УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ КОНТЕЙНЕРА
DEVICE FOR CONTAINER TRANSPORTATION

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка заявляет приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/671507, зарегистрированной 13 июля 2012 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к поднятию и транспортировке контейнеров и многоцелевых емкостей, относящихся к области ядерной энергетики. В особенности, настоящее изобретение относится к подъему и транспортировке контейнеров и емкостей с отработанным ядерным топливом.
Предпосылки создания изобретения
Емкости обычно используются в области ядерной энергетики для удерживания ядерного топлива. После использования емкостей и отработки топлива необходимо выполнить транспортировку емкостей к большим резервуарам для хранения, расположенным в шахтах для безопасности. Процесс подъема и транспортировки емкостей с отработанным ядерным топливом требует аккуратного планирования и точности. В особенности, существует возможность возникновения сейсмических или других событий, вызывающих перемещение во время транспортировки емкостей, в особенности в районах земного шара, подверженных землетрясениям. Кроме того, существует возможность возникновения единичных неисправностей внутри транспортной системы (например, поломка детали) во время транспортировки емкостей. Без системы, способной контролировать такие события, емкости могут быть опрокинуты, выронены, отцеплены и/или иным образом повреждены или нарушены.
Сущность изобретения
В одной конструкции изобретение предлагает систему для транспортировки контейнера, которая включает в себя опору в сборе, включающую в себя множество колес и раму опоры, соединенную с колесами и опирающуюся на колеса. Система для транспортировки контейнера также включает в себя башню, расположенную над опорой в сборе, причем башня включает в себя базовую часть и раму башни, соединенную с базовой частью, причем рама башни выполнена с возможностью перемещения относительно базовой части. Система для транспортировки контейнера также включает в себя верхнюю стрелу в сборе, соединенную с рамой башни, и нижний блок в сборе, соединенный с верхней стрелой в сборе, причем нижний блок в сборе выполнен с возможностью перемещения относительно верхней стрелы в сборе.
В другой конструкции изобретение предлагает систему для транспортировки контейнера, которая включает в себя опору в сборе, включающую в себя множество колес и раму опоры, соединенную с колесами и опирающуюся на колеса. Система для транспортировки контейнера также включает в себя башню, расположенную над опорой в сборе, причем башня включает в себя базовую часть и множество рам башни, соединенных с базовой частью, причем рамы башни выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга и относительно базовой части. Система для транспортировки контейнера также включает в себя верхнюю стрелу в сборе, соединенную с рамами башни, причем верхняя стрела в сборе включает в себя множество полиспастных систем. Система для транспортировки контейнера также включает в себя нижний блок в сборе, соединенный с верхней стрелой в сборе, причем нижний блок в сборе выполнен с возможностью перемещения относительно верхней стрелы в сборе через полиспастные системы.
В другой конструкции изобретение предлагает способ использования системы для транспортировки контейнера, имеющей опору в сборе, включающую в себя множество колес и раму опоры, соединенную с колесами и опирающуюся на колеса, башню, расположенную над опорой в сборе, причем башня включает в себя базовую часть и раму башни, соединенную с базовой частью, верхнюю стрелу в сборе, соединенную с рамой башни, и нижний блок в сборе, соединенный с верхней стрелой в сборе. Способ включает в себя соединение нижнего блока в сборе с емкостью, изменение вертикального положения рамы башни относительно базовой части и изменение вертикального положения нижнего блока в сборе относительно верхней стрелы в сборе.
В другой конструкции изобретение предлагает систему для транспортировки контейнера, включающую в себя опору в сборе, включающую в себя множество колес и раму опоры, соединенную с колесами и опирающуюся на колеса. Система для транспортировки контейнера также включает в себя башню, расположенную над опорой в сборе. Система для транспортировки контейнера также включает в себя верхнюю стрелу в сборе, соединенную с рамой башни, причем верхнюю стрелу в сборе, включающую в себя барабан лебедки. Система для транспортировки контейнера также включает в себя нижний блок в сборе, соединенный с верхней стрелой в сборе, причем нижний блок в сборе, выполненный с возможностью перемещения из первого вертикального положения относительно верхней стрелы в сборе во второе вертикальное положение относительно верхней стрелы в сборе.
В другой конструкции изобретение предлагает способ использования системы для транспортировки контейнера, имеющей опору в сборе, включающую в себя множество колес и раму опоры, соединенную с колесами и опирающуюся на колеса, башню, расположенную над опорой в сборе, причем башня включает в себя базовую часть и раму башни, соединенную с базовой частью, верхнюю стрелу в сборе, соединенную с рамой башни, и нижний блок в сборе, соединенный с верхней стрелой в сборе, причем верхняя стрела в сборе включает в себя поддерживающий элемент, проходящий под верхней стрелой в сборе. Способ включает в себя изменение вертикального положения рамы башни относительно базовой части, соединение опорного поддерживающего элемента верхней стрелы в сборе с емкостью для хранения, перемещение системы для транспортировки контейнера от первого местоположения во второе местоположение с емкостью для хранения, соединенной с верхней стрелой в сборе, и опускание емкости для хранения в шахту во второе местоположение.
