Чтобы обеспечить безопасность движения на железнодорожном транспорте, цистерны для
перевозки порошкообразных грузов изготавливают в полном соответствии с «Правилами
устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Конструкция
данных цистерн должна предусматривать: плотное соединение отдельных элементов кузова
и разгрузочных устройств, надежное поступление груза в зону разгрузочных устройств.
Цистерны оснащают устройствами для рыхления слеживающихся грузов во время транспортировки
и разгрузки люков, а также для выполнения погрузочно-выгрузочных операций по специальным
закрытым магистралям, исключающим загрязнение окружающей среды и потерю груза.
Порошкообразные грузы по трубопроводу диаметром 150 мм могут подаваться на расстояние
до 50 м и на высоту до 25 м. Для этого грузополучатель должен располагать источником
сжатого воздуха производительностью не менее 20 м /мин. Принцип выгрузки основан
на использовании смешанного воздействия на порошкообразное вещество сжатого воздуха,
который подается от внешнего источника. В грузовую полость воздух нагнетается через
пористую перегородку. Для проникновения воздуха в слой порошкообразного материала
необходимо условие определенного перепада давлений, т. е. нужна разность статического
перепада давлений под слоем груза и над ним.
При определенной скорости движения тонкорассеянного воздуха, проходящего через пористую
перегородку аэролотка, частицы материала начинают совершать беспорядочные движения.
В результате объем груза, находящегося в грузовой полости котла, увеличивается.
При достижении псевдоожиженного состояния порошкообразное вещество по наклонному
аэролотку начинает подобно жидкости течь в разгрузочный патрубок. С целью поддержания
постоянной скорости истечения псевдоожиженного материала разгрузочный патрубок снабжен
соплом, через которое подается сжатый воздух. Откосы и рассекатели способствуют
сползанию груза на аэролотки в зону псевдоожижения.
Разнообразие перевозимых грузов, имеющих различные физико-химические свойства и
насыпную массу, вызвали необходимость создания конструктивно отличающихся друг от
друга железнодорожных цистерн для перевозки цемента, кальцинированной соды, поливинилхлорида,
глинозема. При этом каждая из этих цистерн, оборудованных специальной системой аэропневмовыгрузки,
предназначена для перевозки строго определенного груза, указанного на трафарете.
Все типы цистерн для перевозки порошкообразных грузов имеют типовые тележки, автосцепное
и автотормозное оборудование, оснащены лазо-выми и загрузочными люками, а также
загрузочными патрубками, диаметры которых зависят от модели цистерны и года выпуска.
Давление в котле при гидравлическом испытании во всех моделях допускается до 0,3
МПа (3 кгс/см2). Котлы цистерн оборудованы откосами, угол наклона которых к горизонту
составляет 50°, а также аэролотками, расположенными под углом 6° к горизонту.
Котел цистерны для перевозки цемента состоит из обечайки и двух днищ. Для аэрации
цемента и подачи его к разгрузочному патрубку внутри котла установлены четыре аэролотка
и две аэроплитки. Аэролоток покрыт пористой перегородкой. Провисание последней от
действия массы груза предупреждает П-образный лист со специальными просечками, предназначенными
для обеспечения равномерной подачи воздуха по всей поверхности.
Перетекание порошкообразных грузов На пористые поверхности аэролотков усиливается
за счет специальной надстройки, состоящей из откосов и рассекателей, которые крепятся
к котлу листовыми диафрагмами и делят котел на грузовой и подоткосный отсеки. Для
выравнивания давления в отсеках котла при разгрузке цистерны предусмотрены сообщающие
трубы.
На патрубке, смонтированном в верхней части котла и соединенном с сообщающей трубой,
имеется предохранительный клапан. Нижний конец сообщающей трубы оборудован муфтовым
краном, с помощью которого при необходимости снижают давление воздуха в котле.
Для выполнения профилактических осмотров и ремонтных работ котел оснащен лазовым
люком, герметичность которого обеспечивается резиновой прокладкой, уложенной в паз
фланца. Смотровые люки, расположенные в зоне подсоединения сообщающей трубы к подоткосному
пространству, служат для осмотра последнего. Скопившийся в подоткосном пространстве
конденсат удаляют через штуцер, закрытый пробкой. На разгрузочном патрубке сделаны
специальные зажимы, предназначенные для подсоединения гибкого шланга цементо-провода.
После разгрузки патрубок закрывают заглушкой.
Чтобы избежать попадания цемента в воздушную коммуникацию при обратных пневмоударах,
труба поддува оборудована обратным клапаном. Воздушная коммуникация обеспечивает
подачу сжатого воздуха при разгрузке цистерны в аэролотки, аэроплитки и трубу поддува.
Подготовленная к следованию в поезде цистерна должна иметь отрегулированный и зафиксированный
предохранительный клапан, опломбированные загрузочные шланги, шланг для отвода запыленного
воздуха, а также арматурный ящик и заглушки разгрузочных патрубков. Перед отправкой
с цистерны снимают посторонние предметы, а наружную поверхность очищают от остатков
груза.
Цистерны для перевозки кальцинированной соды имеют такую же систему аэропневмовыгрузки,
что и цистерны для перевозки цемента. Отличие состоит лишь в длине аэролотков, количестве
загрузочных люков и технико-экономических параметрах.
Конструкции цистерны для перевозки поливинилхлорида выпуска до 1972 г. и цистерны
для кальцинированной соды одинаковы. С 1972 г. устройство первой существенно изменилось.
