本发明属于铁路运输装备技术领域，具体涉及一种低重心高卸净率散装水泥铁路罐车。
背景技术：
散装水泥铁路罐车是用来装运散装水泥，并通过地面配套设施实现长距离运输、自动化装卸的一种专用铁路车辆。目前，国内的散装水泥铁路罐车主要是卧式水泥罐车，其设计主要采用了流态化技术，卸料时，利用气力输送原理将压缩空气送入罐内下气室，依靠流化床使颗粒状的水泥流态化，再利用罐体内外压差将水泥经由管路输送到料库中。国内外卧式散装水泥铁路罐车的流化系统主要有罐体内置流化床装置结构和罐体与流化床装置一体式结构两种，其中流化床装置主要有整体帆布结构和管带式帆布结构两种。
目前，我国u61系列、u70型水泥罐车及u80型水泥罐车均采用罐体内置夹层式流化床装置的结构，该结构普遍采用圆柱形筒体和具有贯通中梁的底架，保持了铁路罐车刚度、强度大，纵向载荷传递能力强等优点，同时继承传统铁路罐车罐体与底架的连接方式，结构可靠，组装工艺成熟。其缺点是自重大、重心高，因为增加流化床倾角与提高有效容积、降低重心、减少残余量之间会产生矛盾，若增大流化床倾角将减小罐体内的有效容积且重心增高，若流化床倾角过小又影响水泥流化效果，降低卸货速度并增加残余量。
u80(h)型水泥罐车流化系统采用与车辆罐体为一体式结构的流化床。这种流化床是由多根软管紧贴罐体下部内壁铺设而成。该结构可以更为充分的利用罐内空间，可降低车辆重心，增加了车辆高速运行时的稳定性。其缺点是采用了斜锥形罐体，斜锥形罐体一般与无中梁的牵枕结构配合使用，其传递纵向载荷的能力有所下降，采用的罐体锥度越大承载能力越低，因此这种结构采用的罐体锥度不大。u80(h)型水泥罐车为了解决采用大锥度罐体导致的纵向载荷承载力不足的问题采用了贯通式侧梁的底架结构，又由于封头直径的减小在罐体端部封头下方增设了支撑座，虽然提高了车辆纵向载荷承载能力，但是反而增加了车辆自重和车辆重心高度。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种具有低重心高卸净率的散装水泥铁路罐车，满足用户对车辆重车重心高度低，卸净率高的要求。
本发明所设计的一种低重心高卸净率散装水泥铁路罐车，包括牵枕装置、气动卸货系统、罐体、制动装置吊托、制动装置、转向架、车钩缓冲装置、扶梯及走台组成，其特征在于所述罐体的两端设置牵枕装置并组焊固定，牵枕装置通过上心盘座落在转向架的下心盘上并通过中心销传递牵引力；所述气动卸货系统设置于罐体上通过两端及中部的进风管路及辅助进风管路与罐体连通；所述制动装置吊托、风手制动装置及扶梯及走台组成设置于罐体上；所述车钩缓冲装置设置于牵引梁的内腔。
本发明所述的低重心高卸净率散装水泥铁路罐车，其所述罐体由流化床装置、中部进风口、排水管、下罐板、端部进风口、人孔装置、上罐板、封头、侧板、侧柱、端板组成，筒体由下罐板、上罐板、封头组焊为直圆锥斜底结构，具有大锥度的特点，且采用上罐板比下罐板薄的不等厚结构，有利于降低重心和减小自重。所述流化床装置设置于罐体内底部，纵向形成v型结构，通过支柱与下罐板连接，并与侧板、端板和下罐板间形成夹层气室结构。所述侧柱设置于流化床装置的两侧，其一端与流化床装置的边梁连接，另一端与上罐板连接，并与流化床装置的工作面形成凹形结构。所述侧板铺设于侧柱上，其与侧柱接触位置开设有塞焊孔便于组焊固定，且侧板与水平面的夹角为45°。所述端板与水平面形成的夹角为45°，其一端与流化床装置的端梁连接，另一端与封头连接。
本发明所述的低重心高卸净率散装水泥铁路罐车，其所述牵枕装置包括端梁、侧梁、枕梁装配、牵引梁装配、横梁装配。所述牵引梁装配、侧梁、端梁、枕梁装配组焊固定形成框架结构，在侧梁尾部设有横梁装配结构与罐体连接。所述横梁装配由横梁上盖板、横梁下盖板、横梁腹板、横梁封板组焊而成的箱型结构。所述横梁上盖板是具有与罐体下部接触部位形状一致的锥面弧形板，与罐体成面接触以支撑罐体。
