Холодильное оборудование БМЗ

 

 

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уральский государственный университет путей сообщения

«УрГУПС»

 

 

 

Кафедра «Вагоны»

 

 

 

КОНСТРУКЦИЯ, РАСЧЕТ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ                          ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ

 

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Холодильное оборудование и кондиционирование воздуха вагонных предприятий»

 

 

 

 

Проверил: Ст. преподаватель Красниченко А.А

Выполнил: ст.гр. В–517 Попкова А.А

                                                                                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2011

 

Реферат

 

 

В данном курсовом проекте всего: страниц 43, таблиц 1, приложений 1, рисунков 7, использованных источников 3.

 

 

Пятивагонная рефрижераторная секция, холодильная машина, компрессор, конденсатор, хладагент, техническое обслуживание РПС, показатели использования

 

 

В курсовом проекте рассмотрена характеристика условий перевозок грузов, конструкция вагонов. Проведен теплотехнический расчет вагона, в результате которого определена потребная хладопроизводительность холодильной установки. Определена расчетная площадь поверхностей ограждения кузова вагона. Построен холодильный цикл работы установки, проведен тепловой расчет холодильной машины. Рассмотрено техническое обслуживание вагонов и расчитанны показатели их использования.

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

Введение

 

Перевозка продуктов питания, которые, в основном, грузы скоропортящиеся, требуют соблюдения особых условий. Сохранность скоропортящихся грузов обеспечивает холодильная техника.

Большинство сельскохозяйственных пищевых продуктов и практически вся продукция рыбной промышленности относятся к группе скоропортящихся, которые требуют специальных условий хранения и транспортировки. Это условия, оптимальные для каждого вида продукта, обеспечивают сохранность груза при хранении и перевозках. Очень давно для хранения и перевозок скоропортящихся грузов использовался холод. И сейчас основным средством консервирования продуктов являются низкие температуры.

Для перевозки скоропортящихся грузов используются все виды транспорта (морской, речной, автомобильный, воздушный и железнодорожный).

Охлаждение грузовых помещений судов, вагонов, автомобилей осуществляется водным и сухим льдом, жидкими газами и холодильными машинами. Охлаждение машинами на сегодняшний день является основным.

Оптимальные температуры должны поддерживаться непрерывно, поэтому для перевозки скоропортящихся грузов по железным дорогам используют – изотермические вагоны.

Они оборудованы приборами охлаждения и отопления, поддерживающие внутри вагона необходимую температуру и влажность воздуха, их кузов имеет теплоизолирующий слой.

1 Описание перевозимого груза

 

 

Клубника зимостойкая, но плохо переносит засуху. Собранная клубника должна быть темно-красного цвета, некоторые сорта могут быть розовато-фиолетового. Ягода не должна иметь вмятины, зеленых пятен. Клубника должна собираться вместе с зелеными хвостиками.

При сборе, клубника сразу же укладывается в небольшую, плоскую пластиковую тару объемом 500 – 250 г, где располагаются в слоя в 3 – 4. Пластиковая коробка должна быть закрыта крышкой. Коробки с клубникой ставятся рядом с некоторым промежутком в дощатые неразборные ящики. Упакованная ягода выносит 2 – 3 дня транспорта по железной дороге.

Режим и срок хранения клубники указаны в таблице 1.

 

Таблица 1 – Режим и срок хранения клубники

Наименование продукта	Идеальные условия хранения		Длительность сохраняемости продукта в идеальных условиях	Рекомендуемый диапазон температур, °С
	Температура, °С	Влажность воздуха, %
Клубника	0	90 – 95	5 дней	от 0 до +4

 

Различают следующие способы укладки скоропортящихся грузов в вагонах и контейнерах:

– плотным штабелем;

– штабелем с зазорами (вертикальный, перекрестный, шахматный);

– ярусная укладка бочек;

– подвесом на крючьях;

– навалом (в крытых вагонах и универсальных контейнерах);

– пакетный.

Ящик для перевозки грузов выбирается по ГОСТ 10131-93 в зависимости от перевозимой продукции. Размеры и тип ящика для перевозки клубники приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристика ящика

№ ящика (ГОСТ 10131-93)	Наружные размеры, мм			Предельная масса груза, кг	Тип ящика	Наименование продукции
	Длина	Ширина	Высота
52 73 77	575 590 590	400 400 390	95 95 90	12 12 7	IV-1 IV-1 IV-2	клубника, помидоры, косточковые плоды, яблоки и груши

 

На рисунке 1 изображен дощатый неразборный ящик типа IV-2.

