RU2178474C2

RU2178474C2 - Ballast cleaner

Info

Publication number: RU2178474C2
Application number: RU2000104730A
Authority: RU
Inventors: П.П. Супрун; А.П. Супрун
Original assignee: Дальневосточный государственный университет путей сообщения
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2002-01-20

Abstract

FIELD: track facilities. SUBSTANCE: ballast cleaner has welded frame on two self-propelled bogies, rake-out device, conveyors for evacuation of litter and contaminants, hopper-funnel for laying clean ballast in track, and meter. Ballast cleaning mechanism is made in form of horizontally arranged high-speed conveyor with endless gauze belt over which agitator is installed. Agitator consists of driven screen roller and vibrator secured on common frame whose upper end is hinge- coupled with machine frame. Mechanism to separate ferromagnetic inclusions (particles) is arranged over output end of high-speed conveyor. This mechanism consists of transporter with permanent magnets secured on belt. Drive drum with flexible blades to direct ferromagnetic inclusions into hopper is installed under output end of transporter. EFFECT: improved quality of cleaning, operation reliability and reduced power consumption without decreasing capacity. 3 dwg

Description

Изобретение относится к путевому хозяйству железных дорог, в частности к средствам механизации работ по очистке балласта от загрязнителей непосредственно в пути. Известны щебнеочистительные машины, где применен центробежный способ очистки балласта, предложенный А. И. Драгавцевым (С. А. Соломонов. Машины и механизмы для транспортного хозяйства. М. : Транспорт, 1984, с. 223). Такие машины очищают балласт с подъемом путевой решетки. Известные щебнеочистительные машины содержат сварную раму, установленную на две самоходные тележки, щебнеочистительное устройство, состоящее из сетчатой ленты, подрезного ножа, несущей и подъемной рамы, бункер для сбора очищенного балласта и планировщик. Подрезанный ножом балласт, поступая на сетчатую ленту под действием центробежной силы прижимается к ленте. Мелкие частицы, проходя через сетчатую ленту, отбрасываются на обочину, а крупные (очищенный щебень) - поступают в бункер, из которого ссыпаются на балластную призму и разравниваются планировщиком. The invention relates to track facilities of railways, in particular to means of mechanization of work to clean ballast from pollutants directly on the road. Known macadam cleaning machines, where the centrifugal method for cleaning ballast, proposed by A. I. Dragavtsev (S. A. Solomonov. Machines and mechanisms for the transport industry. M.: Transport, 1984, p. 223). Such machines clean the ballast with the rise of the track grid. Known gravel cleaning machines contain a welded frame mounted on two self-propelled carts, a gravel cleaning device consisting of a mesh tape, a cutting knife, a carrier and a lifting frame, a hopper for collecting clean ballast and a planner. The ballast cut by a knife, arriving on a mesh tape under the action of centrifugal force, is pressed to the tape. Small particles passing through the mesh tape are thrown to the side of the road, and large particles (cleaned gravel) come into the hopper, from which they are poured onto the ballast prism and leveled by the planner.

Применение таких машин позволяет высвободить до 200 рабочих на расчетный годовой объем. Однако они имеют ряд недостатков. The use of such machines allows the release of up to 200 workers per estimated annual volume. However, they have several disadvantages.

