Для доставки скоропортящихся грузов

5.1 Железнодорожные изотермические
транспортные модули

Классификация и общая характеристика изотермических транспортных модулей.Одно из 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 достигаетсяпассивными (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.

Изотермические вагоны классифицируют по ряду признаков.

По назначению их разделяют согласно рис. 5.1:

– на универсальные, предназначенные для перевозки широкого спектра скоропортящихся грузов;

– на специальные, созданные для перевозки отдельных видов скоропортящихся грузов.

Универсальные и специальные изотермические вагоны по способу охлаждения делят на вагоны с машинным охлаждением (рефрижераторные); вагоны (РПС), охлаждаемые готовыми хладагентами (водным льдом, льдосоляными смесями, сухим льдом, жидким азотом) и вагоны–термосы, не имеющие приборов охлаждения и отопления. В далёкой перспективе возможно применение вагонов, охлаждаемых термоэлектрическими батареями.

Поколичеству вагонов в одной единице рефрижераторного подвижного состава выделяют рефрижераторные секции (5- и 3-вагонные) и автономные рефрижераторные вагоны.

Изотермические вагоны строят четырёхосными со сварным цельнометаллическим кузовом длиной 21 м. Допустимая скорость движения — 120 км/ч. В качестве системы энергоснабжения рефрижераторных вагонов применяют дизель-генераторные установки (центральные или индивидуальные). Грузовые помещения рефрижераторных вагонов оборудованы устройствами холодо- и теплоснабжения, системами принудительной вентиляции и циркуляции воздуха, приборами контроля состояния воздуха и груза. В качестве изоляционных материалов ограждающих конструкций грузовых помещений применяют мипору и другие теплоизоляционные материалы.

 

 

РПС — рефрижераторный подвижной состав; ВТЭО — вагоны с термоэлектрическим охлаждением; ГХА — вагоны, охлаждаемые готовыми хладагентами; Т — вагоны-термосы; 5-с-БМЗ — пятивагонные рефрижераторные секции постройки Брянского машиностроительного завода; 5-с-Дессау — то же завода Дессау; АРВ-Э — автономные рефрижераторные вагоны со служебным помещением; ВОЖА — вагоны, охлаждаемые жидким азотом; ВОСЛ — то же, сухим льдом; УВ-Т — универсальные вагоны-термосы; ИВ-Т-19 м — изотермические вагоны-термосы длиной кузова 19 м; ИВ-Т-21 м — то же, 21 м; 5-с-ВИН — пятивагонная рефрижераторная секция для виноматериалов; 3-с-ЖР — трёхвагонная рефрижераторная секция для живой рыбы; АРВ‑ВИН — автономный рефрижераторный вагон для вина; ВИН — вагон для вина, охлаждаемый водным льдом; ЖРВ — вагон для живой рыбы; ВЦ‑ВИН — вагон-цистерна для вина; ЦТ-МОЛ — цистерна-термос для молока; ЦТ-МВ — цистерна-термос для минеральной воды

 

Рис. 5.1 — Классификация изотермических транспортных модулей

 

В пятивагонных рефрижераторных секциях все элементы холодильно-отопительных установок получают энергию от центральной дизель-электростанции. На железных дорогах России и СНГ эксплуатируются два вида 5-вагонных рефрижераторных секций постройки завода Дессау (Германия) и Брянского машиностроительного завода, а также автономные рефрижераторные вагоны постройки завода Дессау со служебным помещением. Техническая характеристика рефрижераторного подвижного состава приведена в таблице 5.1 (в конце раздела).

Требования к изотермическим вагонам и теплоизоляционным материалам. К изотермическим 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.

Жёсткие требования предъявляются и к теплоизоляционным материалам ограждающих конструкций изотермических вагонов. Высококачественные теплоизоляционные материалы должны обладать:

– низкой теплопроводностью (l < 0,05 Вт/(м×К));

– малой плотностью (r < 250 кг/м³);

– слабыми гигроскопичностью (при поглощении влаги возрастает l) и паропроницаемостью;

– морозо- и огнестойкостью;

– устойчивостью против загнивания и распада;

– отсутствием запахов;

– дешевизной и др.

