Изотермические вагоны и контейнеры презентация

условий доставки скоропортящихся грузов — поддержание необходимой температуры в грузовом помещении транспортного модуля на неизменном уровне. Поэтому транспортные модули, удовлетворяющие этому требованию, называют изотермическими.

Относительное постоянство температуры в грузовом помещении транспортного модуля достигается пассивными (теплоизоляцией ограждающих поверхностей) и активными (выработкой естественного или машинного холода) средствами.

Использование лишь пассивных средств характерно для вагонов-термосов и контейнеров-термосов. Для перевозки скоропортящихся грузов, требующих жёсткого соблюдения температурных условий, используют активные средства – рефрижераторные вагоны и рефрижераторные контейнеры.

2

общая характеристика изотермических вагонов

вагонам предъявляют следующие требования:
●возможность поддержания в грузовом помещении оптимальной температуры и влажности воздуха независимо от внешних условий;
●обеспечение необходимой циркуляции и вентиляции воздуха в грузовом помещении;
●обеспечение охлаждения плодов и овощей в процессе перевозки;
●высокие теплофизические характеристики ограждающих конструкций;
●возможность полной автоматизации работы оборудования и контроля температур;
●надёжность оборудования и простота его обслуживания;
●исключение инфильтрации воздуха;
●эффективное использование в процессе эксплуатации;
●возможность движения со скоростями до 150 км/ч, в том числе в составе пассажирских поездов.

4

Высококачественные теплоизоляционные материалы должны обладать:
● низкой теплопроводностью (λ < 0,05 Вт/(м⋅К));
● малой плотностью (ρ < 250 кг/м3);
● слабой гигроскопичностью (при поглощении влаги возрас-тает λ) и паропроницаемостью;
● морозо- и огнестойкостью;
● устойчивостью против загнивания и распада;
● отсутствием запахов;
● дешевизной и др.

Одним из лучших теплоизоляторов является воздух, он отвечает всем перечисленным требованиям (λ = 0,023 Вт/(м⋅К), ρ = 1,29 кг/м3).

Требования к изотермическим вагонам и теплоизоляционным материалам

5

плотность и теплопроводность.
По строению теплоизоляционные материалы делятся на жёсткие (плиты, щиты), гибкие (маты, листы, шнуры, жгуты), рыхлые (шарики, зёрна), волокнистые (вата), порошковые.

Теплоизоляционные материалы имеют, в основном, неорганическое происхождение:
● пенобетон (λ = 0,082  Вт/(м⋅К), ρ = 280 кг/м3) – застывшая смесь цементного молока и мыльной пены;
● минеральная вата (λ = 0,056  Вт/(м⋅К), ρ = 150 кг/м3) – волокнистый материал, получаемый из силикатных расплавов;
● стекловолокно (λ = 0,05 Вт/(м⋅К), ρ =100 кг/м3) – получают из того же материала, что и стекло;
● пенополистирол (λ = 0,05 Вт/(м⋅К), ρ = 25 кг/м3) – продукт спека-ния гранул бисерного полистирола;
● пенополивинилхлорид (λ = 0,035 Вт/(м⋅К), ρ = 70 кг/м3);
● пенополиуретан (λ = 0,025 Вт/(м⋅К), ρ = 20 кг/м3), и др.

6

Требования к изотермическим вагонам и теплоизоляционным материалам

мипора (λ = 0,05 Вт/(м⋅К), ρ = 15 кг/м3). Это – отвердевшая вспененная масса мочевиноформальдегидной смолы.

Теплоизоляционные ограждения изотермических вагонов обычно выполняют слоистыми. Важнейшей их характеристикой является коэффициент теплопередачи k. Его значение тем больше, чем интенсивнее теплота проникает через ограждение и отводится от внутренних и наружных поверхностей. Характерное для рефрижераторных вагонов и термосов значение k = 0,27 … 0,35 Вт/(м2⋅К).

Характерные значения коэффициентов теплоотдачи к поверхностям ограждения вагона (наружной и внутренней), Вт/(м2⋅К): αн = 30, αв = 10 .

