RU2187592C2 - Contaminated ballast cleaning and sorting apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: railroad management. SUBSTANCE: apparatus has headset-type working tool comprising endless netted belt and drive. Belt is made in the form of netted belt-type conveyor and is further equipped with driven agitator made in the form of chain conveyor composed of endless welded gauged chains and is positioned in parallel with and above belt-type conveyor for contacting with ballast to be cleaned. Chain conveyor motion speed exceeds that of netted belt-type conveyor, said conveyors having same direction of motion. Apparatus may be used in enterprises engaged in sorting of material having particles of nonhomogeneous sizes, such as crushed stone or gravel. EFFECT: improved cleaning and sorting quality, reduced power consumption, noise level and dusting. 4 dwg

Description

Изобретение относится к путевому хозяйству железных дорог, в частности к устройствам для очистки и сортировки загрязненного балласта, доставляемого с перегона, где производится вырезка излишнего слоя балластной призмы, например, на электрифицированных участках по условию нормативного расстояния от головки рельса до контактного провода. The invention relates to track facilities of railways, in particular to devices for cleaning and sorting contaminated ballast delivered from a haul, where an excess layer of a ballast prism is cut, for example, in electrified areas under the condition of a standard distance from the rail head to the contact wire.

Широко известны устройства для механической сортировки исходной массы по крупности с отделением отходов (загрязнителей), такие, например, как барабанные и роликовые грохоты. Плоские грохоты - качающиеся и вибрационные (М. И. Гальперин и др. Строительные машины. - М.: Высшая школа, 1980, с.256, рис.9.13). Widely known devices for mechanical sorting of the initial mass by size with the separation of waste (pollutants), such as, for example, drum and roller screens. Flat screens - swinging and vibrating (M. I. Halperin and others. Building machines. - M .: Higher school, 1980, p. 256, Fig. 9.13).

Барабанные грохоты имеют два недостатка - малая удельная производительность и низкая эффективность грохочения Е=m_1н•100/m_н, где m_1н - масса зерен низшего класса, кг; m_н - масса зерен этого же класса, содержащихся в исходном материале, кг (Сергеев В.П. Строительные машины и оборудование. - М.: Высшая школа, 1987, с.80).Drum screens have two drawbacks - low specific productivity and low screening efficiency E = m _1n • 100 / m _n , where m _1n is the mass of grains of the lower class, kg; m _n - the mass of grains of the same class contained in the source material, kg (Sergeev VP Construction machines and equipment. - M.: Higher school, 1987, p. 80).

Роликовые грохоты применяются для предварительного грохочения крупных материалов повышенной абразивности и, чаще всего, в качестве питателей дробилок и транспортеров. Они имеют довольно сложную конструкцию и практически не годятся для работы с зерновой массой балластной призмы железнодорожного пути. Roller screens are used for preliminary screening of large materials with increased abrasiveness and, most often, as feeders for crushers and conveyors. They have a rather complex structure and are practically not suitable for working with the grain mass of the ballast of the railway track.

Грохоты с качающимися и вибрационными просеивающими поверхностями повсеместно применяются в качестве основных устройств для сортировки исходной массы с зерновым составом, применяемым в балластных призмах железнодорожного пути, но которые, с точки зрения удельной энергоемкости, не могут рассматриваться как законченное техническое решение в системе механической сортировки по той причине, что значительная часть энергии расходуется на вибрацию самих сит и рам, в которых они установлены. Screens with oscillating and vibrating screening surfaces are universally used as the main devices for sorting the initial mass with the grain composition used in ballast prisms of the railway track, but which, from the point of view of specific energy consumption, cannot be considered as a complete technical solution in the mechanical sorting system for that the reason that a significant part of the energy is spent on vibration of the screens themselves and the frames in which they are installed.

Другим недостатком этих устройств является высокий уровень шума и пылеобразования, что связано с большими затратами на борьбу с ними. Another disadvantage of these devices is the high level of noise and dust formation, which is associated with high costs of dealing with them.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является щебнеочистительное устройство, применяемое в щебнеочистительных машинах в виде бесконечной сетчатой ленты, движущейся со скоростью порядка 12-14 м/с, как ротор в вертикальной плоскости, на внутреннюю поверхность которого подается загрязненный балласт (Соломонов С.А. Машины и механизмы для путевого хозяйства. - М.: Транспорт, 1984, с.254). The closest in technical essence to the proposed technical solution is the rubble-cleaning device used in rubble-cleaning machines in the form of an endless mesh belt moving at a speed of the order of 12-14 m / s, like a rotor in a vertical plane, on the inner surface of which a contaminated ballast is fed (Solomonov S .A. Machines and mechanisms for track facilities. - M.: Transport, 1984, p.254).