Одним из лучших изоляторов является воздух, он отвечает всем перечисленным требованиям (l = 0,023 Вт/(м×К), r = 1,29 кг/м³). Прослойка неподвижного воздуха встречается во многих конструкциях, например, при двойном остеклении окон вагонов. Теплоизоляционные материалы стремятся делать пористыми, что понижает их 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 (l = 0,082 Вт/(м×К), r = 280 кг/м³) – застывшая смесь цементного молока и мыльной пены;

– минеральная вата (l = 0,056 Вт/(м×К), r = 150 кг/м³) – волокнистый материал, получаемый из силикатных расплавов;

– стекловолокно (l = 0,05 Вт/(м×К), r = 100 кг/м³) – получают из того же материала, сто и стекло;

– пенополистирол (l = 0,05 Вт/(м×К), r = 25 кг/м³) – продукт спекания гранул бисерного полистирола;

– пенополивинилхлорид (l = 0,035 Вт/(м×К), r = 70 кг/м³);

– пенополиуретан (l = 0,025 Вт/(м×К), r = 20 кг/м³), и др.

Из органических теплоизоляционных материалов в хладотранспорте широко применяется мипора (l = 0,05 Вт/(м×К), r = 15 кг/м³) — 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). Для известных конструктивных параметров и режимных условий оно определяется по законам теплопереноса. Если же при проектировании нового вагона задаться желаемым значением k, то можно найти соответствующую толщину тепловой изоляции d_из из соотношения для суммы термических сопротивлений на пути потока теплоты:

 

.

 

Характерные значения коэффициентов теплоотдачи к поверхностям ограждения вагона (наружной и внутренней): a_н = 30, a_в = 10 Вт/(м²×К).

Толщина теплоизоляции определяется в результате технико-экономических оптимизационных расчётов. Её увеличение сокращает тепловые потери и снижает потребность в производстве холода, но при этом уменьшается полезный объём грузового помещения. Оптимальное значение d_из получают путём поиска минимума суммарных затрат на капитальные вложения в вагон и его эксплуатацию, отнесённые к одному году. Даже в оптимальном случае общее количество изоляции составляет до половины полезного объёма изотермического вагона.

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки завода Дессау (ZB‑5). Эта секция, общий вид которой показан на рис. 5.2, выпускается с 1970 г. Каждый из четырёх грузовых вагонов грузоподъёмностью от 42,5 до 50 т (в зависимости от года выпуска), как показано на рис. 5.3, имеет два машинных отделения и две холодильные машины с двухступенчатым циклом. Посередине секции расположен служебный вагон, в котором одна половина предназначена для размещения двух основных и одной вспомогательной дизель-генераторных установок. В другой половине этого вагона имеются штурманское отделение с пультом управления работой холодильно-отопительного оборудования и бытовые салоны для обслуживающей бригады, которые показаны на рисунках 5.5 …5.6.

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

 

Рис. 5.2 — Пятивагонная рефрижераторная секция ZВ-5

 

 

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

 

Рис. 5.3 — Структура пятивагонной рефрижераторной секции
постройки завода Дессау (ZB-5)

 

Основной дизель	Вспомогательный дизель

 

Рис. 5.5 — Дизельное отделение служебного вагона секции ZB-5

Рабочее место в штурманском отделении	Телетермометрическая станция
Пульт управления работой холодильных машин	Пульт управления работой дизелей

 

Рис. 5.5 — Штурманское отделение служебного вагона секции ZB-5

 

Фрагмент кухни	Бытовое купе механика секции
Санитарный узел	Бытовой салон начальника секции

 

Рис. 5.6 — Отделение для обслуживающей бригады

 

В грузовых вагонах секцииZB-5 воздуховодом служит так называемый ложный потолок, обеспечивающий равномерное распределение холодного или подогретого воздуха (рис. 5.7 и 5.8). В рабочем положении секции воздуховода фиксируются на балке, расположенной над потолком вдоль продольной оси вагона, с уклоном к продольным стенам.

Воздух нагнетается двумя парами вентиляторов-циркуляторов холодильно-отопительных агрегатов. При этом вагоны постройки до 1975 г. имеют продольно-поперечную верхнюю систему воздухораспределения через щели между секциями ложного потолка.

