高建华 刘丹艳 孙纯旭
目前公路和水路运输中使用的普通集装箱大多仅设置外开式后门,部分特种集装箱在侧面设有外开式操作窗。本文针对铁路运输的特殊环境,设计铁路特种集装箱内开式操作窗,以满足铁路运输限界要求,确保铁路运输安全。铁路特种集装箱内开式操作窗的设计要求如下:操作窗为内开式,以免因操作窗失效打开而超过铁路限界;操作窗具备一定的隔音降噪功能,以免对铁路沿线环境造成噪声污染;操作窗具有较好的水密性,能够防止雨水进入箱内。
1 铁路特种集装箱内开式操作窗结构设计
(1)窗框 窗框主要由钢结构焊接而成,包含上边框、下边框、左边框、右边框以及横梁、竖梁、挡水条等(见图1)。各边框焊接成整体式口框,横梁和竖梁焊接在口框上,以便于安装窗体。口框上的9字胶条通过压条固定在边框上,下边框处设置漏水口,靠内侧位置装有挡水条,能够防止雨水渗入箱内。口框整体内嵌在侧板上,既不突出于安装面,又能保证整体强度。
(2)窗体 窗体主要由主体、多孔背板、岩棉、门锁、插销、折页、垫板等组成(见图2),其中:主体设计为整体式结构,由一张平板折制成盒状结构,不仅能够有效避免漏点产生,而且能够较好地保证窗体平面度;主体下部设计为向外斜面,能够使渗入的雨水流入窗框槽中;盒状结构内部填充岩棉,通过多孔背板铆接在主体上,从而有效吸收内部噪声,防止噪声向外扩散;压紧式门锁和插销为运输安全提供双重保障。
2 铁路特种集装箱内开式操作窗密封形式
(1)胶条安装在窗体上。胶条安装在窗体上的密封形式常用于外开式操作窗(见图3),其具体实现方式如下:密封胶条镶嵌在窗体上,外端一部分搭在窗框上,内端可变形填充窗体与窗框的间隙;窗体与密封胶条间黏结固定,并在周圈涂抹密封胶,从而有效防止渗漏;密封胶条与窗框间渗入的少量雨水被胶条阻挡,不会进入箱内。内开式操作窗可参照外开式操作窗的密封形式,将胶条安装在窗体上;但这种密封形式应用于内开式操作窗存在的问题是,雨水可能顺着胶条渗入窗框,进而流入箱内。
(2)胶条安装在窗框上。由于内开式操作窗开启方向发生变化,胶条无法从外部有效防止雨水渗入,只能依靠窗体与窗框间的挤压力,使9字胶条产生变形,从而填补窗体与窗框的间隙,达到防止雨水渗入的目的。这种密封形式(见图4)对门框和门板的平面度以及胶条变形和密封能力提出较高要求,其具体实现方式如下:窗体通过2个折页安装在窗框的竖梁上,当窗体关闭时,门锁施加的压力使9字胶条变形,确保窗体内平面与窗框横竖梁处在同一平面上;窗体外侧与窗框理论上存在13 mm的间隙,而9字胶条在自由状态下的厚度为28 mm,可供压缩量为15 mm,既能有效防止雨水渗入,又不至于因压缩量太大而导致关门困难。
3 铁路特种集装箱内开式操作窗淋雨试验
对内开式操作窗实施淋雨试验,试验参数如下:喷嘴直径为12.5 mm,出水压力为0.1 MPa,喷射距离为1 500 mm,喷射速度为100 mm/s。试验结果显示:由于箱内存在负压,在高强度的淋雨条件下,有少量雨水通过窗体与胶条的间隙渗入箱內;但在重力作用下,雨水沿窗体底部斜面流入挡水条外侧,最终通过漏水口排出,总体上达到防水设计要求。
4 结束语
内开式操作窗不仅能够有效避免外开式操作窗存在的安全隐患,满足铁路运输限界要求,而且具备较好的密封和降噪性能,既可用于铁路特种集装箱,也可用于铁路乘务车等具有相关操作要求的其他铁路运输设备。