По способу загрузки транспортные средства можно разделить на две группы — с гравитационно-пневматической загрузкой и самозагрузкой. Наиболее распространены машины, емкости которых загружаются гравитационно-пневматическим способом из бункеров, силосов или элеваторов.

По способу разгрузки различают транспортные машины с гравитационной выгрузкой груза или с пневматической разгрузкой с одновременной подачей порошкообразного материала непосредственно в силос.

По конструктивным признакам средства доставки можно разделить на самоходные, прицепные и устанавливаемые на подвижные средства общего назначения. К самоходным машинам относятся автоцементовозы, золовозы, суда-цементовозы, к прицепным — железнодорожные вагоны и речные безмоторные баржи. Склады-контейнеры устанавливают на железнодорожных платформах или бортовых автомобилях.

Специализированный автотранспорт

Для доставки различных порошкообразных строительных материалов отечественная промышленность серийно выпускает автоцементовозы, автозоловозы, минераловозы, содовозы и др. Эти автотранспортные средства разделяются на машины с пневматической выгрузкой и машины с пневматическокй разгрузкой и самозагрузкой.

Автоцементовозы с пневморазгрузкой состоят из автотягача и цистерны-полуприцепа. Внутри цистерна оборудована откосами с аэролотками. Вверху цистерны установлены один-два загрузочных люка с резиновой прокладкой, герметически закрываемые крышкой. Аэролотки выполнены в виде короба, покрытого сверху аэрационной тканью. В нижней части цистерны крепится разгрузочный патрубок с краном и продувочной форсункой. Кран служит для регулирования производительности и экстренного прекращения разгрузки.

Сжатый воздух, необходимый для обеспечения пневматической разгрузки цемента из цистерны и подачи этого вяжущего материала в силос, подается ротационным компрессором, установленным на шасси автотягача. Привод компрессора осуществляется от двигателя тягача через коробку отбора мощности, карданный вал и клиноре-менную передачу. В систему воздухоподготовки автоцементовоза входят масловлагоотделитель, коллектор с предохранительным клапаном и манометром, воздухопроводы с кранами. Органы управления компрессором расположены в кабине водителя.

Рис. 1. Автоцементовоз с пневморазгрузкой ТЦ-11
1 — седельный тягач КамАЗ-5410; 2 — компрессорная установка; 3 — пневмо-оборудование для разгрузки; 4 — загрузочный люк; 5 — цистерна-полуприцеп? 6 — разгрузочный рукав; 7 — ходовая часть; 8 — запасное колесо; 9 — опорное устройство; 10 — сцепное устройство

Цистерну загружают через верхние люки на силосных элеваторах или складах цемента заводов сборного железобетона при помощи боковых разгружателей или специальных установок для автома тической весовой загрузки автоцементовозов.

Автоцементовоз разгружают после: подсоединения разгрузоч ю го патрубка цистерны и трубопровода силоса гибким шлангом с бы-стросъемными зажимами; включения ротационного компрессора и подачи сжатого воздуха в цистерну, который проходит через пористую перегородку аэролотка, аэрирует цемент и создает давление в цистерне. Аэрированный цемент стекает по аэролотку к разгрузочному патрубку, подхватывается струей воздуха, идущей от продувочной форсунки, и транспортируется под давлением по приемному трубопроводу в силос, Разгрузка заканчивается при падении давления в цистерне до нуля.

Специализированный автотранспорт с пневматической разгрузкой и самозагрузкой предназначен для забора порошкообразного материала (цемента, золы, минерального порошка и др.) из насыпи, перевозки груза и выгрузки его потребителю. Отличительная особенность этой группы специализированного транспорта наличие оборудования для самозагрузки, которая возможна благодаря вакууму, создаваемому в цистерне ротационным компрессором — вакуум-насосом. Оборудование включает фильтры трех ступеней очистки, заборное регулируемое сопло, распределительную загрузочную трубу в верхней части цистерны, и сигнализатор уровня.

