самые поездатые поезда

"Вагоны: для перевозки силоса Uacs VTG

Вагон для перевозки силоса (Silowagen, специальный вагон, общий код МСЖД - U) - специализированный вагон, который предназначен для транспортировки не только силоса (несмотря на название), но и прочих сыпучих материалов чувствительных к погодным условиям (цемента, зерна, муки и других) в закрытых емкостях. В зависимости от перевозимого груза такой вагон можно назвать также цементовозом или зерновозом. Такие вагоны обеспечивают защиту груза от атмосферных воздействий и механических повреждений, а также позволяют осуществлять простую и быструю выгрузку материала в соответствующие приёмные устройства.

Надо заметить, что силосом называют не только корм для сельскохозяйственных животных, получаемый путем консервирования измельченной зеленой массы но и любые специальные емкости (башня, бункер) цилиндрической формы для длительного хранения зерна, цемента, комбикорма и других сыпучих материалов. Поэтому даже конкретные цементовозы прой называют силосными вагонами, Silowagen.

В основном выделяют две категории вагонов для перевозки силоса. Это вагоны с пневматической разгрузкой — для перевозки порошков, таких как цемент. Состоят из нескольких цилиндрических емкостей, расположенных вертикально на раме вагона (обычно от 2 до 3). Каждая емкость имеет верхнюю и нижнюю части конической формы, через которые происходит наполнение и опорожнение при помощи создания определенного давления внутри нее. Также есть вагоны с гравитационной разгрузкой — для транспортировки крупных гранул, таких как зерно. Состоят из одного резервуара, расположенного продольно и разделяющегося книзу на несколько разгрузочных бункеров (обычно 3 или 4). Стены разгрузочных бункеров наклонены так, чтобы направлять гранулированный материал к приемному устройству. Резервуар часто имеет округлую форму, что придает им вид, промежуточный между цилиндрической формой вагона-цистерны и формой вагона-хоппера. И все же это не то и не другое...

До появления современных силосных вагонов порошкообразные грузы (например, цемент, кварцевый песок, фосфаты, зола, а также мука и сахар) приходилось перевозить либо в мешках в крытых грузовых вагонах, либо в бункерных вагонах. Оба типа требовали ручной погрузки и разгрузки и были плохо защищены от атмосферных влияний.

Классификационная система UIC для грузовых вагонов делит типы вагонов на стандартные и специальные. Некоторые специальные конструкции объединены в одну группу и обозначаются собственными основными буквенными обозначениями. Все остальные вагоны, которые нельзя отнести к открытым вагонам (F), крытым вагонам (H), платформам (L), вагонам на тележках (S) или цистернам (Z), классифицируются по основной буквенной классификации U. Наиболее распространенными типами являются вагоны для перевозки сыпучих или порошкообразных грузов. Примерами таких грузов являются цемент, известняковая мука, кварцевый песок, оксид алюминия, сахар, мука и аналогичные материалы. Наиболее распространенными типами вагонов являются вагоны Ucs или Uacs, погрузка и разгрузка которых осуществляется с помощью сжатого воздуха.

Вагон специальной конструкции типа Uacs (для перевозки силоса) — достаточно современный четырёхосный вагон, предназначенный для транспортировки таких грузов, как цемент, известняковая пыль, гипс или кварцевый песок. Вагон активно эксплуатируется крупными частными логистическими (лизинговыми) или напрямую промышленными компаниями (VTG). Обычно Uacs имеют вместимость около 60 - 75 м3. Данному типу вагонов соответствуют следующие конструктивные особенности:

U – вагон специальной конструкции
a – с 4 колесными парами (с четырьмя осями)
c – с подачей сжатого воздуха
s – подходит для поездов со скоростью до 100 км/ч

Раньше вышеупомянутые грузы перевозились насыпью и в мешках, причем мешки были преобладающими способом до 1950-х годов. Эти грузы перевозились насыпью как в специальных вагонах, так и в крытых. Перевалка такого груза была трудоемким процессом. Нехватка тканевых и бумажных мешков сразу после войны еще больше подтолкнула к поиску новых методов транспортировки пыльных грузов. Решающий импульс к их использованию дали цементная промышленность и быстро развивающийся после войны строительный сектор.