本发明所述的低重心高卸净率散装水泥铁路罐车，其所述气动卸货系统设置在水泥罐车的罐体上，所述气动卸货系统包括进风主管、四通管、中部进风管总成、辅助卸灰管总成、环形喷射器、蝶阀、出灰槽、端部进风管总成，所述气动卸货系统可使压力空气分别通过中部进风管总成和端部进风管总成共3条风路进入罐体内的气室，压力空气再通过流化床装置使水泥流态化并流动汇聚于出灰槽内，利用罐体内外压力差卸出水泥。所述中部进风管总成通过罐体中部进风口与气室连通，在管路上设有单向阀和控制阀。所述端部进风管总成由端部进风主管分为一位进风支管和二位进风支管分别通过罐体两端的进风口与气室连通，在2条进风支管路上均设有单向阀和控制阀。所述辅助卸灰管总成由辅助卸灰主管分为出灰槽进风管、助吹管，同时在辅助卸灰主管上设有安全阀和压力表。所述出灰槽进风管设有控制阀并与出灰槽的气室连通。所述助吹管与环形喷射器连通，且设有单向阀和控制阀。所述出灰槽设置于罐体中截面底部，其出灰口与环形喷射器通过法兰连接与出灰管连通，且在出灰槽与环形喷射器间设有蝶阀。所述环形喷射器通过助吹管中的压力空气可使其前端形成局部负压，从而提高罐体内水泥的卸出速度，且还具有吹净环形喷射器前端未及时排出的水泥灰的作用。所述蝶阀可控制出灰管的开闭。
本发明所述的低重心高卸净率散装水泥铁路罐车，其所述车钩缓冲装置采用右侧开钩的具有aar-10a轮廓的c级钢下作用式车钩，采用mt-3型缓冲器及配套的e级铸造钩尾框，采用合金钢钩尾销，钩提杆设有锁定板、安全环和链以确保钩舌在车辆运行时处于闭锁位置，在面向车辆端部时车钩提杆位于右手侧。
本发明所述的低重心高卸净率散装水泥铁路罐车，其所述扶梯及走台组成采用端梯结构，罐顶设有工作台和防护栏杆，工作台采用符合yb/t4001要求的钢格板。
本发明所述的低重心高卸净率散装水泥铁路罐车，其所述转向架采用副构架式径向转向架，主要由轮对、滚动轴承装置、轮对径向装置、侧架组成、摇枕组成、橡胶堆、中央悬挂装置、弹性旁承、基础制动装置和空重车调整装置等部件组成。一系悬挂采用橡胶堆，二系悬挂采用带变摩擦减振装置的中央枕簧悬挂系统，摇枕弹簧为两级刚度；下心盘内设有高锰钢磨耗板；采用常接触弹性旁承；采用低摩合成闸瓦，伸缩式挡键。
本发明的优点及创新点在于：
(1)车体钢结构采用具有横梁结构的牵枕装置，并配合大锥度直圆锥斜底结构筒体，能有效提高车体纵向承载能力，降低车辆重车重心高度，同时有利于提高水泥卸货速度，降低残余量。
(2)罐体内设置大角度的流化床，提高水泥卸货速度，提高卸净率。罐体顶部设置侧开式人孔装置，底部设置出灰槽并配合快装接口，提高作业效率。
(3)筒体的上、下罐板采用不等厚设计，进一步降低了车辆重心高度和自重。
(4)气动卸货系统采用两端及中部共三条进风管路且每条进风管路可独立控制开闭，优化了气室压力场分布，提高了卸货效率，有利于减少残余量。
(5)配装副构架式径向转向架，一系悬挂采用橡胶堆，二系悬挂采用带变摩擦减振装置的中央枕簧悬挂系统，摇枕弹簧为两级刚度，采用常接触弹性旁承，满足最高运行速度为100km/h的运行要求。
(6)采用右侧开钩的具有aar-10a轮廓的c级钢下作用式车钩。
附图说明
图1是本发明主视图。
图2是罐体主视及局部剖视图。
图3是牵枕装置俯视图。
图4是图3的a-a向视图。
图5是图4的b向视图。
图6是气动卸货系统示意图。
图7是中部进风管总成示意图。
图8是端部进风管总成示意图。
图9是辅助卸灰管总成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明/发明的优选实施例进行详细的描述，但不用来限制本发明/发明的范围。