Самозагружающий автотранспорт работает следующим образом. Оператор подсоединяет шланг с заборным соплом, заходит с ним в крытый вагон общего назначения и дает команду шоферу включить ротационный компрессор (вакуум-насос). После этого в цистерне создается разряжение около 0,06 МПа. Вследствие образовавшегося вакуума в цистерну через загрузочное регулируемое сопло и шланг поступает цемент.

Специализированные железнодорожные вагоны для перевозки порошкообразных материалов

Железнодорожные специализированные транспортные средства можно разделить на вагоны с пневморазгрузкой (вагоны-цементо-возы, вагоны-содовозы) и вагоны бункерного типа.

Вагон-цементовоз с пневморазгрузкой представляет собой цистерну, оборудованную в нижней части аэролотками, аэроплитками и откосами. Эти элементы позволяют цементу под воздействием сжатого воздуха стекать к разгрузочному патрубку. В вагоне-цементовозе нет компрессора, поэтому для выгрузки материала это транспортное средство необходимо подключить к магистрали от постороннего источника сжатого воздуха. Снаружи цистерны имеется коллектор с арматурой и приборами, а в верхней части Цистерны расположены два загрузочных патрубка и центральный монтажный люк. Загружают вагон порошкообразным материалом в пунктах отгрузки с помощью автоматизированной весовой загрузочной установки ТА-11 (С-926).

Прибывший к потребителю вагон-цементовоз устанавливается маневровым паровозом или маневровой лебедкой около приемного силоса. Операторы при помощи быстросъемных зажимов подсоединяют шланг к разгрузочному патрубку и транспортному цементопроводу, Проверяют плотность закрытия люков и исправность предохранительного клапана, а затем гибким шлангом (также с быстросъем-ными зажимами) соединяют коллектор вагона-цементовоза с заводской воздушной магистралью. Воздухопровод от компрессора должен быть оборудован манометром и предохранительным клапаном рассчитанным на давление 0,2 МПа и пропускную способность не менее 20 м3/мин. Окончание разгрузки оператор определяет по падению давления в емкости до нуля.

Рис. 2. Вагон-цементовоз с пневмо-разгрузкой
1 — аэролоток с пористой перегородкой; 2 — смотровой люк с крышкой; 3 — загрузочный патрубок; 4 -цистерна; 5 — разгрузочный патрубок с дроссельным краном (условно повернут на 90°); 6 — про-дузочная форсунка; 7 — сообщающаяся трубка; 8 — рассекатель; 9 — откос; 10 — аэроплитка

Вагоны-содовозы с пневматической разгрузкой в отличие от вагона цементовоза имеют два разгрузочных патрубка, через которые поочередно разгружаются левая и правая половина их емкостей. Грузоподъемность этих вагонов 43 т.

Вагоны-цементовозы бункерного типа предназначены для перевозки цемента и других порошкообразных материалов на расстояние до 1000 км и гравитационной выгрузки в специальные приемные устройства. При загрузке вагона через один загрузочный люк необходимо открыть крышку второго люка для выхода из кузова избытка воздуха. В процессе разгрузки вагона зависший в кузове материал следует удалять при помощи вибраторов или специальными лопатками с удлиненными ручками. Перед началом разгрузки необходимо открыть одну крышку загрузочного люка во избежание образования в кузове вакуума при истечении материала. Для установки вибраторов на кузове имеются специально оборудованные места. Вибраторы следует включать периодически на 2—3 с до полной разгрузки. Запрещается удалять из вагона остатки груза ударами по обшивке вагона металлическими предметами (ломами, кувалдами и т. п.).