Первый недостаток - низкое качество очистки загрязнителей балласта, что объясняется высокими скоростями сетчатой ленты, порядка 12-14 м/с, благодаря чему достигается необходимая центробежная сила, которая выбрасывает загрязнения на коротком криволинейном участке пути сетчатой лентой и в то же время как бы "прессует" находящийся на ленте слой балласта, снижая интенсивность проникновения загрязнителей из толщи слоя к поверхности сетчатой ленты. Второй недостаток - выбрасываемые механизмом очистки за пределы балластной призмы загрязнители засоряют кюветы и такие искусственные сооружения как трубы. Третий недостаток - дорогостоящая сетчатая лента очень быстро выходит из строя из-за очень большой разницы в скоростях подачи загрязненного балласта на ленту и скорости движения самой сетчатой ленты. Когда в балласте попадаются металлические включения (болты, противоугоны, рельсовые подкладки и т. п. предметы), которые вместе с очищенным балластом снова попадают в балластную призму. The first drawback is the low quality of cleaning ballast pollutants, which is explained by the high speeds of the mesh belt, of the order of 12-14 m / s, which ensures the necessary centrifugal force, which ejects dirt on a short curved section of the path with a mesh tape and at the same time "compresses" "the ballast layer on the tape, reducing the intensity of the penetration of pollutants from the thickness of the layer to the surface of the mesh tape. The second drawback is that pollutants thrown out by the cleaning mechanism beyond the ballast prism clog cuvettes and such artificial structures as pipes. The third drawback is that an expensive mesh tape very quickly fails due to a very large difference in the feed rates of contaminated ballast to the tape and the speed of movement of the mesh tape itself. When metal inclusions (bolts, anti-theft, rail linings, etc. objects) come into the ballast, which, together with the cleaned ballast, again fall into the ballast prism.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является щебнеочистительная машина, очищающая балласт без подъема путевой решетки ЩОМ-ЗУ (С. А. Соломонов. Машины и механизмы для путевого хозяйства. М. : Транспорт, 1984, с. 254), принятая в качестве прототипа, состоящая из сварной рамы, опирающейся на две самоходные тележки, выгребного устройства, механизма очистки загрязненного балласта с бесконечной сетчатой лентой, конвейер для удаления загрязнителей за пределы балластной призмы, бункера-распределителя и дозатора. Closest to the technical nature of the proposed technical solution is a rubble-cleaning machine that cleans ballast without lifting the track grate SCHOM-ZU (S. A. Solomonov. Machines and mechanisms for track facilities. M.: Transport, 1984, p. 254), adopted in as a prototype, consisting of a welded frame supported by two self-propelled carts, a cesspool, a cleaning mechanism for contaminated ballast with an infinite mesh belt, a conveyor for removing contaminants outside the ballast, distribution hopper and doses pa.

Недостаток прототипа, который проявляется во всех щебнеочистительных машинах, - низкое качество очистки балласта в результате высоких скоростей сетчатой ленты, очень малый срок ее службы по той же причине и отсутствие устройства для извлечения из балласта металлических включений. The disadvantage of the prototype, which is manifested in all rubble-cleaning machines, is the poor quality of ballast cleaning as a result of high mesh belt speeds, its very short life for the same reason, and the lack of a device for extracting metal inclusions from ballast.

Ставится задача - получить самоходную щебнеочистительную машину с механизмом очистки, в котором бесконечная сетчатая лента выполняла бы функции отделения загрязнителей при оптимальных скоростях движения, обеспечивая при этом высокое качество очистки и высокую производительность, сравнительно низкую энергоемкость и удаление из очищаемого балласта металлических включений. The task is to obtain a self-propelled gravel-cleaning machine with a cleaning mechanism, in which an endless mesh belt would perform the functions of separating pollutants at optimal speeds, while ensuring high quality cleaning and high performance, relatively low energy consumption and the removal of metal impurities from the ballast being cleaned.

Поставленная задача решается следующим образом. В щебнеочистительной машине, содержащей сварную раму на двух самоходных тележках, выгребное устройство, механизм очистки загрязнителей балласта с бесконечной сетчатой лентой, конвейеры для удаления загрязнителей, бункер-воронку и дозатор, механизм очистки выполнен в виде горизонтально расположенного конвейера с сетчатой лентой, над которой дополнительно установлены: ворошитель, состоящий из приводного решетчатого вальца и вибратора, закрепленных на общей раме, верхний конец которой шарнирно сочленен с рамой машины, механизм отбора ферромагнитных включений, состоящий из транспортера, на ленте которого закреплены в виде пластин постоянные магниты, расположенный над выдающим концом скоростного конвейера и приводной барабан с гибкими лопатками, расположенными под выдающим концом магнитного транспортера. The problem is solved as follows. In a rubble-cleaning machine containing a welded frame on two self-propelled carts, a cesspool, a ballast contaminant cleaning mechanism with an infinite mesh belt, contaminant removal conveyors, a hopper funnel and a batcher, a cleaning mechanism made in the form of a horizontal conveyor with a mesh belt, over which installed: agitator, consisting of a drive grating roller and a vibrator, mounted on a common frame, the upper end of which is articulated with the frame of the machine, the selection mechanism f rromagnitnyh inclusions, consisting of a conveyor belt on which are fixed a plate permanent magnets are disposed above the dispensing end of the conveyor speed and the drive drum with flexible blades, disposed at a dispensing end of the magnetic conveyor.