 

Рис. 5.7 — Внутренний вид грузового вагона рефрижераторной секции ZB-5

 

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

 

Рис.5.8 — Организация воздухораспределения в грузовом помещении вагона пятивагонной рефрижераторной секции ZB-5

Вагоны постройки после 1975 г. имеют продольно-поперечную пристенную подачу воздуха, показанную на рис. 5.8, за счёт отсутствия щелей между секциями в ложном потолке. Воздух при этом, равномерно распределяясь над ложным потолком вдоль вагона, направляется через продольные щели в вертикальные каналы между гофрами на боковых стенах вагона и штабелем груза. Холодный воздух опускается под напольные решётки, попадает внутрь штабеля (если штабель воздухопроницаемый) и, отепляясь, фильтруется через него в своём естественном направлении снизу вверх. Такая система воздухораспределения наиболее эффективна.

Для принудительной смены воздуха в грузовом помещении вагона установлены наружный забор, соединительная труба, дефлекторы с заслонками и жалюзи.

В грузовых вагонах секции ZB-5 в качестве теплоизоляционного материала применён полистирол. Его толщина изменяется от 150 до до 250 мм.

 

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

 

Рис. 5.9 — Дверь грузового вагона рефрижераторной секции
постройки завода Дессау

 

Дверь грузового вагона – одностворчатая, закреплённая на шарнирах, высота двери 2000 мм, ширина 2200 мм. Внешний вид и устройство двери грузового вагона показано на рис. 5.9 и 5.10. Открывают дверь рычагом-штурвалом 6. Его поворачивают влево до тех пор, пока шпиндель 5 не дойдёт до упора. В процессе поворота кулачки 1 освобождают дверь. После этого рычагами 5 выводят дверь из проёма на расстояние, достаточное для смещения её вправо, и при этом упор 7 рычага 5 вошёл в защёлку 3 и закрепил тягу в данном положении.

 

 

Рис. 5.10 — Процесс открытия двери вагона

 

Пятивагонная рефрижераторная секция постройки Брянского машиностроительного завода (БМЗ) выпускается с 1959 г., имеет четыре универсальных грузовых вагона грузоподъёмностью по 42 … 48 т (в зависимости от года выпуска) и один служебный (рис. 5.11 и 5.12). 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.

В качестве теплоизоляционного материала для стен, пола и крыши вагона используется полистирол. На полу находятся 36 напольных решёток размером 1190´1179 мм. Внутренний вид грузового вагона и напольных решёток секций последних лет выпуска показан на рис. 5.13.

 

Рис. 5.11 — Общий вид 5-вагонной рефрижераторной секции БМЗ

 

 

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

 

Рис. 5.12 — Структура пятивагонной рефрижераторной секции БМЗ

 

Грузовое помещение	Напольные решётки

 

Рис. 5.13 — Внутренний вид грузового помещения вагона
рефрижераторной секции постройки БМЗ

Система воздухораспределения — односторонняя продольно-попереч-ная верхняя. Холодный воздух от холодильных машин или тёплый воздух от электропечей подаётся в грузовое помещение через щели в коробе-воздуховоде, расположенном под потолком вдоль продольной оси вагона, двумя вентляторами-циркуляторами. Сечение короба уменьшается в направлении от холодильно-отопительных агрегатов, чтобы обеспечить равномерное распределение воздуха по всей длине грузового помещения. Согласно рис. 5.14 воздух выходит из короба воздуховода снизу через горизонтальные щели, омывает груз сверху вниз, проходя через неплотности штабеля и вокруг него под напольные решётки, затем поднимается между циркуляционным щитом и стенкой машинного отделения, возвращаясь к холодильно-отопительной установке.

 

 

1 — дефлектор вентиляционной системы; 2 — груз; 3 — воздуховод над ложным потолком; 5 — вентилятор-циркулятор верхнего холодильно-отопительного агрегата; 5 ‑‑ испа-ритель холодильной машины верхнего агрегата; 6 — электропечь верхнего агрегата; 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

 

Рис. 5.14 — Компоновка оборудования и организация воздухораспределения
в грузовом помещении вагона пятивагонной рефрижераторной секции БМЗ

 

Недостатком такой системы воздухораспределения является слабое проникновение охлаждающего воздуха внутрь штабеля, несмотря на большую мощность вентиляторов-циркуляторов. В результате интенсивно охлаждаются наружные слои груза, и возникает возможность их переохлаждения, что опасно, например, для плодоовощей.

Вентилирование грузового помещения вагона осуществляется так же, как в вагонах рефрижераторных секций постройки завода Дессау.