Рис. 3. Вагон-цементовоз бункерного типа
1 — крышка; 2 — кузов; 3 — рама; 4 — ударно-тяговое устройство; 5 — разгрузочное устройство

Специализированные саморазгружающиеся суда (баржи)-цементовозы

Речная несамоходная саморазгружающаяся баржа-цементовоз Р-113 предназначена для доставки цемента и перегрузки его пневматическим способом по транспортным трубопроводам в береговой склад-элеватор. В пункте отправления баржа-цементовоз должна загружаться пневматическим транспортом. В трюмах баржи установлены 20 цистерн, выполненных в виде четырех труб, которые расположены вдоль баржи. Каждая цистерна оборудована устройствами для приема и пневматической разгрузки порошкообразного материала. К цистернам подведены трубопроводы сжатого воздуха с мембранными клапанами и коллекторами для каждой системы. Цистерны загружаются из четырех береговых пневмотранспортных установок общей производительностью 200 т/ч. Температура загружаемого цемента не должна превышать +80 °С. Баржи-цементовозы снабжаются электроэнергией и сжатым воздухом от береговых станций управления. Воздух, вытесняемый при загрузке цистерн, очищается в переносных фильтрах рукавного типа, устанавливаемых на период загрузки на палубе. Конструкция специализированной баржи-цементовоза Р-113 разработана ЦКБ Минречфлота РСФСР совместно с ВНИИстройдормашем.

Специализированные контейнеры для перевозки и хранения порошкообразных материалов

В условиях рассредоточенного строительства с небольшими объемами работ (где отсутствуют силосные склады) транспортировка и временное хранение порошкообразных строительных материалов производится с использованием контейнеров — мягких (выполненных из резинокордных материалов) или жестких (металлических).

ЦНИИполимерконтейнер разработал несколько разновидностей и типоразмеров специализированных мягких контейнеров, предназначенных для перевозки всеми видами транспорта сыпучих неслеживающихся или слабослеживающихся грузов, не взаимодействующих с материалами контейнера. По фактору оборачиваемости мягкие контейнеры подразделяются на разовое использование (типа МКР) и многооборотные (типа МК).

Рис. 4. Мягкие специализированные контейнеры для порошкообразных материалов
а—в — контейнеры разового использования; г — многооборотный: 1 — корпус; 2 — грузонесущая лента; 3 — строповочное кольцо; 4 — загрузочный рукав; 5 — разгрузочный рукав; 6 — клапан

Мягкий контейнер разового использования МКР представляет собой мешок из армированной синтетической пленки с глухим днищем или нижним разгрузочным люком, При выгрузке материала из контейнера ножом разрезают его днище. Выгрузка может производиться также с помощью пневматических разгрузчиков всасывающего действия или другими способами, без разрушения оболочки контейнера. У контейнеров с нижним разгрузоч. ным люком для выгрузки необходимо разрезать сначала ленты клапана, затем полиэтиленовый вкладыш или лист, закрывающий люк.

Сохраненные при разгрузке оболочки контейнеров можно использовать повторно в пределах гарантийного срока.

Многооборотный мягкий контейнер МК представляет собой прямоугольный параллелепипед с одним загрузочно-разгрузочным узлом на днище контейнера и с грузовым элементом в виде ленты в верхней его части, соединяющим боковые стенки контейнера. В загруженном состоянии приобретает форму, близкую к цилиндру. После загрузки кантуется на 180°. Дальнейшее перемещение, погрузка и выгрузка производятся за грузовой элемент краном или вилами погрузчика.

Перед использованием мягких контейнеров для перевозки другого материала необходимо их очистить (продуванием сжатым воздухом, промывкой водой и т. д.) и просушить. При погрузке и выгрузке мягких контейнеров необходимо учитывать, что контейнеры могут порваться, проколоться и т. д. В связи с этим транспортные средства перед погрузкой на них загруженных мягких контейнеров очищают от остатков ранее перевозимых грузов. Из кузовов удаляют выступающие гвозди, болты, проволоку и другие посторонние предметы. Заостренные грани деталей кузова или трюма обвертывают ветошью.

При отсутствии закрытых складов мягкие контейнеры в загруженном состоянии могут храниться в штабелях на открытых площадках при температуре от —60 до +60 °С. Контейнеры легко складываются и в сложенном виде занимают 10—20 % объема в заполненном состоянии. Они влагонепроницаемы и поэтому для их перевозки может быть использован открытый подвижной состав.