 

 

Рисунок 1 – Ящик дощатый неразборный для перевозки грузов

 

Ящики типа IV-2 укладываются вертикальным способом. При вертикальной укладке (рисунок 2) дощатые ящики размещаются длинной стороной вдоль вагона плотно один к другому по длине и к торцевым стенам вагона, а по ширине – с просветами 4–5 см между ящиками.

 

 

Рисунок 2 – Вертикальный способ укладки

В контейнерах ящики укладываются плотно к гофрам продольных стен, а в крытых – с просветами 4–5 см от стен. Через каждые два яруса на головки ящиков накладываются рейки сечением 2–3 см, концы которых должны упираться в продольные стены вагона. В двух верхних ярусах ящики обязательно устанавливаются на рейки. Ящики следующих ярусов точно укладываются на ящики нижнего ряда. Таким образом, каналы для циркуляции воздуха расположены вдоль вагона.

При длине ящиков, некратной ширине вагона, остающееся свободное пространство менее длины одного ящика равномерно распределяется между ящиками. Ящики-лотки в вагонах устанавливаются плотным штабелем без применения реек. При этом ящики-лотки размещаются длиной вдоль вагона плотно один к другому и к продольным стенам так, чтобы все стойки (головки) нижних ящиков-лотков точно входили в имеющиеся для них пазы верхних ящиков.

Высота укладки ящиков со скоропортящимися грузами в вагоне может ограничиваться или из-за опасности раздавливания ящиков в нижних рядах штабеля вследствие недостаточной прочности тары, или из-за возможности подморозки (переохлаждения) в контейнерах плодоовощей в верхнем ряду ящиков холодным воздухом, выходящим их воздуховода. Исходя из этих факторов Правилами перевозок  железнодорожным транспортом скоропортящихся грузов установлено, что максимальная высота укладки плодоовощей в зависимости от типа вагона не должна превышать следующих размеров: клубника, виноград, абрикосы, персики, алыча, вишня, черешня, слива, яблоки и груши ранних сроков созревания в ящиках в рефрижераторных вагонах – 180 см.

 

2 Описание устройства 5-вагонной рефрижераторной секции БМЗ

 

Пятивагонные секции БМЗ (Брянского машиностроительного завода) общим объёмом 160—200 тонн состоят из 4 вагонов рефрижераторов, каждый из которых имеет машинное отделение с двумя холодильными установками одноступенчатого сжатия, работающих на фреоне-12 (хладоне). Вагон дизель, находящийся в середине секции, имеет дизель-генераторное отделение, в котором размещены дизель-генераторы и главный распределительный щит. Предназначены для перевозки скоропортящихся грузов, требующих поддержания температуры в грузовом помещении от -20 до + 14°С при температуре наружного воздуха от +40 до -50°С, а также для охлаждения свежих плодоовощей от +25 до +4°С в течение 60 часов (рисунок 1).

 

Рисунок 1 – Композиция пятивагонной секции БМЗ

 

В этом диапазоне температур возможен выбор следующих режимов перевозок грузов:

1. от -6 до -12°С (мороженных),

2. -18° и ниже (низкотемпературных),

3. от 0 до -3°С (охлаждённое мясо и др.),

4. от +11 до +13°С (бананы),

5. от +9 до +15°С (виноградное вино, биопрепараты),

6. от +2 до +5°С (плодоовощей).

Конструкционная скорость вагона 140 км/ч. Вагон имеет индивидуальную систему охлаждения и обогрева, основанную на подаче холодного или теплого воздуха вентиляторами от хладоустановки или электропечей, смонтированных непосредственно в этом вагоне.

Для этого он оборудован компрессорными холодильными установками ВР1-М, электрическим отоплением, принудительной вентиляцией, системой циркуляции воздуха, устройством для удаления конденсата и промывочных стоков вод, приборами для контроля за температурой воздуха и груза.