Отличительными признаками предлагаемой щебнеочистительной машины от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, являются выполнение механизма очистки в виде горизонтально расположенного конвейера и наличие ворошителя, механизма отбора ферромагнитных включений и приводного барабана с гибкими лопатками. Благодаря выполнению механизма очистки в виде горизонтально расположенного конвейера достаточной длины, достигается возможность без ущерба для производительности машины получить высококачественную очистку балласта при относительной скорости движения сетчатой ленты, что в несколько раз увеличивает срок службы последней. Установкой ворошителя описанной конструкции достигается формирование на сетчатой ленте прямоугольного поперечного слоя балласта в виде прямоугольника, высота которого обеспечивается равной наибольшему размеру частицы щебня и дополнительное встряхивание слоя балласта на сетчатой ленте, что позволяет свести длину скоростного конвейера до минимума, снабжение машины механизмом отбора ферромагнитных включений с ленты скоростного транспортера исключает попадание этих включений в очищенный балласт. Снижение скорости движения сетчатой ленты, по сравнению с центробежным способом очистки балласта, позволяет значительно сократить энергозатраты. Distinctive features of the proposed crushing machine from the above known, closest to it, are the cleaning mechanism in the form of a horizontally located conveyor and the presence of agitator, a mechanism for selecting ferromagnetic inclusions and a drive drum with flexible blades. Thanks to the implementation of the cleaning mechanism in the form of a horizontally arranged conveyor of sufficient length, it is possible to obtain high-quality ballast cleaning at a relative speed of the mesh belt without compromising machine performance, which increases the service life of the latter by several times. By installing the agitator of the described design, a rectangular transverse ballast layer is formed on the mesh tape in the form of a rectangle, the height of which is ensured equal to the largest particle size of crushed stone and additional shaking of the ballast layer on the mesh tape, which allows minimizing the speed conveyor, providing the machine with a mechanism for selecting ferromagnetic inclusions with high-speed conveyor belts eliminates the ingress of these inclusions into the cleaned ballast. Reducing the speed of movement of the mesh tape, compared with the centrifugal method of cleaning ballast, can significantly reduce energy consumption.

На фиг. 1 схематично показана щебнеочистительная машина, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 schematically shows a crushed stone cleaning machine, side view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - section BB in FIG. 1.

Машина содержит сварную раму 1, опирающуюся на две самоходные тележки 2, на которой установлены: выгребное устройство 3, передаточный ленточный конвейер 4, механизм очистки балласта, состоящий из скоростного конвейера 5 с сетчатой лентой 6 (фиг. 3), приемный конец которого заведен под выдающий конец передаточного конвейера 4, а задний конец выставлен над бункером-воронкой 7, ворошитель, включающий приводной решетчатый валец 8 и вибратор 9, которые установлены на общей раме 10, верхний конец которой шарнирно сочленен с рамой 1; магнитный отборник ферромагнитных включений, состоящий из транспортера 11, установленного над и в конце конвейера 5, на ленте которого закреплены постоянные магниты 12, и барабан 13 с гибкими лопатками 14, размещенный под выдающим концом транспортера 11 над бункером 15; дозатор 16 и конвейеры для удаления загрязнителей 17 и 18. The machine contains a welded frame 1, resting on two self-propelled carts 2, on which are installed: a cesspool 3, a transfer belt conveyor 4, a ballast cleaning mechanism, consisting of a high-speed conveyor 5 with a mesh belt 6 (Fig. 3), the receiving end of which is wound under the issuing end of the transfer conveyor 4, and the rear end is exposed above the hopper-funnel 7, agitator, including the drive grid roller 8 and vibrator 9, which are mounted on a common frame 10, the upper end of which is articulated with frame 1; a magnetic sample of ferromagnetic inclusions, consisting of a conveyor 11 mounted above and at the end of the conveyor 5, on the tape of which are fixed permanent magnets 12, and a drum 13 with flexible blades 14, located under the issuing end of the conveyor 11 above the hopper 15; dispenser 16 and conveyors for removing contaminants 17 and 18.

Щебнеочистительная машина работает следующим образом. The crushing machine operates as follows.

После установки выгребного устройства 3 в рабочее положение, включаются в работу конвейер 4, скоростной конвейер 5, ворошитель, транспортер 11, барабан 13, подборочный конвейер 17, поперечный транспортер 18 и, в последнюю очередь, выгребное устройство 3, после чего машина начинает движение. After the cesspool device 3 is installed in the operating position, the conveyor 4, the high-speed conveyor 5, the agitator, the conveyor 11, the drum 13, the pick-up conveyor 17, the transverse conveyor 18, and, lastly, the cesspool 3, are put into operation, after which the machine starts to move.