Дверь вагона, показанная на рис. 5.15, прислонного типа с резиновым уплотнением шириной 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 кожухом 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 движения (вверх-вниз), выводят дверь из проёма, а затем перемещают на тележках 5 по рельсу 3 до упора 11.

 

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

 

Рис. 5.15 — Дверь грузового помещения вагона рефрижераторной секции
постройки БМЗ

 

Автономный рефрижераторный вагон со служебным помещением (АРВ-Э), выпускаемый заводом Дессау (рис. 5.16), снабжён дизель-генераторным и двумя машинными отделениями, салоном для обслуживающей бригады и грузовым помещением грузоподъёмностью 24 т. Системы охлаждения и воздухораспределения у этих вагонов такие же, как у вагонов рефрижераторных секций постройки этого завода типа Z-B-5. Первоначально они использовались под перевозку низкотемпературных скоропортящихся грузов, таких как сырьё для медицинских препаратов. В настоящее время вагон предназначен для перевозки мелких партий 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.

 

 

Рис. 5.16 — Автономный рефрижераторный вагон со служебным
помещением постройки завода Дессау

 

Специальные рефрижераторные вагоны для перевозки живой рыбы. Для перевозки живой товарной рыбы и рыбопосадочного материала используют специализированные рефрижераторные 3-вагонные живорыбные секции и живорыбные вагоны со служебным помещением.

 

 

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

 

Рис. 5.17 — Схема и компоновка оборудования автономного
рефрижераторного вагона для перевозки живой рыбы

В рефрижераторныйживорыбный вагон (рис. 5.17) при плотности посадки 1:1,5 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.

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

Вагоны-ледники. В первой половине ХХ столетия в рабочем парке изотермического 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.

До настоящего времени сохранились в небольшом количестве специализированныевагоны-цистерны для вина и виноматериалов(рис. 5.18), охлаждаемые водным льдом.

 

 

Рисунок 5.18 — Общий вид вагона для виноматериалов

 

Каждая цистерна согласно рис. 5.19 состоит из двух котлов вместимостью по 15 м³ с компенсационными бачками. Внутренняя поверхность котлов, выполненных из листовой стали, покрыта кислотоустойчивой эмалью. Водный лёд, загружают в четыре потолочных бака.

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.

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

 

Рисунок 5.19 — Схема и компоновка оборудования вагона
для перевозки виноматериалов

 

Вагон, охлаждаемый жидким азотом.Перспективным может оказаться применение универсальных вагонов, охлаждаемых жидким азотом. Разработки таких вагонов в нашей стране проведены в конце прошлого столетия, имеются опытные экземпляры, которые прошли заводские и эксплуатационные испытания. Принципиальная схема оборудования вагона показана на рисунке 5.20.

1 — дросселирующий вентиль; 2 — термодатчик; 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

Рисунок 5.20 — Схема и компоновка оборудования вагона
охлаждаемого жидким азотом

Ограждения кузова этих вагонов 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.

Универсальный вагон-термос выпускается заводом Дессау с 1988 г. и предназначен для перевозки широкой номенклатуры термически подготовленных и не выделяющих биохимической теплоты грузов, а также грузов, не требующих вентилирования. Общий вид и элементы конструкции универсального вагона-термоса показаны на рисунках 5.21 – 5.22.

 

 

Рис.5.21 — Общий вид универсального вагона-термоса

 

Грузовое помещение	Дверь

 

Рис.5.22 — Универсальный вагон-термос

 

Пенополиуретановая изоляция кузова толщиной 200 мм позволяет при коэффициенте теплопередачи 0,25…0,27 Вт/(м²×К) эксплуатировать эти вагоны-термосы в интервале наружных температур от минус 50 до 50^ОС. Грузовое помещение имеет погрузочную длину 20240 мм, ширину – 2600 мм и высоту – 2300 мм. Грузоподъёмность вагона — 60 т.

ИВ-термосы.Это — универсальные грузовые вагоны рефрижераторных секций из холодного отстоя, переоборудованные или эксплуатируемые без холодильно-отопительного оборудования как одиночные изотермические вагоны в режиме термос, а такжеавтономные рефрижераторные вагоны без служебного помещения, переоборудованные под вагоны-термосы.