Вагоны построены по габариту 1-Т. Длина грузового вагона 21 м (рисунок 2). Вагон четырёхосный, установлен на тележки ЦМВ с подшипниками качения и оборудован автоматическим тормозом (МТЗ-270) и автосцепкой (СА-3). Для предупреждения случайных расценок на головках автосцепок установлены стопорные болты. Кузов цельнометаллический, сварной конструкции с несущими гофрированными стенами. Рама облегченной сварной конструкции, имеет хребтовую балку. Наружная обшивка стен и крыши выполнена из стального гофрированного листа толщиной 2 мм; внутренняя обшивка стен грузового помещения – из алюминиевых листов толщиной 2 мм с вертикальными гофрами, а обшивка потолка – из древесноволокнистых плит толщиной 44 мм.

1- дефлектор; 2 – продольные гофры; 3- заборный воздуховод; 4 - открывающиеся жалюзи; 5 – напольные решетки; 6 – открывающиеся щиты; 7 – 2 вентилятора; 8 – блок испарителей; 9 – 2 компрессорно – конденсаторных агрегата; 10 – щит приборов; 11 – переговорное устройство; 12 – система вентиляции (воздуховод).

 

Рисунок 2 – Грузовой вагон БМЗ

 

В кузове вагона находятся два отделения:

- грузовое 1

- машинное 4.

Грузовое помещение имеет мощную теплоизоляцию, внутреннюю обшивку и напольные решетки, а машинное отделение — только внутреннюю обшивку без изоляции и оборудование, обеспечивающее заданный температурный режим в грузовом помещении.

В машинном отделении расположены две компрессорные холодильные установки 3, типа ВР-1М, работающие на хладоне-12, и электрощит.

Каждая установка имеет восьмицилиндровый компрессор, конденсатор с воздушным охлаждением и испаритель с теплопередающей поверхностью 87,5 м2.

Мощность электродвигателя компрессора 10 кВт. Компрессор и конденсатор смонтированы в один агрегат на общем каркасе.

Холод в грузовое помещение поступает от воздухоохладителя 2, расположенного у перегородки со стороны грузового помещения с общей хладопроизводительностью 42 000 Вт,

Рисунок 3 – Схема циркуляции воздуха в вагоне

 

Два вентилятора 5, расположенные над испарителями 1 и электропечами 2, нагнетают охлажденный или подогретый воздух в канал 7.

Из этого канала циркулирующий воздух нагнетается частично через щели в верхнюю часть грузового помещения 12, а остальная часть через боковой рукав 8 идет под напольную решетку 9.

Засасывается циркулирующий воздух из грузового помещения через щель между полом и щитом 10.

В процессе кругооборота циркулирующий воздух смешивается со свежим воздухом, поступающим по каналу 3 и нагнетаемым вентилятором 4.

Воздух из грузового помещения удаляется через вертикальный канал и дефлектор, размещенные у торца вагона, противоположного машинному отделению.

При необходимости отверстия для входа и выхода воздуха могут быть перекрыты заслонками, привод от которых расположен снаружи вагона.

Оттаивание снега с испарителя производится посредством подачи в него горячих паров хладагента. На период оттаивания заслонки 6 и11 закрывают.

Их привод расположен в машинном отделении.

Как при охлаждении, так и при отоплении температура в грузовом помещении может поддерживаться автоматически. Холодильные машины или электрические печи включаются и выключаются по команде полупроводниковых термостатов,чувствительные элементы (преобразователи) которых размещены в грузовом  помещении.

Температуру в грузовых помещениях контролируют тремя способами:

- выборочный дистанционный контроль,

- автоматический контроль с  периодической записью 

- местные измерения температуры.

В качестве датчиков температуры в этих системах используют платиновые термометры сопротивления, а воспринимающие (показывающие) приборы для каждой системы подобраны индивидуально.

В системе выборочного дистанционного контроля используются два показывающих прибора (компенсатор типа КМ-140-703).

Каждый прибор через соответствующие контакты реле соединен со своей измерительной четырехпроводной линией, проложенной через все вагоны секции.

Первый прибор снимает показания датчика, установленного на входе воздуха в испаритель и на трубопроводах хладона первой и второй холодильных машин, а второй - на выходе воздуха из испарителя и в средней зоне грузового помещения. Автоматическая запись производится через каждые 2 ч.

Сигнал начала записи выдается реле времени, которое включает программно-временной блок и самопишущий прибор.

Местное измерение температуры производится переносным прибором, подключаемым через штепсельный разъем, находящийся под вагоном у входа в машинное отделение, с термометром сопротивления, установленным в средней зоне на боковой стене грузового помещения.