=0.092 м² .In the approximate calculation of the main parameters of the device, the cross-sectional area F (ЕО1, Fig.6) of the ballast layer on the wavy surface 22 is
0.5CIE = 0.5C

At T = 1 m, L = 0.7-0.8 m, C = 0.2 m, N = 0.4-0.45 m, 0.2

= 0.092 m ² .

При скорости V перемещение волны (4-5 м/с) и ширине К рабочей 5 поверхности 1 м производительность Q устройства равнa Q = FVK = 0,092 х 1 х (4-5) = 0,37-0,46 м/с = 1300-1700 м³/ч.At speed V, the wave movement (4-5 m / s) and the width K of the working 5 surface of 1 m, the productivity Q of the device is Q = FVK = 0.092 x 1 x (4-5) = 0.37-0.46 m / s = 1300-1700 m ³ / h.

Если площадь определяется много- угольником ЕО12 (фиг.6), то F = 0.5c

+ 0.5h

. При L = C, F = C

и при указанных выше параметрах F = 0,184 м² и Q = 2600-3400 м³/ч.If the area is determined by the polygon EO12 (Fig.6), then F = 0.5c

+ 0.5h

. For L = C, F = C

and with the above parameters F = 0.184 m ² and Q = 2600-3400 m ³ / h.

Удаление засорителей происходит только из зон контакта фракций щебня с поверхностью 19, поэтому для фиг. 6 площадь Fo слоя балласта, в котором происходит удаление засорителей, равно (ЕО + 01)d, где d - средний диаметр фракции щебня (d = 0,035 м), ЕО = 0,62 м, 01 = l = 0,4 м, F_o = (0,62 + 0,4) х x0,035 = 0,035 м².Weed removal occurs only from the contact zones of the gravel fractions with the surface 19, therefore, for FIG. 6 the area Fo of the ballast layer in which weeds are removed is (ЕО + 01) d, where d is the average diameter of the crushed stone fraction (d = 0.035 m), ЕО = 0.62 m, 01 = l = 0.4 m, F _o = (0.62 + 0.4) x x0.035 = 0.035 m ² .

Так как общая площадь очищаемого щебня F = 0,092 м², т.е. в 3 раза больше Fo, то устройство должно иметь три волны рабочей поверхности с периодом Т = 1 м. Поэтому общая длина рабочей поверхности (ее горизонтальная проекция) должна быть 3 м для расположения балласта по треугольнику (Е01, фиг.6) и примерно 5 м для многоугольника (E012).Since the total area of the gravel to be cleaned is F = 0.092 m ² , i.e. 3 times greater than Fo, the device should have three waves of the working surface with a period of T = 1 m. Therefore, the total length of the working surface (its horizontal projection) should be 3 m for the location of the ballast in a triangle (E01, Fig.6) and about 5 m for the polygon (E012).

Сравнение показывает, что заявленное устройство по сравнению с базовым вариантом имеет протяженность очистного органа в 10 раз меньше, а длину рабочей поверхности в 4 раза меньше. Comparison shows that the claimed device in comparison with the basic version has a length of the treatment organ is 10 times less, and the length of the working surface is 4 times less.

Если энергоемкость транспортирующих механизмов типа конвейера пропорциональна их дине, то у заявленного устройства будет энергоемкость не меньше, чем в 4 раза меньше базового варианта. If the energy intensity of conveying mechanisms such as a conveyor is proportional to their length, then the claimed device will have an energy intensity of not less than 4 times less than the base case.

Преимущества заявленного устройства обусловлены использованием для перемещения и очистки балласта волны изгиба рабочей поверхности 19. Создание такой волны и ее перемещение возможно за счет силовых элементов, размещения на них последовательно на разной высоте с возможностью взаимодействия с боковыми цепями прижимных и отклоняющих роликов, пары бесконечных, подвижных от привода силовых элементов. The advantages of the claimed device are due to the use of a bending wave of the working surface 19 to move and clean the ballast. The creation of such a wave and its movement is possible due to the power elements, placing them sequentially at different heights with the possibility of interaction with the side chains of pressure and deflecting rollers, pairs of endless, movable from the drive of power elements.

Выполнение очистного элемента незамкнутым позволяет обеспечить работоспособность прижимных и отклоняющих роликов с учетом их установки на цепях, удобный сбор засорителей непосредственно с поверхности на конвейер, исключить холостую ветвь очистного органа. The implementation of the cleaning element open allows you to ensure the health of the pressure and deflecting rollers, taking into account their installation on the chains, the convenient collection of weeds directly from the surface to the conveyor, to exclude the idle branch of the cleaning organ.

Выполнение отклоняющих роликов с возможностью взаимодействия с волнообразной поверхностью очистного органа, а также наличие выступов в зоне взаимодействия роликов с поверхностью, позволяет более устойчиво создавать (перемещать) волну изгиба в центральной зоне поверхности (так как ролик играет роль опоры) и повышать качество очистки щебня, так как удаляются (выталкиваются) из отверстий отдельные фракции, застрявшие в этих отверстиях. The implementation of the deflecting rollers with the possibility of interaction with the wave-like surface of the cleaning organ, as well as the presence of protrusions in the zone of interaction of the rollers with the surface, allows you to more stably create (move) a bending wave in the central zone of the surface (since the roller plays the role of a support) and improve the quality of rubble cleaning as individual fractions stuck in these holes are removed (pushed out) from the holes.

Монтаж очистного органа с помощью шарнира на раме обеспечивает снижение нагрузок на пальцы, так как шарнир воспринимает колебания элемента - волну изгиба. Installation of the cleaning organ with the help of a hinge on the frame provides a reduction in finger loads, since the hinge perceives vibrations of an element - a bending wave.

Таким образом, заявленное устройство обеспечивает очистку щебеночного балласта с меньшей энерго- и металлоемкостью по сравнению с прототипом с одновременным высоким качеством очистки и большой производительностью. Thus, the claimed device provides for the cleaning of crushed stone ballast with lower energy and metal consumption compared to the prototype with simultaneous high quality cleaning and high productivity.

Claims

1. A gravel cleaning device, comprising a frame, a cleaning organ mounted on the frame and including a flexible tape with cells and rollers for interacting with the cleaning organ elements, a conveyor for removing weeds placed under the cleaning organ, characterized in that, in order to increase efficiency by reducing energy consumption and increasing reliability, it is equipped with two chains located on both sides of the flexible tape and connected to it, and two infinite power elements, on which through racks different for these rollers are installed and which are mounted on the frame from the outer sides of the chains, the ends of the chains being pivotally mounted on the frame, the rollers mounted on racks of a greater length are mounted to interact with the lower surfaces of the flexible tape and chains, and the rollers mounted on racks are smaller lengths, - with the possibility of interaction with the upper surfaces of the respective chains.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to improve the quality of cleaning, the rollers mounted on racks of greater length in the zones of interaction with the flexible tape are made with protrusions.