Для перевозки цемента использовались специальные вагоны. В 1949 году в Западной Германии было произведено около 8,5 миллионов тонн цемента, и Федеральная железная дорога Германии (DB) предоставила около 240 000 вагонов для его перевозки. К 1953 году производство цемента увеличилось примерно на 100%, в то время как количество предоставленных вагонов сократилось почти на 50%. Это резкое расхождение в развитии наглядно демонстрирует сокращение доли DB на рынке транспортных услуг. Главным победителем в этой ситуации стал автоцистерна, которая могла генерировать сжатый воздух с помощью собственного двигателя и, таким образом, разгружать цемент насыпью сжатым воздухом. Однако из-за высокой стоимости и ограниченной грузоподъемности автоцистерны все рано не решали проблемы. Поэтому было логично найти способ объединить две системы - специальные грузовые вагоны с большей грузоподъемностью использовать для перевозки на большие расстояния от цементного завода (с железнодорожным подъездным путем) до одной из железнодорожных станций, ближайших к строительным площадкам, где грузы перегружались бы в автоцистерны для доставки на строительные площадки. Перегрузка с железнодорожного вагона в автомобиль осуществляется с помощью сжатого воздуха, вырабатываемого автомобилем. Компания DB (Deutsche Bahn) последовательно придерживалась этого подхода.

Вагоны для перевозки подобных грузов существовали задолго до войны, однако это были исключительно частные вагоны, используемые для перевозки бурого угля, извести, кварцевой муки, соды и цемента. Разгрузка осуществлялась самотеком, сжатым воздухом или через разгрузочное отверстие с эффектом сопла, путем продувки сжатым воздухом. Только после войны технология разрыхления сыпучих материалов получила дальнейшее развитие и стала актуальной и для автомобильного и железнодорожного транспорта, а транспортировка таких материалов значительно упростились. Благодаря этой технологии груз разрыхляется и становится текучим за счет подачи воздуха, что позволяет транспортировать его по трубам почти как жидкость. Именно с помощью этой технологии компания DB (Deutsche Bahn) начала крупномасштабное производство вагонов для перевозки силоса – с 1953 года DB заказала в общей сложности 2783 двух- и четырехосных вагонов этого типа.

Первоначально вагоны обозначались как Kds или KKds. В 1953 году впервые были изготовлены специальные вагоны для перевозки цемента с опорожнением сжатым воздухом, на базе четырехосных бывших цистерн. С момента внедрения этих вагонов спрос быстро вырос; выбранный путь оказался явно правильным и успешным. Недостатком является то, что, как и со всеми вагонами специального назначения, до 50% всех рейсов с такими вагонами приходится совершать пустыми.

Эти вагоны предназначены для очень специфических видов грузов. Из-за неизбежного образования остатков груза вагоны необходимо очищать при каждой его смене. Сложное оборудование вагонов Ucs, особенно системы пылеудаления, требует постоянного технического обслуживания и ухода. Поэтому для вагонов установлен интервал от четырех до шести месяцев, в течение которого их необходимо отправлять в мастерские для ревизии. DB приобрела свои последние вагоны Ucs в 1972 году; с тех пор дополнительные потребности в вагонах полностью удовлетворяются частными владельцами вагонов. Развитие прошло путь от вагонов с несколькими небольшими бункерами до вагонов большой вместимости. Точное описание отдельных конструкций практически невозможно, поскольку опыт, особенности и особенности конструкции, а особенно учет разнообразных требований заказчиков, привели к почти неконтролируемому количеству модификаций. Полный перечень и классификация этих модификаций практически невозможны.

Новые двух- и четырехосные силосные вагоны имеют несколько вертикальных цилиндрических бункеров, сужающихся к верху и вниз. Устройство для опорожнения расположено снизу, а загрузочные отверстия — сверху. Из-за различной удельной массы груза бункеры выпускаются в нескольких размерах. Вагоны, предназначенные для легких грузов, имеют большие бунекры, построенные в соответствии с немецкими правилами строительства и эксплуатации железных дорог (EBO), ограничение II для транспортных средств, и из-за большего габарита не подходят для транзита (RIV).