Подрезанный слой балласта с помощью выгребного устройства 3 подается на конвейер 4, который выдает балласт на сетчатую ленту скоростного конвейера 5, на котором с помощью приводного решетчатого вальца 8 и вибратора 9 формируется прямоугольная призма балласта толщиной H_с (фиг. 3), которая должна быть равной наибольшему размеру частиц балласта, установленного для данного участка пути за счет оптимального соотношения скоростей лент передаточного 4 и скоростного 5 конвейеров, которое устанавливается по формуле

где V_с - скорость движения ленты скоростного конвейера, V_п - скорость движения ленты передаточного конвейера, B_п - активная ширина ленты передаточного конвейера, H_п - высота поперечного (в виде треугольника) сечения слоя балласта на ленте передаточного конвейера, B_с - ширина ленты скоростного конвейера, H_с - заданная толщина слоя балласта на скоростном конвейере.The trimmed ballast layer with the help of a cesspool device 3 is fed to the conveyor 4, which gives the ballast to the mesh belt of the high-speed conveyor 5, on which a rectangular ballast prism of thickness H _c is formed using the drive grid roller 8 and the vibrator 9 (Fig. 3), which should be equal to the largest ballast particle size established for a given section of the track due to the optimal ratio of speeds of transmission belts 4 and speed 5 conveyors, which is established by the formula

where V _c is the speed of the conveyor belt, V _p is the speed of the conveyor belt, B _p is the active width of the conveyor belt, H _p is the cross-sectional height (in the form of a triangle) of the ballast layer on the conveyor belt, B _c is the width high-speed conveyor belts, H _with - the specified thickness of the ballast layer on the high-speed conveyor.

Возможность устанавливать (регулировать) скорость движения ленты скоростного конвейера V_с в зависимости от производительности передаточного конвейера 4 (V_п•0,5•B_п•H_п), которая в свою очередь определяется скоростью движения ленты V_м и толщиной срезаемого слоя балласта, позволяет, при прочих равных условиях, снизить энергозатраты (кВт•ч) до минимума.The ability to set (adjust) the speed of the belt conveyor V _s depending on the performance of the transfer conveyor 4 (V _p • 0.5 • B _p • H _p ), which in turn is determined by the speed of the tape V _m and the thickness of the cut-off ballast layer, it allows, ceteris paribus, to reduce energy consumption (kW • h) to a minimum.

Просеянные частицы загрязненного балласта на скоростном конвейере 5 попадают, просыпаясь через сетчатую ленту 6, на ленту конвейера 17, с помощью которого отсев выдается на конвейер 18, а последний выносит загрязнители за пределы балластной призмы. Ферромагнитные включения (костыли, гайки, рельсовые подкладки и т. п. предметы) удаляются с ленты скоростного конвейера 5 постоянными магнитами 12 транспортера 11 и с помощью барабана 13, который своими гибкими лопатками 14 "сметает" ферромагнитные включения с ленты транспортера 11 в бункер 15. Очищенный балласт с конвейера 5 через бункер-воронку 7 ссыпается на путь, где им занимается дозатор 16. Sifted particles of contaminated ballast on a high-speed conveyor 5 fall, waking up through a mesh belt 6, onto a conveyor belt 17, with the help of which screenings are delivered to conveyor 18, and the latter carries pollutants out of the ballast. Ferromagnetic inclusions (crutches, nuts, rail linings, etc. items) are removed from the belt of the high-speed conveyor 5 by the permanent magnets 12 of the conveyor 11 and using the drum 13, which with its flexible blades 14 “sweeps” the ferromagnetic inclusions from the conveyor belt 11 into the hopper 15 The cleaned ballast from the conveyor 5 through the hopper-funnel 7 is poured onto the path where it is engaged in the dispenser 16.

Claims

A rubble-cleaning machine containing a welded frame on two self-propelled carts, a cesspool, a mechanism for cleaning contaminated ballast with an infinite mesh belt, conveyors for removing contaminants, a hopper hopper for pouring the cleaned ballast into the path and a dispenser, characterized in that the ballast cleaning mechanism is made in the form a horizontally located high-speed conveyor with an endless mesh belt, over which an agitator is additionally mounted, consisting of a drive trellis roller and a vibrator, mounted on a common frame, the upper end of which is articulated with the frame of the machine, above the output end of the high-speed conveyor there is a mechanism for selecting ferromagnetic inclusions, consisting of a conveyor, on the tape of which permanent magnets are fixed, under the output end of the conveyor there is a drive drum with flexible blades for feeding ferromagnetic inclusions into the bunker.