Автономные рефрижераторные вагоны без служебного помещения (рис. 5.23) выпускались заводом 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 рыночных отношений система технического обслуживания этих вагонов оказалась убыточной, что явилось причиной их переоборудования под ИВ-термосы. Такие вагоны больше не имеют дизель-генераторного холодильно-отопительного оборудования.

 

 

Рис. 5.23 — Общий вид ИВ-термоса (АРВ-21 м)

 

Специализированные вагоны-термосы. Молочная цистерна-термос (рис. 5.24) предназначена для перевозки свежего молока на небольшие расстояния между станциями, обслуживающими крупные фермерские хозяйства и молокозаводы.

Грузоподъёмность молочной цистерны 31,2 т, тара 23 т. Котёл цистерны разбит на три секции (рис. 5.25), что позволяет организовать перевозку молока различного качества или разных отправителей.

Толщина слоя теплоизоляционного материала (300 мм) определена из расчёта 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.

 

Рис. 5.24 — Общий вид молочной цистерны

 

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

 

Рис. 5.25 — Устройство молочной цистерны

 

 

Рис. 5.26 — Общий вид цистерны-термоса для пищевых жидкостей

Цистерна-термос, показанная на рис. 5.26, предназначена для перевозки различных пищевых жидкостей. Она имеет один котёл со сферическими торцевыми днищами, низкое значение коэффициента теплопередачи (0,24 0,27 Вт/(м²×К). В качестве теплоизоляции применён пенополиуретан. Некоторые типы цистерн имеют систему отепления груза от внешнего источника перед выгрузкой. Такие цистерны применяют для перевозки масла пальмового, жиров кондитерских жидких, которые загустевают и твердеют при положительных температурах наружного воздуха.

В 1984 г. была разработана цистерна-термос для минеральной водыи созданы три опытных экземпляра грузоподъёмностью 57,3 т. (рис. 5.27). Обычно минеральную воду перевозят и хранят в малых ёмкостях – бутылках. Это связано с тем, что в больших сосудах минеральные соли, содержащиеся в воде, выпадают в осадок, и лечебные свойства воды пропадают. Для устранения этого явления при использовании цистерн необходимо применять консерванты: азотнокислое серебро и углекислоту, а также создавать избыточное давление (по отношению к атмосферному). Опытные перевозки минеральной воды в таких цистернах, проведённые производственным объединением «Севкавминрозлив», показали экономическую неэффективность данного мероприятия ещё в доперестроечный период. Поэтому до настоящего времени минеральную воду доставляют только в бутылках.

 

 

Рис. 5.27 — Общий вид цистерны-термоса для минеральной воды

5.2 Изотермические контейнеры,
трейлеры и контрейлеры

 

Изотермические контейнеры — эффективное средство для доставки скоропортящихся грузов. Их применение позволяет 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 изотермических контейнеров обеспечивается за счёт

– сокращения потерь продукции при перегрузках и снижения естественной убыли;

– обеспечения комплексной механизации и снижения затрат труда на перегрузочных операциях;

– снижения расходов, связанных с нахождением груза в пунктах перегрузки, распределения и реализации, так как отсутствует промежуточная выгрузка продуктов из контейнера и хранение их в холодильнике;

– сокращение простоя транспортных средств в пунктах погрузки и выгрузки;

– возможности реализации продукции в пунктах, где нет холодильных складов.

 

 

Рис.5.28 — Рефрижераторный контейнер типа 1С массой брутто 20 т

(контейнерный терминал Ленинград-Товарный Витебский, 1972 г .)

 

Мировой парк изотермических контейнеров классифицируется

– по назначению: универсальные и специальные контейнеры;

– по системам охлаждения: рефрижераторные контейнеры (рис. 5.28), контейнеры, охлаждаемые жидким азотом (рис. 5.29), сухим льдом, контейнеры-термосы (рис. 5.30);

– по грузоподъёмности: 5, 7, 10, 20, 25, 30-тонные (рис. 5.28 – 5.33);

– по международному стандарту ИСО в порядке возрастания грузоподъёмности: типы 1, 1Е, 1D, 1C (1 CC), 1B (1BB), и 1А (1АА). В скобках указаны контейнеры увеличенной высоты для перевозки, например, охлаждённого мяса на крюках;

– 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).

 

 

Рис. 5.29 — Опытный контейнер типа 1СС массой брутто 20 т
с жидкоазотным охлаждением (1987 г.)