Куполообразная часть с круглым отверстием расположена на верхнем конусе. Крышки, снабженные резиновыми уплотнителями, либо шарнирные (все вагоны Uac), либо открываются вбок (все вагоны Uc) и закрываются с помощью анкерных болтов и гаек с насечкой. Каждый бункер оборудован манометром и предохранительным клапаном. Нижняя часть бункера имеет более или менее крутой наклон в зависимости от угла естественного откоса перевозимого материала (это угол, образованный свободной поверхностью сыпучего вещества с горизонтальной плоскостью, при котором частицы вещества испытывают состояние предельного (критического) равновесия). Разгрузочное устройство расположено в его нижнем конце. Поскольку бункеры находятся под давлением во время процесса разгрузки, при их изготовлении необходимо соблюдать требования конструктивных норм (толщина листа, радиусы переходов между коническим и цилиндрическим сечениями, фитинги). В этих вагонах они обычно рассчитаны на рабочее давление 2,5 бар; контейнеры с гладким коническим сечением эксплуатируются при 2,0 бар, а контейнеры со скошенными бортами — при 2,5 бар. Внутренняя поверхность окрашена эпоксидной краской.

Рама отличается от рамы обычных грузовых вагонов. Она состоит из двух продольных балок, концевых балок для тягового и буферного механизмов и поперечной балки. Поскольку контейнеры с разгрузочными устройствами, расположенными внизу, выступают в раму, нельзя использовать ни центральные продольные балки, ни сплошные тяги. Тормозная система также расположена иначе – основные тормозные рычаги расположены сбоку, а не в центре рамы. Седловые пластины, поддерживающие контейнеры, приклепаны к продольным и концевым балкам уголком. Такая конструкция обеспечивает очень жесткую раму и сходы с рельсов на крутых поворотах и на плохих путях сначала были обычным явлением. Улучшение ходовых характеристик и повышение безопасности произошло к 1956 - 1957 году.

Существует две основные системы разгрузочного устройства:

– Воронкообразный всасывающий механизм с инжекторным действием
– Разрыхление материала в сыпучую смесь, которая стекает под действием силы тяжести (система Polysius)

Первые вагоны DB Uac и Uc имели воронкообразный всасывающий механизм с инжекторным действием, разработанный Минденским филиалом Федеральных железных дорог Германии (DB). Подающая линия расположена в нижней части контейнера. Для разгрузки контейнер находится под давлением, при этом при закрытом подающем клапане воздух выходит из подающего сопла и разрыхляет груз. Дополнительный приток воздуха в нижнюю и верхнюю части контейнера ускоряет и усиливает процесс разрыхления. При давлении в контейнере приблизительно 2 бар можно открыть транспортировочный клапан. Затем транспортировочное сопло подает воздух в транспортировочную линию, затягивая материал из контейнера в разгрузочную линию. Сжатый воздух над материалом проталкивает его вниз к транспортировочному соплу, если только он не скользит под собственным весом. Дополнительный воздух, подаваемый непосредственно в транспортировочную линию, ускоряет процесс опорожнения.

Расход воздуха во время извлечения из бункера высок. Проблем не возникает, если процесс опорожнения не прерывается. Проблемы возникают, когда транспортировка прерывается – например, когда автоцистерна (обычно 56 м3) заполнена и загрузку необходимо остановить. Если подача воздуха (из автомобиля) прерывается, воздух в бункере выталкивает груз обратно в воздушные магистрали, засоряя их. Перед продолжением разгрузки необходимо засорившиеся магистрали продуть. Эти засоры можно избежать, выпуская сжатый воздух из бункера при прерывании транспортировки или используя обводные линии между бункером и соплом для выравнивания разницы давлений между бункером и воздушной магистралью. Система Polysius не вызывает трудностей при прерывании процесса разгрузки. Здесь также происходит разрыхление груза, но таким образом, что он свободно перемещается и вытекает под действием силы тяжести, как жидкость, самотеком. Бункеры имеют воздухопроницаемое основание (на коором лежит груз) из ткани, пористого камня, металла или пластика. Сжатый воздух поступает под это основание, проходит через него и проникает в груз таким образом, что образуется пылевоздушная смесь, которая ведет себя как жидкость, "стекая" в воронку в центре. Поступающий воздух собирается в верхней части бункера и оказывает давление на груз. Дополнительный воздух, подаваемый в четырех точках в центре бункера, еще больше усиливает процесс аэрации, особенно при работе с плохо текучими грузами, такими как сахар и известняковая мука. Эта система верхней аэрации воздуха является стандартным оборудованием на новых вагонах с начала 1970-х годов, а также была установлена на нескольких более старых вагонах. Как только давление между бункером и линией подачи воздуха выравнивается, подача воздуха в бункер прекращается. До того, как произойдет выравнивание давления, сливной клапан в воронке открывается, и бункер опорожняется.