7

Требования к изотермическим вагонам и теплоизоляционным материалам

вагонов секции

четырёх грузовых вагонов грузоподъёмностью от 42,5 до 50 т имеет два машинных отделения и две холодильные машины с двухступенчатым циклом.

Посередине секции расположен служебный вагон, в котором одна половина предназначена для размещения дизель-генераторных установок, а другая – для штурманского отделения и бытовых салонов обслуживающей бригады.

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки завода Дессау

9

МО – машинное отделение; ГП – грузовое помещение; ОБ – помещение для обслуживающей бригады; ДО – дизельное отделение

Структурная схема пятивагонной рефрижераторной секции постройки завода Дессау:

завода Дессау

постройки завода Дессау

постройки завода Дессау

распределе-ние холодного или подогретого воздуха.

Общий вид грузового помещения вагонов старого поколения

Грузовой вагон

Грузовые вагоны секции универсальные, предназначены для перевозки любых скоропортящихся и пищевых продуктов при температуре воздуха внутри грузового помещения от минус 21 до 16°С.

В качестве теплоизоляционного материала применён полистирол. Его толщина изменяется от 150 до 250 мм.

15

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки завода Дессау

помещении вагона необходимо, кроме воздуховода, иметь следующее оборудование:

● вертикальные гофры на продольных и торцевых стенах вагона для прохода воздуха между грузом и этими стенами;

● вентиляторы-циркуляторы для нагнетания холодного или тёплого воздуха в воздуховод;

16

● напольные решетки для прохода воздуха под штабелем груза;

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки завода Дессау

Общий вид грузового помещения вагонов нового поколения

напольных решёток к холодильно-отопительным приборам;

В рабочем положении секции воздуховода фиксируются на балке, расположенной над потолком вдоль продольной оси вагона, с уклоном к продольным стенам.

17

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки завода Дессау

При этом вагоны постройки до 1975 г. имели продольно-поперечную (верхнюю) систему воздухораспределения за счёт щелей между секциями ложного потолка.

18

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки завода Дессау

Схема распределения воздуха в вагонах постройки до 1975 г.:

1 – секции ложного потолка; 2 – дефлектор вентиляционной системы;  3 – вентилятор-циркулятор; 4 – воздуховод над ложным потолком; 5 – груз, 6 – напольные решётки

на боковых стенах вагона и штабелем груза и опускается под напольные решётки, попадает внутрь штабеля и, отепляясь, фильтруется через него снизу вверх. Такая система распределения воздуха наиболее эффективна.

Схема распределения воздуха в вагонах постройки после 1975 г.:

Грузовой вагон

Вагоны постройки после 1975 г. имеют продольно-поперечную (пристенную) подачу воздуха, за счёт резиновых перекрытий щелей между секциями в ложном потолке.

19

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки завода Дессау

1 – секции ложного потолка; 2 – дефлектор вентиляционной системы;  3 – вентилятор-циркулятор; 4 – воздуховод над ложным потолком; 5 – груз, 6 – напольные решётки

в грузовом помещении вагона установлены воздухозаборная труба, дефлекторы с заслонками и жалюзи.

20

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки завода Дессау

1 – дефлектор вентиляционной системы с заслонкой; 2  –  воздуховод над ложным потолком; 3  –  вентилятор-циркулятор; 4 –испаритель холодильной машины; 5 – то же, электропечь; 6 – то же, конденсатор; 7 – вентилятор машинного отделения; 8 – заслонка воздухозаборной трубы; 9 – вентиляционная труба; 10  – машинное отделение;
11 – циркуляционный щит; 12 – напольные решётки; 13 – груз

шарни-рах, высота двери 2000 мм, ширина 2200 мм.

Открывают дверь рычагом-штурва-лом 6. Его поворачивают влево до тех пор, пока шпиндель 5 не дойдёт до упора. В процессе поворота кулачки 1 освобождают дверь. После этого рычагами 4 выводят дверь из проёма на расстояние, достаточное для смещения её вправо, и при этом упор 7 рычага 4 вошёл в защёлку 3 и закрепил тягу в данном положении.