ЦНИИОМТП Госстроя СССР разработал склад-контейнер с откидными стойками и винтовыми домкратами. Эта конструктивная особенность контейнера определяет область его применения — для перевозки порошкообразных материалов с базовых складов на рассредоточенные объекты с небольшими объемами работ (используется в качестве приобъектного склада). При этом погрузка и разгрузка контейнера на бортовой автомобиль производятся без применения грузоподъемных механизмов. Контейнер снабжен объемным дозатором вместимостью 10 дм3, что обеспечивает порционную выдачу материала.

Два контейнера, разработанные ЦНИИС Минтрансстроя СССР, имеют массу брутто 3 и 5,2 т, оснащены системой с аэрационно-пневматической выгрузкой порошкообразного материала и используются в качестве приобъектных складов для хранения и дозированной выдачи цемента в ковш бетонорастворосмесителя. Контейнер с массой брутто 3 т представляет собой цилиндрокони-ческую емкость, в верхней части которой имеется загрузочный люк, в нижней — аэрационный элемент, наклоненный к разгрузочному патрубку. При разгрузке контейнера сжатый воздух от компрессора О 16А или СО-ТА подается в емкость контейнера. Порошкообразный материал, смешиваясь с воздухом, приобретает текучесть, поступает из контейнера через съемный резиновый армированный шланг с пы-легасяшей насадкой и затвором на конце в мерную емкость, установленную в ковш бетоносмесителя.

Контейнер массой брутто 5,2 т представляет собой резервуар призматической формы. В верхней части резервуара расположены загрузочный люк с герметически закрывающейся крышкой, 6 стро-повочных рымов и четыре опорные площадки для установки на них контейнеров второго яруса при складировании. Нижняя часть контейнера состоит из аэроднища, разделенного на две секции, что позволяет в зависимости от условий эксплуатации подавать сжатый воздух поочередно в одну из аэросекций либо одновременно в обе секции. Чтобы контейнеры можно было использовать в качестве приобъектных складов, завод-изготовитель поставляет в комплекте с тремя контейнерами металлическую подставку под них, внутри которой размещены весовая мерная емкость, рукав материалопрово-да с пылегасящей насадкой на конце и компрессор СО-7А производительностью 0/5 м3/мин. Работа двух контейнеров с аэрационно-пнев-матической разгрузкой аналогична.

Контейнер КГП-5, выпускаемый Актюбинским заводом «Геотехника» и внедренный Министерством геологии СССР для доставки цемента, глиняного порошка и других материалов к буровым установкам и на строительные площадки при обустройстве объектов геологических разработок, имеет пневматическую выгрузку материала и обеспечивает высокую производительность при подаче груза на относительно значительное расстояние от контейнерной площадки — 50 м и более. Конструкция контейнера КГП-5 позволяет соединять в один блок несколько подобных контейнеров при достижении минимальной длины транспортного трубопровода и оптимальной его конфигурации. Это обеспечивает одновременную выгрузку порошкообразного материала из нескольких контейнеров при снижении избыточного давления в емкости контейнера за счет эффекта эжекции.

Рис. 5. Контейнеры порошкообразных материалов, используемых при необходимости в качестве приобъектных складов
а — склад-контейнер конструкции ЦНИИОМТП; б — склад-контейнер с аэра-ционной выгрузкой материала конструкции ЦНИИС Минтрансстроя СССР: 1 — цилиндрический с массой брутто 3 т; 2 — призматический массой брутто 5,2 т; в — контейнер с пневматической выгрузкой материала и Схема соединения нескольких контейнеров для одновременной выгрузки: 1 — верхний опорный пояс; 2 — крышка; 3 — строповочный элемент; 4 — корпус; 5 —заглушка; 6 — нижний опорный пояс; 7 — пазы под вилы погрузчика; 8 — заборный конус; 9 — направляющий конус; 10 — аэроднище; 11 — воздухоподводящий патрубок; 12 — вентиль; 13 — криволинейный разгрузочный патрубок; 14 — окно сопряжения материалопроводов; 15 — горизонтальный материалопровод; 16 — вентиль; 17 — эластичная муфта

Контейнер КГС-5 конструкции Промтрансниипроекта Госстроя СССР и контейнеры КЦМ-5 и КИ-54 конструкции Ленинградского института железнодорожного транспорта разгружаются гравитационно «под себя» в наклонном положении. Контейнер КИ-54 предназначен для перевозки и хранения порошкообразной извести.