 

 

Рис. 5.30 — Крупнотоннажный контейнер-термос массой брутто 20 т

Специальный контейнер для виноматериалов типа 1 массой брутто 5 т	Специальный контейнер-термос для молока типа 1Д массой брутто 10 т

 

Рис. 5.31 — Специализированные изотермические контейнеры

 

Все изотермические контейнеры имеют ширину и высоту 2538 мм (8 футов), унифицированную по внешним и присоединительным параметрам с крупнотоннажными контейнерами общего назначения.

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

 

Навесной холодильно-отопительный агрегат	Дверь и внутреннее оборудование контейнера

 

Рис. 5.32 — Торцевой отсек и дверь крупнотоннажного
рефрижераторного контейнера

 

Дизель-генераторное и холодильно-отопительное оборудование рефрижераторного контейнера размещается в торцевом отсеке. Оно может быть встроенным или навесным (рис. 5.32, слева). Рефрижераторные контейнеры имеют принудительную циркуляцию воздуха с нижним или верхним воздухораспределением. Некоторые специальные контейнеры имеют вентиляционную систему, регулирование газовой среды и влажности воздуха.

Дверь контейнера (рис. 5.30 и 5.32, справа) двухстворчатая с углом поворота 270 градусов с уплотнителем и запорным устройством натяжного действия. В качестве теплоизоляции применяют пенополиуретан толщиной 70…200 мм.

Изотермические трейлеры и контрейлеры. Изотермический трейлер представляет собой теплоизолированный кузов, смонтированный на автомобильном полуприцепе. Рефрижераторные трейлеры (рис. 5.33) имеют навесное холодильно-отопительное оборудование.

 

Рис. 5.32 — Рефрижераторный трейлер с навесным холодильно-отопительным агрегатом

Изотермические контейнеры, установленные на фитинговых полуприцепах, называют контрейлерами.

Трейлеры и контрейлеры, по автодорогам перемещаются седельными автотягачами, а по железной дороге на специально оборудованных платформах. Интермодальные (автомобильно-железнодорожные) перевозки грузов трейлерами и контрейлерами весьма перспективны и экономичны на рынке транспортных услуг на расстояниях свыше 400 км. Они ориентированы, главным образом, на ценную скоропортящуюся продукцию, имеющую весьма ограниченные сроки доставки.

5.3 Пункты и технология обслуживания
изотермических транспортных модулей

Классификация пунктов обслуживания изотермических транспортных модулей.Пункты обслуживания изотермических транспортных модулей (ИТМ) – это группа технических средств (рис. 5.33), которые обеспечивают технологическую непрерывность и стабильность холодильной цепи при доставке скоропортящихся грузов, а также надлежащее санитарное состояние парка вагонов и грузов.

 

 

Рис. 5.33 — Классификация пунктов обслуживания изотермических
транспортных модулей

Пункты и виды технического обслуживания ИТМ. Рефрижераторные депоявляются пунктами приписки рефрижераторных вагонов. Они осуществляют плановый профилактический и деповской ремонты рефрижераторного подвижного состава (РПС), все виды технического обслуживания, включая заправку топливом, смазкой, хладагентом, снабжение бригад продовольствием и предметами бытового комфорта во время поездки.

Ремонт РПС осуществляют по планово-предупредительной системе, включающей профилактические ремонты через каждые полгода и деповские — один раз в два года. Специализация депо по видам РПС позволяет сократить номенклатуру запасных частей и производить ремонт агрегатным методом.

Пункты экипировки рефрижераторных вагоновделят на основные и вспомогательные. На основных пунктах производят полную экипировку РПС дизельным топливом, маслом, хладагентом и водой. Их размещают в рефрижераторных депо и на крупных сортировочных станциях.

Вспомогательные пункты экипировки снабжают РПС дизельным топливом и водой. Их размещают на базе локомотивных депо или пунктов снабжения водой пассажирских вагонов.

Расстояние между пунктами экипировки определяют так:

 

L_э = V_м(G_п – G_р)/g_с,

 

где — V_м суточная норма пробега РПС в гружёном состоянии, регламентированная правилами перевозок, км/сут; G_п — полный запас дизельного топлива на единицу РПС, кг; G_р — то же, резервный запас (на двое суток), кг; g_с — средний суточн