Дверь грузового вагона

21

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки завода Дессау

1 – кулачок запорный; 2 – затворный механизм; 3 – защёлка рычага; 4 – рычаг перемещения двери; 5 – шпиндель запорный; 6 – рычаг-штурвал для освобождения и защемления рычагов; 7 – упор рычага;

постройки БМЗ

вагона грузоподъёмностью по 42 … 48 т (в зависимости от года выпуска) и один служебный. В каждом грузовом вагоне имеется одно машинное отделение, в котором размещены две одноступенчатые хладоновые холодильные машины (одна над другой), которые обеспечивают температуру воздуха внутри грузового помещения от минус 21 до 16°С.

ГП – грузовое помещение; МО – машинное отделение; ОБ – помещение для обслуживающей бригады; ДО – дизельное отделение; ХМ-1 и ХМ-2 – холодильно-отопительные машины 1 и 2

Секция БМЗ отличается от секции Z-В-5, в основном, компоновкой машинных отделений, конструкцией воздуховода и системой воздухо-распределения, конструкцией запорных устройств двери.

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки БМЗ

24

Структурная схема пятивагонной рефрижераторной секции постройки БМЗ:

вагона используется полистирол. На полу находятся 36 напольных решёток размером 1190×1179 мм.

обеспечить равномерное распределение воздуха по всей длине грузового помещения.

Система распределения воз-духа в грузовом помещении — односторонняя продольно-попе-речная верхняя. Воздух от холодильных машин или электро-печей подаётся в грузовое помещение двумя вентляторами-циркуляторами через щели в коробе-воздуховоде, расположенном под потолком вдоль продольной оси вагона.
Сечение короба уменьшается в направлении от холодильно- отопительных агрегатов, чтобы

25

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки БМЗ

щели, омывает груз сверху вниз, проходит через неплотности штабеля и уходит под напольные решётки, затем поднимается между циркуляционным щитом и стенкой машинного отделения и возвращается к холодильно-отопительной установке.
Недостаток системы воздухораспределения - слабое проникновение воздуха внутрь штабеля, несмотря на большую мощность вентиляторов-циркуляторов. В результате интенсивно охлаждаются наружные слои груза, и возникает опасность их переохлаждения.

26

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки БМЗ

1 – дефлектор вентиляционной системы; 2 – груз; 3 – воздуховод (короб переменного сечения); 4 – вентилятор-циркулятор верхнего холодильно-отопительного агрегата; 5 – то же испаритель; 6 – то же, электропечь; 7 – холодильно-отопительные агрегаты; 8 – конденсатор верхнего агрегата; 9  – вентилятор машинного отделения; 10 – вентиляционная труба с заслонкой; 11  – машинное отделение; 12 – циркуляционный щит; 13 – напольные решётки; 15 – теплоизоляция кузова вагона

2700 мм, высотой 2200 мм. Она оснащена запорным механизмом, состоящим из правого 5 и левого 1 затворов, прикреплённых в трёх точках к каркасу и к винтовым стяжкам 6, на которых установлены рукоятка и храповик со скобой.

Рукоятка закрывается крышкой 9 с кожу-хом 10 и затвором 8 со штырём⋅7, а крышка запорно-пломбировочным устройством. Для открывания двери приподнимают кожух 10, оттягивают и поворачивают фиксатор храповика на 90 градусов и рычагом, совершая возвратно-поступательные дви-жения (вверх-вниз), выводят дверь из проёма, а затем перемещают на тележках 5 по рельсу 3 до упора 11.