如图1所示，本发明/发明所述的散装水泥铁路罐车，包括牵枕装置1、气动卸货系统2、罐体3、制动装置吊托4、制动装置5、转向架6、车钩缓冲装置7、扶梯及走台组成8，罐体3的两端设置牵枕装置1并组焊固定，牵枕装置1通过上心盘座落在转向架6的下心盘上并通过中心销传递牵引力；气动卸货系统2设置于罐体3上通过两端及中部的进风管路及辅助进风管路与罐体连通；制动装置吊托4、风手制动装置5及扶梯及走台组成8设置于罐体上；车钩缓冲装置7设置于牵引梁的内腔。
如图2所示，罐体3包括流化床装置3.1、中部进风口3.2、排水管3.3、下罐板3.4、端部进风口3.5、人孔装置3.6、上罐板3.7、封头3.8、侧板3.9、侧柱3.10、端板3.11等组成，筒体由下罐板3.4、上罐板3.7、封头3.8组焊为直圆锥斜底结构，具有大锥度的特点。上罐板3.7与下罐板3.4为上薄下厚的不等厚结构。
流化床装置3.1设置于罐体内底部纵向形成v型结构，并通过支柱与下罐板3.4连接，流化床装置3.1与下罐板3.4间形成夹层结构。
侧柱3.10的一端与流化床装置3.1的边梁连接，另一端与上罐板3.7连接，并设置于流化床装置3.1的两侧，与流化床装置3.1的工作面形成凹形结构，在侧柱3.10上铺设有侧板3.9。
侧板3.9与侧柱3.10接触位置开设有塞焊孔便于与侧柱3.10组焊固定，且侧板3.9与水平面的夹角为45°。
端板3.11的一端与流化床装置3.1的端梁连接，另一端与封头连接，且其与水平面形成的夹角为45°。
人孔装置3.6兼作加料口，可实现侧向开闭，同时其厚度较小，减少了对高度空间的占用，可避免与加料设备发生干涉。
如图3所示，牵枕装置1包括端梁1.1、侧梁1.2、枕梁装配1.3、牵引梁装配1.4、横梁装配1.5。牵引梁装配1.4、侧梁1.2、端梁1.1、枕梁装配1.3组焊固定形成框架结构，在侧梁1.2尾部设有横梁装配1.5结构与罐体连接。
如图4、图5所示，横梁装配1.5由横梁上盖板1.5.1、横梁下盖板1.5.2、横梁腹板1.5.3、横梁封板1.5.4组焊而成的箱型结构。横梁上盖板1.5.1是具有与罐体下部接触部位形状一致的锥面弧形板，与罐体成面接触以支撑罐体。
如图6所示，气动卸货系统2有端部和中部共3路进风管与罐体对应的进风口连通，其作用在于使进入流化床气室的空气压力更均匀，充气速度更快，且每条进风管均可独立控制开闭。进风主管2.1的一端与外部压力风源装置采用卡扣连接，另一端与四通管2.2采用法兰连接。四通管2.2的其余3个接口分别与中部进风管总成2.3、辅助卸灰管总成2.4、端部进风管总成2.8采用法兰连接。
如图7所示，中部进风管总成2.3包括控制阀2.3.1、弯管2.3.2、单向阀2.3.3、中部进风管2.3.4，弯管2.3.2与四通管2.2之间设置控制阀2.3.1，均采用法兰连接；弯管2.3.2与中部进风管2.3.4之间设置单向阀2.3.3，中部进风管2.3.4的另一端固定连接于罐体内部，并与流化床气室连通。单向阀2.3.3在额定压力范围内仅允许压力空气进入罐体内。控制阀2.3.1可独立控制中部进风管总成3的开闭。
如图8所示，端部进风管总成2.8，通过三通管2.8.6将端部进风主管2.8.1分为一位进风支管2.8.7和二位进风支管2.8.3两条进风管路。端部进风主管2.8.1与四通管2之间设置控制阀2.8.2；一位进风支管2.8.7、二位进风支管2.8.3的一端分别与三通管2.8.6之间依次设置控制阀2.8.5、单向阀2.8.4。一位进风支管2.8.7、二位进风支管2.8.3的另一端分别固定连接于罐体内且与流化床气室连通。单向阀2.8.4在额定压力范围内仅允许压力空气进入罐体内。控制阀2.8.2和控制阀2.8.5的配合使用可实现独立控制一位进风支管2.8.7和二位进风支管2.8.3的开闭，或同时控制一位进风支管2.8.7和二位进风支管2.8.3的开闭，其作用在于可实现罐体内流化床气室压力的分区域控制。