Котел этой цистерны представляет собой два автономных цилиндрических резервуара,
каждый из которых наклонен под углом 6° к горизонту. Данное техническое решение
позволяет уменьшить объем подоткосной полости и увеличить полезный объем котла.
Резервуары сварены между собой около днищ и крепятся на раме с помощью специальных
хомутов. Хребтовая балка, для которой предусмотрена ниша в нижней части котла, служит
одновременно соединительным элементом между двумя резервуарами. Верхние и средние
листы каждого резервуара изготовлены из двухслойной листовой стали. Листы откосов
и рассекателей крепятся к специальной надстройке, приваренной к котлу. На листе
откоса (в районе подсоединения сообщающей трубы) имеется смотровой люк, закрытый
крышкой с резиновой прокладкой.
Кроме того, цистерна снабжена воздушной коммуникацией с пультом управления, размещенном
в специальном шкафу, а также специальным разгрузочным устройством, наружной и внутренней
лестницами. Каждый резервуар оборудован одним лазовым и двумя внутренними люками.
Конструкция аэролотков и их крепление к котлу аналогичны цементовозам. Выгрузка
груза происходит через четыре патрубка, а конденсат из подоткосной полости сливается
через штуцер.
Воздушная коммуникация состоит из системы воздухопроводов для подачи воздуха в аэролотки,
коллектора с контрольно-распределительной системой и арматурного шкафа. На коллекторе
установлены: предохранительный клапан, два трехходовых крана, предназначенных для
одновременной или попеременной подачи воздуха под один из аэролотков, четыре муфтовых
крана для подачи воздуха в трубы поддува разгрузочного устройства.
Конструкция цистерны для перевозки глинезема в восьмиосном исполнении представляет
собой резервуар, образованный двумя сваренными встык обечайками, в опорной зоне
подкрепленных кольцевыми шпагоутами омегообразного сечения и двумя эллиптическими
днищами. Система аэропневмовыгрузки принципиально не отличается от устройств выгрузки
рассмотренных вагонов. Исключение составляет смесительная камера, предназначенная
для приема глинозема из котла и подачи его в верхний ' или нижний разгрузочные патрубки.
Есть также возможность верхней выгрузки продукта через трубу, которая крепится к
смесительной камере.
Кроме предохранительного клапана предусмотрен дифференциальный, используемый для
поддержания перепада давления в подоткосной полости над давлением в грузовой полости
не более 0,02 МПа. Это предупреждает разрушение гибких откосов. В случае превышения
давления клапан открывается и избыточное давление уходит в атмосферу через отверстия
в нижней части корпуса.
Сложная схема аэропневморазгрузки цистерн для порошкообразных грузов и существенное
недоиспользование объема котла таких цистерн привело к созданию в 1986 г. нового
типа цистерн для перевозки тяжелых порошкообразных грузов с насыпным весом 1,1—1,4
т/м3.
Котел цистерны представляет собой в верхней части половину цилиндрической емкости
диаметром 3000 мм. В нижней части вварены три бункера конусообразной формы. Нижние
отверстия каждого бункера заканчиваются фланцем, к которому крепится аэроднище,
входящее в систему разгрузки. В конце котла закреплена труба сброса давления, снабженная
вентилем, предохранительным клапаном и штуцером под манометр. Система разгрузки
оборудована устройством открытия аэроднищ на каждом бункере, позволяющим ссыпать
груз гравитационным способом в межрельсовые приемники. При исправной аэропневмовыгрузки
категорически запрещается пользоваться этим способом разгрузки.
Физико-химические особенности перевозимых грузов требуют соблюдения определенных
требований по безопасности эксплуатации цистерн и своевременной проверки исправности
арматуры, контрольно-измерительных и предохранительных приборов. Так, перед вскрытием
люка-лаза, загрузочных люков и других патрубков и штуцеров котла сначала убеждаются
в отсутствии избыточного давления в котле, для чего открывают кран на сообщающей
трубе. Запрещается открывать заглушки и крышки под давлением.
Ввиду того, что основными приборами, контролирующими и регулирующими давление воздуха
в котле цистерны является манометр и предохранительный клапан, они должны периодически
проверяться и опломбироваться. В частности, контролируют манометры не реже одного
раза в шесть месяцев. Не допускается эксплуатация манометров, у которых отсутствуют
пломбы или клейма, просрочен срок проверки, имеются неисправности или повреждения.
Эксплуатировать цистерну запрещается в следующих случаях: при разгрузке наблюдается
повышение давления в котле больше рабочего; на котле обнаружены трещины, пропуск
воздуха или груза в разъемных соединениях, разрывы уплотнительных прокладок; неисправны
или отсутствуют крепежные детали крышек люков; повреждены фланцы при частично выгруженном
или загруженном котле.
Все имеющиеся в цистерне устройства для отвода конденсата должны быть исправными
и регулярно проверяться. В случае замерзания конденсата разогревать его можно только
горячей водой или паром снаружи. Применять открытое пламя, а также разряжать котел
запрещено. При профилактических осмотрах внутри котла не допускается пользование
факелами или другими устройствами с открытым пламенем. Электрические лампы должны
быть защищены металлической решеткой и рассчитаны на напряжение не более 12 В.
Работы внутри котла должны выполнять не менее двух человек, один из которых находится
снаружи и страхует находящегося внутри. Запрещается вести работы внутри котла без
очков и респираторов. Профилактический ремонт может выполнять исправным инструментом
только специальная бригада слесарей, которые периодически сдают экзамены по технике
безопасности.