Под действием центробежных сил зерна, размеры которых меньше, чем размеры ячейки сетчатой ленты, выбрасываются за пределы устройства, а очищенный балласт подается на укладку в балластную призму. Under the action of centrifugal forces of grain, the dimensions of which are smaller than the dimensions of the mesh of the mesh tape, are thrown outside the device, and the cleaned ballast is fed to the ballast prism.

Использование этого устройства для очистки загрязненного балласта в стационарных условиях нецелесообразно по нескольким причинам. Как показала практика, такие устройства не обеспечивают требуемого качества очистки балласта от загрязнителей из-за того, что центробежные силы как бы "прессуют" слой балласта на сетчатой ленте, из-за чего ухудшается качество очистки балласта. The use of this device for cleaning contaminated ballast in stationary conditions is impractical for several reasons. As practice has shown, such devices do not provide the required quality of cleaning ballast from contaminants due to the fact that centrifugal forces “compress” the layer of ballast on a mesh belt, which worsens the quality of cleaning ballast.

Устройство не может сортировать исходную массу на несколько фракций по крупности и при работе его имеет место высокий уровень шума и пылеобразования. The device cannot sort the initial mass into several fractions by size and during operation it has a high level of noise and dust formation.

Ставится задача повышения качества очистки и сортировки загрязненного балласта, снижения удельной энергоемкости, уровня шума и пылеобразования, при котором можно было бы изготовить устройство из недефицитных материалов силами механических мастерских железной дороги. The task is to improve the quality of cleaning and sorting of contaminated ballast, reducing specific energy consumption, noise level and dust generation, in which it would be possible to manufacture the device from non-deficient materials by the mechanical workshops of the railway.

Поставленная задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.

В известном устройстве, содержащем главный рабочий орган, состоящий из сетчатой ленты и привода, лента выполнена в виде сетчатого ленточного конвейера, над которым дополнительно установлен, с возможностью контакта с очищаемым балластом, приводной ворошитель, выполненный в виде цепного конвейера из бесконечных сварных калиброванных цепей, причем скорость движения цепного конвейера больше скорости ленточного конвейера и направлена в ту же сторону. In the known device containing the main working body, consisting of a mesh tape and a drive, the tape is made in the form of a mesh belt conveyor, over which is additionally installed, with the possibility of contact with the ballast being cleaned, a drive agitator made in the form of a chain conveyor from endless welded calibrated chains, moreover, the speed of the chain conveyor is greater than the speed of the conveyor belt and is directed in the same direction.

Таким выполнением устройства, в котором цепной конвейер имеет большую скорость, чем сеточный ленточный конвейер, несущий очищаемый балласт, обеспечивается интенсивное перемешивание зерен балласта на ленточном конвейере. В результате не происходит прессование слоя балласта на ленточном конвейере и все зерна, размеры которых меньше ячеек на ленте конвейера, проходят через эти ячейки. Этим самым повышается качество очистки и сортировки. This embodiment of the device, in which the chain conveyor has a greater speed than the mesh belt conveyor carrying the ballast being cleaned, provides intensive mixing of the ballast grains on the belt conveyor. As a result, the ballast layer is not pressed on the conveyor belt and all grains smaller than the cells on the conveyor belt pass through these cells. This improves the quality of cleaning and sorting.

Одинаковый вектор скорости цепного конвейера и сетчатой ленты снижает сопротивление движению цепного конвейера и не нарушает форму поперечного сечения балласта на сетчатой ленте. При необходимости получения нескольких фракций из очищаемого балласта устройство может быть укомплектовано несколькими парами - сетчатый и цепной конвейеры, размещаемыми по вертикали одна над другой, с разными размерами ячеек сетчатых лент. The same speed vector of the chain conveyor and the mesh belt reduces the resistance to movement of the chain conveyor and does not violate the cross-sectional shape of the ballast on the mesh belt. If it is necessary to obtain several fractions from the ballast being cleaned, the device can be equipped with several pairs - mesh and chain conveyors, placed vertically one above the other, with different mesh sizes of mesh tapes.

На фиг.1 показана принципиальная схема устройства для очистки загрязненного балласта и его сортировки; на фиг.2 - фрагмент рабочего органа устройства, вид сверху; на фиг.3 - сечение I-I на фиг.1; на фиг.4 - сечение II-II на фиг.1. Figure 1 shows a schematic diagram of a device for cleaning contaminated ballast and sorting; figure 2 is a fragment of the working body of the device, top view; figure 3 is a section I-I in figure 1; figure 4 is a section II-II in figure 1.