如图8所示，辅助卸灰管总成2.4，辅助卸灰主管2.4.1的一端与四通管2.4.2螺接固定并通过四通管2.4.2分为出灰槽进风管2.4.8和助吹管2.4.5两条管路，辅助卸灰主管2.4.1的另一端通过法兰与四通管2.2固定连接。辅助卸灰总成2.4，包括设置于四通管2.4.2上的压力表2.4.4和安全阀2.4.9。出灰槽进风管2.4.8固定连接于出灰槽2.7的后端，并与出灰槽2.7的气室连通，且在出灰槽进风管2.4.8管路上设置控制阀2.4.7，实现控制出灰槽进风管2.4.8的开闭。助吹管2.4.5与环形喷射器2.5采用法兰固定连接，且助吹管2.4.5与环形喷射器2.5之间设置有单向阀2.4.6，助吹管路上还设置有控制阀2.4.3。控制阀2.4.3可独立控制助吹管路的开闭。
如图9所示，出灰槽2.7可通过出灰槽进风管2.4.8的压力空气使聚集到出灰槽2.7的水泥流化卸出，出灰槽2.7设置于罐体中截面底部，其出灰口与环形喷射器2.5通过法兰连接与出灰管连通，且在出灰槽2.7与环形喷射器2.5间设有蝶阀2.6。蝶阀2.6可控制出灰管的通断。环形喷射器2.5通过助吹管2.4.5中的压力空气使环形喷射器2.5前端形成局部负压，从而提高罐体内水泥的卸出速度，且助吹管2.4.5中的压力空气还具有吹净环形喷射器2.5前端未及时排出的水泥灰的作用。
本发明车钩缓冲装置7采用右侧开钩的具有aar-10a轮廓的c级钢下作用式车钩，采用mt-3型缓冲器及配套的e级铸造钩尾框，采用合金钢钩尾销，钩提杆设有锁定板、安全环和链以确保钩舌在车辆运行时处于闭锁位置，在面向车辆端部时车钩提杆位于右手侧。
本发明制动装置5采用符合uic标准的wabtec制动系统，主要由mh3fhbg310/200型控制阀、100l副风缸、uv型无级空重车自动调整装置、g-p转换装置和控制阀开闭装置、10〞×12〞制动缸、rsp2a600型闸调器、左右折角塞门等组成。采用低摩擦系数合成闸瓦。手制动装置采用满足双侧操作需要的丝杠螺纹手制动机。
本发明扶梯及走台组成8采用端梯结构，罐顶设有工作台和防护栏杆，工作台采用符合yb/t4001要求的钢格板。
本发明转向架6采用副构架式径向转向架，主要由轮对、滚动轴承装置、轮对径向装置、侧架组成、摇枕组成、橡胶堆、中央悬挂装置、弹性旁承、基础制动装置和空重车调整装置等部件组成。一系悬挂采用橡胶堆，二系悬挂采用带变摩擦减振装置的中央枕簧悬挂系统，摇枕弹簧为两级刚度；下心盘内设有高锰钢磨耗板；采用常接触弹性旁承；采用低摩合成闸瓦，伸缩式挡键。
本发明采用具有横梁结构的牵枕装置，并配合大锥度直圆锥斜底结构筒体，在罐体内设置与水平面夹角更大流化床装置，提高车体纵向承载能力的同时有效降低了车辆重车重心高度，还提高了卸净率和卸货速度。罐体顶部设置3处侧开式人孔装置，底部设置出灰槽并配合快装接口，提高作业效率。筒体的上、下罐板采用不等厚设计，进一步降低了车辆重心高度和自重。气动卸货系统采用两端及中部共三条进风管路且每条进风管路可独立控制开闭，优化了气室压力场分布，提高了卸货效率，有利于减少残余量。
显然，本发明上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明/发明所作的举例，而并非是对本发明的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。