Рис. 6. Цельнометаллические специализированные контейнеры для порошкообразных грузов, разгружаемые гравитационно в наклонном положений
а — КГС-5 конструкции Промтрансниипроекта; б — КЦМ-5 конструкции Гипрогеолстрой; в — КИ-54 конструкции ЛИЖТ

Металлические контейнеры можно перевозить всеми видами транспорта. На железнодорожной платформе грузоподъемностью 63 т размещаются 12 контейнеров с массой брутто 5 т, Допускается штабелирование контейнеров при перевозке на судах или хранении.

Специализированные пневматические разгрузчики порошкообразного материала из насыпи

Для выгрузки бестарного строительного порошкообразного материала из транспортных средств общего назначения в подачи этого груза непосредственно в силос применяют специализированные пневматические разгрузчики всасывающе-нагнетательного действия. По способу создания разрежения, необходимого для засасывания материала в трубопровод, разгрузчики можно разделить на две группы: разгрузчики, у которых разрежение создается с помощью водокольцевых вакуум-насосов или ротационных газодувок; разгрузчики, конструкция которых предусматривает создание необходимого разрежения с помощью струйного аппарата за счет эффекта эжекции.

НПО «Ленстройробот» Минстройдормаша выпускает четыре модели разгрузчиков первой группы: ТА-27 и ТА-33 — для выгрузки цемента из железнодорожных вагонов; ТА-32 —для разгрузки известковых и других порошкообразных материалов из вагонов; ТА-37 — для выгрузки цемента из трюмов речных барж, Разгрузчики этой группы состоят из самоходного заборного устройства, гибкого цементопровода, осадительной камеры в сборе со смесительной камерой, водокольцевого вакуум-насоса или ротационной газодувки и шкафа с электроаппаратурой. Разгрузчик ТА-26, кроме того, оборудован компрессором, а разгрузчик ТА-37 имеет вертикальное вибрационное заборное устройство, предназначенное для забора основного объема цемента из трюма баржи. Решетчатый усеченный конус сопла устройства закреплен на трубе и оборудован пневматическим вибратором. Под заборной кромкой сопла расположена перфорированная труба (аэратор), соединенная с выхлопным патрубком пневмовибратора.

Принцип действия разгрузчика этого типа основан на заборе и транспортировке порошкообразного материала до осадительной камеры за счет разрежения, создаваемого водокольцевым вакуум-насосом. Дальнейшее перемещение транспортируемого материала от осадительной камеры до силосов производится с помощью сжатого воздуха, подаваемого в смесительную камеру.

Особенностью эксплуатации разгрузчиков (кроме разгрузчика ТА-26) является то, что вакуум-насосы ВВН-12 и ВВН-1-25 требуют установки их в теплом помещении а подвода воды с последующим обеспечением слива отработанной воды в канализацию.

При использовании разгрузчика необходимо:
— подать железнодорожный вагон к месту разгрузки и установить трап в дверь вагона (при применении разгрузчика ТА-37 осади-тельная камера монтируется в помещении или на площадке понтона под навесом в максимально возможной близости от баржи с цементом);
— вакуум-насос перед пуском залить водой (запрещается включать насос без воды);
— открыть дверь вагона и отсосать цемент от борта вагона рукавом, после чего надеть гибкий рукав на заборное устройство и ввести заборное устройство в вагон (для разгрузки баржи открывается люк судна и вводится внутрь до соприкосновения с цементом подвешенное на стропах крана вертикальное вибрационное заборное устройство, которое соединено гибким шлангом с механизмом выгрузки осадительной камеры);
— первым проходом забрать основной объем цемента и развернуть заборное устройство на обратный ход;
— управлять заборным устройством так, чтобы непрерывно обеспечивать максимальную подачу цемента подгребающими дисками к соплу и полностью заполнять его раструб, а также не допускать попадания в сопло посторонних предметов (кусков металла, бумаги и т.п.);
— не допускать подсоса воздуха в местах соединения резииотка-ых рукавов и фланцевых соединений, следить за показаниями вакуумметра и амперметра.