27

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки БМЗ

1 – левый затвор двери 2 – верхнее запорно-пломбировочное устройство; 3 – рельс для движения двери; 4 – правый затвор двери; 5  – каток двери; 6 – винтовая стяжка; 7 – штырь; 8 – стяжка; 9 – крышка нижнего запорно-пломбировочного устройства; 10 – кожух; 11 – упор рельсовый

машинными отделениями, салоном для обслуживающей бригады и грузовым помещением грузоподъёмностью 24 т. Вагон предназначен для перевозки различных скоропортящихся грузов при температуре воздуха внутри грузового помещения от 15 до минус 20°С и наружного воздуха от минус 55°С до 50°С.

5.5 Автономный рефрижераторный вагон со служебным помещением (АРВ-Э)

28

Общий вид вагона

используют специализированные рефрижераторные 3-вагонные живорыбные секции и живорыбные вагоны со служебным помещением.

5.6 Специальные рефрижераторные вагоны для перевозки живой рыбы

29

Общий вид живорыбной рефрижераторной секции

загружают около 12 рыбы. Тара вагона в экипированном состоянии без воды 55 т, масса брутто 84 т. Расчётная температура воды в резервуарах при наружной температуре 30…40°С составляет 4…6°С.
В ограждающие конструкции включена теплоизоляция из пенополистирола толщиной 180…200 мм.

Автономный рефрижераторный вагон для перевозки живой рыбы

Охлаждение рыбы в вагоне осуществляется не более чем за 48 ч, жизнеобеспечение поддерживается системой аэрации и циркуляции воды.

30

Специальные рефрижераторные вагоны для перевозки живой рыбы

МО – машинное отделение; ДГ – дизель-генератор; А – аппаратная; ВС – вентиляционная система; СОК – система обеспечения кислородом; ИХМ – испаритель холодильной машины; ЭП – электрическая печь; ОБ – отделение для обслуживающей бригады

подвижного состава преобладали универсальные вагоны-ледники, которые имели ледяное и льдосоляное охлаждение. С 1965 г. их выпуск прекращён, в настоящее время такие вагоны более не применяются. Это связано с большими экономическими затратами на производство льда, его хранение и заправку вагонов-ледников.

5.7 Вагоны-ледники

До настоящего времени сохранились в небольшом количестве специализиро-ванные вагоны-цистерны для вина и виноматериа-лов, охлаждаемые водным льдом.

31

Общий вид вагона для вина

15 м3 с компенсационными бачками 3. Внутренняя поверхность котлов, выполненных из листовой стали, покрыта кислотоустойчивой эмалью. Водный лёд, загружают в четыре потолочных бака 2.

32

1 – котёл для вина; 2 – потолочный бак для льда; 3 – компенсационный бак; 5 – окно служебного помещения; 5 – служебное помещение; 6 – дверь служебного помещения; 7 – входная дверь

Для отопления вагона предусмотрен водяной котёл с разводящей системой трубопроводов. В вагоне есть служебное помещение для проводника. Вагон имеет теплоизолированную ограждающую конструкцию, что полностью исключает замерзание вина.

Вагоны-ледники

опытные экземпляры, которые прошли заводские и эксплуатационные испытания.

5.8 Вагон, охлаждаемый жидким азотом

Ограждения кузова вагона выполнены по типу сэндвич с применением пенополиуретановой изоляции толщиной 200 мм. В торцевой части вагона имеется отделение, где размещается в горизонтальном положении баллон с жидким азотом вместимостью около 3 м3.
Распыление жидкого азота осуществляется системой впрыскивания, срабатывающей от термодатчиков, расположенных на боковых стенах вагона.

33

1 – дросселирующий вентиль 2 – датчик температуры 3 – система распыления жидкого азота; 5 – дефлектор; 5 – напольные решётки; 6 – клапан для подачи свежего воздуха при вентилировании вагона перед выгрузкой; 7 – баллон с жидким азотом

и предназначен для перевозки широкой номенклатуры термически подготовленных и не выделяющих биохимической теплоты грузов, а также грузов, не требующих вентилирования.

34

Общий вид универсального вагона-термоса

теплопередачи 0,25…0,27 Вт/(м2⋅К) эксплуатировать эти вагоны в интервале наружных температур от минус 50 до 50°С.