Пористые пластины оказывают некоторое сопротивление потоку воздуха. Расход воздуха должен быть достаточным, чтобы обеспечить поступление как минимум такого же количества воздуха, которое выходит с грузом. Пластины подвержены засорению и требуют регулярной очистки. При правильной работе системы производительность транспортировки выше, а расход воздуха ниже. Поскольку отсутствует прямая связь между зоной погрузки и подачей сжатого воздуха, процесс погрузки может быть прерван в любой момент.

Для разрыхляющих пластин доступны различные материалы и формы. Пластина может представлять собой либо полностью круглый диск, либо кольцо. Первоначально аэрационные лотки изготавливались из бронзы. Армированный стекловолокном полиэстер, нейлоновая ткань, а в последнее время и сталь V2A, показали лучшие результаты. Полиэстеровые аэрационные лотки в настоящее время являются преобладающим материалом. В стандартной конструкции разгрузочная труба выходит из бункера либо сверху, либо сбоку. Некоторые имеют нижний сброс.

В бункере установлен манометр. Первоначально каждый бункер также имел предохранительный клапан. Проблемы с засорением клапанов грузом привели к перемещению предохранительного клапана ниже по потоку – таким образом, каждый вагон стал иметь только один предохранительный клапан. Это изменение было проведено с 1985 года. Из-за потерь давления через обратный клапан эти предохранительные клапаны настроены на 2,7 бар. Для специальных перевозок (например, песка) каждый резервуар по-прежнему имеет свой предохранительный клапан.

Первоначально подача воздуха осуществлялась по жесткой трубе с фланцем, но постепенно заменялась шланговыми соединениями.

Современные модификации Uacs с объемом бункера от 60 до 75 м3 есть у VTG (VTG Rail) — компании, которая предоставляет услуги аренды железнодорожных вагонов. Это железнодорожная транспортная компания, основанная в 1951 году в Гамбурге (Германия). Uacs, эксплуатируемые VTG, обычно имеют следующие параметры (варьирующие в зависимости от обьема бункера, года постройки, модификаций):

Тип груза: Цемент, известь, гипс, угольная пыль, доломит и другие мелкодисперсные материалы, требующие защиты от влаги. Разгрузка осуществляется путем подачи сжатого воздуха в нижнюю часть силосов, что заставляет порошок «течь» (аэрация) и вытесняться через разгрузочные трубы. Гладкие внутренние стенки силосов (бункеров) под углом более 50° обеспечивают полную выгрузку без остатка. Грузоподъемность: около 58,9 (для P21.063C) – 72 тонны (в зависимости от конкретной модификации самого вагона и от категории (качества) путей - A, B, C, D...).
Собственный вес (тара): около 21,050 тонны (для P21.063C) - 25,5 тонн
Длина по буферам: 14,5 – 20,84 метра (15,25 для P21.063C)
Количество бункеров: 1, три загрузочных люка, три разгрузочных отсека с диспергированием
Объем бункера (силоса): 63м3 (для P21.063C) - 70 м3
Материал бункера: углеродистая сталь (S355J2+N)
Система разгрузки: пневматическая
Рабочее давление: до 2,5 бар при разгрузке
Максимальная скорость: 100 км/ч (120 км/ч в порожнем состоянии)
Тележки: Тип Y25 Lsi(f) (обеспечивающие нагрузку на ось 22,5 т)
Нагрузка на ось: 20 тонн
Минимальный проходимый радиус: 35 метров
Тормоза: KE-GP 2x12“
Колея: 1.435 мм

Модель Roco (артикул 66269) H0, выпускавшаяся с 2012 года - вагон Uacs с принадлежностью VTG и маркировкой DB RIV 33 80 930 6 080-8. Имеет шахты NEM для замены сцепок. Длина по буферам - 216 мм. Относится к четвертой эпохе IV (1970 - 1990). Модель выполнена в ливрее компании VTG (синий/серый цвет).