Рис. 7. Принципиальная схема работы пневматического разгрузчика цемента ТА-27

Рис. 8. Вертикальное вибрационное заборное устройство разгрузчика ТА-37 для выгрузки цемента из трюма речной баржи
а —общий вид устройства; б — схема работы устройства; 1 — грузовой строп; 2— подводящий воздухопровод; 3 — виброрушитель; 4 — сопло; 5 — импульсный воздуховод; 6 — аэратор; 7 — пневматический вибратор

При выборе цемента с помощью вертикального вибрационного тройства разгрузчика ТА-37 со дна трюма баржи подвешивается самоходное заборное устройство и краном опускается на дно трюма. После этого грузовые стропы расчаливаются, кран отводится в сторону, оператор включает электроприводы ходовых колес заборного устройства и оставшийся в трюме баржи цемент забирается аналогично выгрузке цемента из железнодорожного вагона.

Рис. 9. Схема работы пневматического перегрузчика пылевидных материалов ППМ-100
1 — камера смесительная; 2 — трубопровод выхода запыленного воздуха; 3 — клапан ограничительный; 4 — диафрагма; 5 — камера осадительная; 6 — уровень материала при переполнении осадительной камеры; 7 — обратный клапан; 8 — подвод сжатого воздуха с давлением не менее 0,6 МПа; 9 — сопло; 10 —струйный аппарат; 11 — забор материала; 12 — выдача воздушно-материальной смеси; 13 — электродвигатель; 14 — винтовой шнек

Разгрузчики второй группы (РПМ-2А и ППМ-100), конструкция которых позволяет создавать разрежение за счет собственного эжектирующего устройства (струйного аппарата), разработаны Волгоградским проектным отделом института Гидропроект им. С. Я. Жука Минэнерго СССР. Разгрузчики этой группы используются в условиях первоначальных (пионерских) периодов строительства, на стройках Севера, на временных и малообъемных объектах, т.е. в тех специфических условиях, где работа разгрузчиков первой группы невозможна или экономически не оправдана, Пневморазгрузчики РПМ-2А и ГШМ-100 эксплуатируются без использования технологической воды, канализации и отапливаемых помещений, необходимых для работы водокольцевых вакуум-насосов. Однако коэффициент полезного действия разгрузчиков второй группы значительно ниже, чем у разгрузчиков первой группы. Это объясняется тем, что эжектирующим устройством (струйным аппаратом) разгрузчика практически невозможно создать большое разрежение в осадительной камере (при паспортном расходе сжатого воздуха 20… 25 м3/мин). В результате максимальная производительность разгрузчика РПМ-2А (60 т/ч) получена при небольшой длине всасывающего трубопровода — 2 м. С увеличением длины всасывающего трубопровода производительность разгрузчика резко падает. Вследствие этого разгрузчики второй группы устанавливаются в непосредственной близости от места выгрузки цемента. Кроме разгрузки транспортных средств общего назначения одной из экономически оправданных областей применения разгрузчиков этой группы является разгрузка железнодорожных вагонов бункерного типа на складах цемента с бесприямковыми приемными устройствами, т.е. как было сказано выше, в условиях, где сооружение подрельсового приемного бункера нецелесообразно. В этом случае разгрузчик работает следующим образом. Бункерный вагон с выгружаемым порошкообразным материалом устанавливают над приемным рукавом узла выгрузки и поднимают приемный рукав, причем для одного вагона необходимо два узла выгрузки. Разгрузчик включают, а затем открывают разгрузочные люки вагона. Порошкообразный материал по аэролотку узла выгрузки направляется к отверстию всасывающего трубопровода разгрузчика и под действием разрежения, создаваемого струйным аппаратом, подается в приемную камеру, откуда шнековым механизмом выгрузки материал транспортируется в смесительную камеру, и далее, смешиваясь с воздухом, выходящим из струйного аппарата, и под воздействием избыточного давления направляется по трубопроводу в силос.