Вагоны-термосы

35

Дверь универсального вагона-термоса

20240 мм, ширину – 2600 мм и высоту – 2400 мм.
Грузоподъёмность вагона — 60 т.

36

Внутреннее оборудование универсального вагона-термоса

Вагоны-термосы

холодного отстоя, переоборудованные или эксплуатируеые без холодильно-отопительного оборудования как одиночные изотерми-ческие вагоны в режиме термос, а также автономные рефрижераторные вагоны без служебного помещения, переоборудованные под вагоны-термосы.

37

Вагоны-термосы

ИВ-термос-19 (бывший грузовой вагон в составе рефрижераторной секции постройки завода Дессау)

Дессау с 1976 г. Они имели два машинных отделения, в каждом был установлен дизель-генератор и один холодильно-отопительный агрегат. Грузоподъёмность составляет 40 т при длине вагона 19 м (по осям автосцепок) и от 42 до 47 т при длине 21 м.

В условиях рыночной экономики система техниче-ского обслуживания этих вагонов оказалась убыточ-ной, что явилось причиной их переоборудования под ИВ-термосы. Такие вагоны больше не имеют дизель-генераторного и холодильно-отопительного оборудования.

38

Вагоны-термосы

ИВ-термос-21 (бывшийАРВ-21 м)

расстояния между станциями, обслуживающими крупные фермерские хозяйства и молокозаводы.

Грузоподъёмность молочной цистерны 31,2 т, тара 23 т. Котёл цистерны разбит на три секции, что позволяет организовать перевозку молока различного качества или разных отправителей.

39

Вагоны-термосы

отепления или охлаждения молока не более 2°С в течение суток при начальной температуре молока 4°С летом и 8°С зимой и температурах наружного воздуха соответственно 30°С и минус 40°С.

1 – штампованное днище; 2 – крышка люка; 3 – люк-лаз; 4 – колпак с запорными устройствами; 5 – перегородка; 6 – наливная труба; 7 – сливное устройство

40

Вагоны-термосы

Принципиальная схема молочной цистерны:

один котёл со сферическими торцевыми днищами, низкое значение коэффициента теплопередачи (0,24 … 0,27 Вт/(м2⋅К). В качестве теплоизоляции применён пенополиуретан.

41

Вагоны-термосы

Вагон для виноматериалов и растительных масел

минеральной воды и созданы три опытных экземпляра грузоподъёмностью 57,3 т.

42

Вагоны-термосы

Опытный вагон для минеральной воды

транспортный модуль, позволяющий связать производство, подготовку, хранение, транспортировку и реализацию скоропортящихся грузов в единый технологический процесс с учётом использования разных видов транспорта, средств механизации и погрузочных модулей.
Эффективность применения ИК обеспечивается за счёт:
● сокращения потерь продукции при перегрузках и снижения естественной убыли;
● обеспечения комплексной механизации и снижения затрат труда на перегрузочных операциях;
● снижения транспортных расходов в пунктах перегрузки и распределения груза, так как отсутствует промежуточная выгрузка продуктов из контейнера и хранение их в холодильнике;
● сокращения простоя транспортных средств в пунктах погрузки и
выгрузки;
● возможности реализации продукции из контейнера.

43

5.10 Изотермические контейнеры

универсальные и специальные контейнеры;

● по системам охлаждения: рефрижераторные контейнеры, контейнеры, охлаждаемые жидким азотом и сухим льдом, контейнеры- термосы;

● по грузоподъёмности: 5, 7, 10, 20, 25, 30-тонные;

● по международному стандарту ИСО в порядке возрастания размеров: типы 1, 1Е, 1D, (1DD) 1C (1 CC, 1 CCС), 1B (1BB, 1BBВ ), и 1А (1АА, 1ААА), 1ЕЕ (1ЕЕЕ). В скобках указаны контейнеры увеличенной высоты и массы;

● по Государственному стандарту Российской Федерации: типы
СК-5-10, СК-5-20 и СК-5-30 (СК – стандартизированный контейнер,
5 – контейнер крупнотоннажный, последние две цифры означают
грузоподъёмность контейнера).