Устройство содержит пространственную раму 1, ленточный конвейер 2, подающий на очистку загрязненный балласт, с приводом 3, установленным на раме 1, верхний 4 и нижний 5 цепные ворошители, каждый из которых выполнен в виде цепной ленты из бесконечных сварных калиброванных цепей 4 (фиг.2), с общим приводом 6, установленным на раме 1, верхний 7 и нижний 8 конвейеры с сетчатыми лентами (ситами) 9 (фиг.2), установленными в раме 1 соответственно под ворошителями 4 и 5 с общим приводом 10, ленточный транспортер 11 для выдачи из устройства крупной фракции очищенного балласта, поступающего с конвейера 8, и ленточный транспортер 13 для выноса за пределы устройства загрязнителей, поступающих на него в результате просеивания балласта на сетчатых лентах конвейеров 7 и 8. The device comprises a spatial frame 1, a conveyor belt 2, which supplies contaminated ballast for cleaning, with a drive 3 mounted on the frame 1, upper 4 and lower 5 chain agitators, each of which is made in the form of a chain tape of endless welded calibrated chains 4 (Fig. 2), with a common drive 6 installed on the frame 1, the upper 7 and lower 8 conveyors with mesh belts (sieves) 9 (figure 2) installed in the frame 1, respectively, under the agitators 4 and 5 with a common drive 10, the belt conveyor 11 for the issuance of a large fraction of the device cleaned of ballast coming from the conveyor 8 and the belt conveyor 13 for removal of contaminants outside the device entering it as a result of screening on mesh ballast conveyor belts 7 and 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Доставленный с перегона загрязненный балласт с равномерной интенсивностью подается на ленточный конвейер 2, который со скоростью V₁ выгружает балласт на конвейер 7, сетчатая лента которого движется со скоростью V₂, причем скорость V₂ больше, чем скорость V₁ и ее величина определяются по известной формуле
V₂=V₁•F₁/F₂,
где F₁ - площадь поперечного сечения балласта на ленте транспортера 2,
а F₂ - площадь поперечного сечения балласта на сетчатой ленте конвейера 7.The contaminated ballast delivered from the haul with uniform intensity is fed to a conveyor belt 2, which unloads the ballast at a speed of V ₁ onto a conveyor 7, the mesh belt of which moves at a speed of V ₂ , and the speed of V _{2 is} greater than the speed of V ₁ and its value is determined by the known the formula
V ₂ = V ₁ • F ₁ / F ₂ ,
where F ₁ - the cross-sectional area of the ballast on the conveyor belt 2,
and F ₂ is the cross-sectional area of ballast on the mesh belt of the conveyor 7.

Площадь F₁ (фиг. 3) представляется равнобедренным треугольником, основанием которого является активная ширина ленты "В" транспортера 2, и высотой h = f(B,φ), где φ - динамический угол откоса балласта.The area F ₁ (Fig. 3) is represented by an isosceles triangle, the base of which is the active width of the belt "B" of the conveyor 2, and a height h = f (B, φ), where φ is the dynamic angle of repose of the ballast.

При известных величинах "В" и φ скорость V₁ определится V₁=П_т/F₁, где П_т - заданная производительность транспортера 2.With the known values of "B" and φ, the speed V ₁ will be determined V ₁ = P _t / F ₁ , where P _t - the given productivity of the conveyor 2.

Площадь F₂ (фиг.4) представляется прямоугольником, длинная сторона которого равна активной ширине ленты транспортера 2 (В), а короткая сторона принимается равной наибольшему размеру зерна очищаемого балласта δ, т.е. F₂ = B•δ.
Поступающий на конвейер 7 загрязненный балласт с помощью цепного ворошителя 4, скорость которого V₃ больше скорости сетчатой ленты конвейера 7, принимает требуемую форму поперечного сечения по всей рабочей длине конвейера 7. Поскольку скорость цепного ворошителя 4 больше скорости сетчатой ленты конвейера 7, то в минимально возможной толщине слоя балласта δ происходит активное "ворошение" - перемещение каждой частицы балласта относительно цепей ворошителя, сетчатой ленты и относительно друг друга по всей рабочей длине ворошителя 4, что гарантирует разрушение слипшихся комков балласта и полное просеивание частиц, размеры которых меньше, чем размеры ячейки сетчатой ленты 9. Оптимальная скорость движения цепной ленты ворошителя V₃ устанавливается в зависимости от характеристики загрязненного балласта и всегда должна быть больше, чем скорость сетчатой ленты и одного с ней направления. Этим условием дополнительно достигается и возможность уменьшить сопротивление движению цепной ленты 4.Area F ₂ (FIG. 4) is represented by a rectangle, the long side of which is equal to the active width of the conveyor belt 2 (B), and the short side is taken equal to the largest grain size of the ballast being cleaned δ, i.e. F ₂ = B • δ.
The contaminated ballast entering the conveyor 7 by means of a chain agitator 4, whose speed V _{3 is} greater than the speed of the mesh belt of the conveyor 7, takes the required cross-sectional shape along the entire working length of the conveyor 7. Since the speed of the chain agitator 4 is greater than the speed of the mesh belt of the conveyor 7, the minimum the possible thickness of the ballast layer δ is actively “tedding” - the movement of each ballast particle relative to the agitator chains, mesh tape and relative to each other along the entire working length of the agitator 4, which commutes destruction ballast agglomerated lumps complete and sieving the particles are smaller than the dimensions of the cell mesh belt 9. The optimum speed chain belt agitator V ₃ is determined depending on the characteristics of the contaminated ballast and must always be greater than the speed of the mesh belt and one with it directions. This condition is additionally achieved and the ability to reduce the resistance to movement of the chain tape 4.