44

Изотермические контейнеры

Все изотермические контейнеры имеют ширину 2438 мм (8 футов), унифицированную по внешним и присоединительным парамет-рам с крупнотоннажными контейнерами общего назначения.

● по длине в футах: 5, 7, 10, 20, 30, 40, 45-футовые;

контейнеры

В соответствии с требованиями ИСО рефрижераторные контейнеры проектируют для эксплуатации при наружных температурах минус 45…45°С. При этом температура воздуха внутри рефрижераторного контейнера должна регулироваться в пределах от минус 20 до 16°С.

Рефрижераторные контейнеры имеют принудительную циркуляцию воздуха с нижним или верхним распределением воздуха. Некоторые специальные контейнеры имеют вентиляционную систему, регулирование газовой среды и влажности воздуха.

охлаждением (1987 г.)

46

Изотермические контейнеры

«сэндвич»-панелей с внешним покрытием из дюралюминиевого листа и внутренним покрытием из профилированной листовой пищевой нержавеющей стали или клееной фанеры, защищённой слоем стеклополиэфирного пластика. Каркас и металлическая обшивка контейнера выполнены из легированной стали. Обшивка внутри имеет вертикальные или наклонные гофры, или полусферические выступы, что обеспечивает циркуляцию воздуха вокруг штабеля груза при укладке ящиков вплотную к стене.
Пол контейнера изготовлен из Т-образного алюминиевого профиля с прочностью, рассчитанной на применение обычного складского погрузчика при погрузке и выгрузке.

50

Изотермические контейнеры

Рефрижераторный контейнер имеет два основных конструкционных блока: корпус и рефрижераторный агрегат.

5.10.2 Устройство рефрижераторных контейнеров

с уплотнителем и запорным устройством натяжного действия, позволяющим герметично закрывать грузовой отсек контейнера. Она изготовлена из тех же, что и корпус, пенополиуретановых «сэндвич»-панелей толщиной 70…200 мм.

51

Дверь и внутреннее оборудование контейнера

контейнера может располагаться как снаружи, так и в пределах длины контейнера. В эксплуатации находятся контейнеры с навесным (съёмным) дизель-генераторным агрегатом, который можно убирать в случае, если контейнеры перевозят на сцепах, где имеется централизованная система охлаждения. Большая часть выпускаемых в последние годы рефрижераторных контейнеров имеют встроенную в торцевом отсеке холодильную установку.

Встроенный холодильно-отопительный агрегат

с пультом управления; 3 – отверстия для всасывания и нагнетания воздуха в грузовое помещение; 4 – теплоизолированный кузов; 5 – грузовой отсек; 6 – дверь контейнера; 7 – настил пола

По способу размещения воздухоохладителя рефрижераторные контей-неры бывают двух типов:
– всё оборудование располагается в машинном отсеке, а охлаждение или обогрев грузового помещения производится через отверстия в перегородке между машинным и грузовым отсеками, и через эти отверстия происходит циркуляция воздуха (тип 1);
– со встроенным оборудованием (тип 2), у которого воздухоохладитель с вентиляторами-циркуляторами расположен внутри грузового помещения.

Устройство рефрижераторного контейнера (тип 2):

1 – машинный отсек; 2 – компрессорно-конденсаторная часть холодильно-отопительного агрегата; 3 – воздухоохладитель с вентиляторами-циркуляторами; 4 – теплоизолированный кузов; 5 – грузовой отсек; 6 – дверь контейнера; 7 – настил пола; 8 – дизель-генератор с топливным баком; 9 – блок управления, контроля и регулирования работы оборудования

теплоизолирован-ный кузов, смонтированный на ав-томобильном полуприцепе. Рефри-жераторные трейлеры имеют навесное холодильно-отопитель-ное оборудование.

Изотермические контейнеры, уста-новленные на фитинговых полупри-цепах и перемещающиеся по же-лезным дорогам вместе с полупри-цепом, называют изотермически-ми контрейлерами.

54