Очищенный балласт крупной фракции с конвейера 7 выдается на транспортер 11, который транспортирует чистый балласт по назначению. Просеянный через конвейер 7 балласт вместе с загрязнителями попадает на конвейер 8, расположенный под конвейером 7, где осуществляется разделение поступающей массы на чистый балласт мелкой фракции, который выдается конвейером 8 на транспортер 12 с последующим транспортированием по назначению, и на загрязнители (отходы), которые, просеиваясь, через конвейер 8 попадают на отвальный транспортер 13. The cleaned ballast of a large fraction from the conveyor 7 is issued to the conveyor 11, which transports the clean ballast to the destination. The ballast sifted through the conveyor 7 together with the pollutants enters the conveyor 8 located under the conveyor 7, where the incoming mass is separated into clean fine ballast, which is conveyed by the conveyor 8 to the conveyor 12 with subsequent transportation to the destination, and to the pollutants (waste), which sifting through the conveyor 8 fall on the dump conveyor 13.

Основными положительными особенностями предлагаемого устройства по сравнению с известными того же назначения являются следующие:
1. При гарантируемом высоком качестве очистки и сортировки загрязненного балласта устройство отличается простотой конструкции и может быть изготовлено силами дорожной мастерской из недефицитных узлов и материалов. В качестве сетчатой ленты для конвейеров 7 и 8 может быть использована типовая плетеная лента, применяемая в типовых щебнеочистительных машинах (Соломонов С. А. Машины и механизмы для путевого хозяйства. - М.: Транспорт, 1984, с. 228, рис.7.7).The main positive features of the proposed device in comparison with the known of the same purpose are the following:
1. With the guaranteed high quality of cleaning and sorting of contaminated ballast, the device is simple in design and can be made by the road workshop from non-deficient units and materials. As a mesh tape for conveyors 7 and 8, a typical woven tape used in standard gravel cleaning machines can be used (S. Solomonov. Machines and mechanisms for track management. - M.: Transport, 1984, p. 228, Fig.7.7) .

2. Уровень шума и пылеобразования при работе устройства сведены до минимума. 2. The noise level and dust generation during operation of the device are minimized.

3. Устройство в ряду механических средств для сортировки исходной массы наименее энергоемкое. 3. The device in the series of mechanical means for sorting the initial mass is the least energy-intensive.

4. Срок службы сетчатых лент по сравнению с виброситами увеличивается в несколько раз, поскольку интенсивность перемещений зерен балласта относительно сетчатой ленты в несколько раз меньше, чем в виброситах. 4. The service life of mesh tapes compared with vibrating screens is increased several times, since the intensity of movement of ballast grains relative to the mesh tape is several times less than in vibrating screens.

Claims (1)

Устройство для очистки загрязненного балласта и его сортировки, содержащее головной рабочий орган, состоящий из бесконечной сетчатой ленты и привода, отличающееся тем, что лента выполнена в виде сетчатого ленточного конвейера и дополнительно снабжена приводным ворошителем, выполненным в виде цепного конвейера из бесконечных сварных калиброванных цепей и установленным параллельно над ленточным конвейером с возможностью контакта с очищаемым балластом, причем скорость движения цепного конвейера больше скорости сетчатого ленточного конвейера и направлена в ту же сторону. A device for cleaning contaminated ballast and sorting it, containing a head working member consisting of an endless mesh tape and a drive, characterized in that the tape is made in the form of a mesh belt conveyor and is additionally equipped with a drive agitator made in the form of a chain conveyor from endless welded calibrated chains and mounted parallel above the belt conveyor with the possibility of contact with the ballast being cleaned, and the speed of the chain conveyor is greater than the speed of the mesh belt to nveyera and directed in the same direction.

Images