В другой конструкции изобретение предлагает способ для транспортировки емкости посредством системы для транспортировки контейнера, имеющей опору в сборе, включающую в себя множество колес и раму опоры, соединенную с колесами и опирающуюся на колеса, башню, расположенную над опорой в сборе, причем башня включает в себя базовую часть и раму башни, соединенную с базовой частью, верхнюю стрелу в сборе, соединенную с рамой башни, и нижний блок в сборе, соединенный с верхней стрелой в сборе, причем верхняя стрела в сборе включает в себя поддерживающий элемент, проходящий под верхней стрелой в сборе. Способ включает в себя перемещение контейнера под поддерживающий элемент, причем контейнер включает в себя емкость, расположенную внутри контейнера. Способ также включает в себя изменение вертикального положения рамы башни относительно базовой части, соединение поддерживающего элемента с контейнером и поднятие контейнера. Способ также включает в себя перемещение системы для транспортировки контейнера от первого местоположения во второе местоположение с контейнером, соединенным с верхней стрелой в сборе.
Фиг. 1 представляет собой вид спереди в перспективе устройства для транспортировки контейнера в соответствии с одной конструкцией настоящего изобретения с частью второй ноги устройства, показанной в поперечном сечении.
Фиг. 2 представляет собой вид сбоку устройства, показанного на фиг. 1, с гидравлическими цилиндрами, показанными в полностью выдвинутом положении.
Фиг. 3 подобна фиг. 2, но показывает гидравлические цилиндры в полностью втянутом положении.
Фиг. 4 представляет собой вид спереди устройства для транспортировки контейнера с нижним блоком в сборе в первом, втянутом положении.
Фиг. 5 представляет собой вид спереди устройства для транспортировки контейнера с нижним блоком в сборе во втором, выдвинутом положении.
Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе подъемной стрелы в сборе с нижним блоком в сборе в первом, втянутом положении.
Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе подъемной стрелы в сборе с нижним блоком в сборе во втором, выдвинутом положении.
Фиг. 8 представляет собой вид сверху подъемной стрелы в сборе с нижним блоком в сборе в первом, втянутом положении.
Фиг. 9 представляет собой вид снизу подъемной стрелы в сборе с нижним блоком в сборе в первом, втянутом положении.
Фиг. 10 представляет собой вид сверху подъемной стрелы в сборе с нижним блоком в сборе во втором, выдвинутом положении.
Фиг. 11 представляет собой вид снизу подъемной стрелы в сборе с нижним блоком в сборе во втором, выдвинутом положении.
Фиг. 12 представляет собой вид в перспективе нижнего блока в сборе, показывающий металлические канаты, проходящие через роликовые направляющие элементы.
Фиг. 13 представляет собой поэлементное изображение нижнего блока в сборе.
Фиг. 14 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера в соответствии с другой конструкцией настоящего изобретения с частью системы, показанной в поперечном сечении, и с гидравлическими цилиндрами, показанными в полностью выдвинутом положении.
Фиг. 15 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера в сборе по фиг. 14 с гидравлическими цилиндрами в полностью втянутом положении.
Фиг. 16 представляет собой вид в перспективе верхней стрелы в сборе и нижнего блока устройства для транспортировки контейнера по фиг. 14.
Фиг. 17 представляет собой вид спереди в перспективе внутренних элементов верхней стрелы в сборе и нижнего блока в сборе по фиг. 16.
Фиг. 18 представляет собой вид сзади в перспективе внутренних элементов верхней стрелы в сборе и нижнего блока в сборе по фиг. 16.
Фиг. 19 представляет собой вид сверху в перспективе внутренних элементов верхней стрелы в сборе и нижнего блока в сборе по фиг. 16.
Фиг. 20 представляет собой вид в перспективе части ограничителя нагрузки верхней стрелы в сборе по фиг. 16.
Фиг. 21 представляет собой вид сверху в перспективе рамы верхней стрелы в сборе по фиг. 16.
Фиг. 22 представляет собой вид снизу в перспективе рамы верхней стрелы в сборе по фиг. 16.
Фиг. 23 представляет собой вид сверху рамы верхней стрелы в сборе по фиг. 16.
Фиг. 24 представляет собой частичный вид снизу в перспективе верхней стрелы в сборе и нижнего блока в сборе по фиг. 16.
Фиг. 25 представляет собой вид в перспективе троса, пропускаемого через используемые компоненты верхней стрелы в сборе и нижнего блока в сборе по фиг. 16, причем нижний блок в сборе находится во втянутом положении.
Фиг. 26 представляет собой вид в перспективе троса, пропускаемого через используемые компоненты верхней стрелы в сборе и нижнего блока в сборе по фиг. 16, причем нижний блок в сборе находится в выдвинутом положении.
Фиг. 27 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера, такого как устройство для транспортировки контейнера по фиг. 1 или фиг. 14, соединенного с резервуаром для хранения и перемещающего резервуар для хранения.
Фиг. 28 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера, опускающего резервуар для хранения в шахту.
Фиг. 29 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера, удаляющего крышку с резервуара для хранения.
Фиг. 30 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера, опускающего стыковочное устройство на верх базовой части резервуара для хранения.
Фиг. 31 представляет собой вид в перспективе тележки, перемещающей контейнер к устройству для транспортировки контейнера.
Фиг. 32 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера, соединенного с контейнером и поднимающего контейнер.
Фиг. 33 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера, помещающего контейнер на стыковочное устройство.
Фиг. 34 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера, опускающего емкость, расположенную внутри контейнера, в резервуар для хранения.
Фиг. 35 представляет собой вид в перспективе устройства для транспортировки контейнера, устанавливающего крышку обратно на резервуар для хранения.
Следует понимать, что изобретение не ограничивается в своем применении деталями конструкции и расположением компонентов, приведенных в последующем описании или проиллюстрированных на сопроводительных чертежах. В изобретении могут быть использованы другие варианты осуществления, и оно может быть применено на практике посредством различных способов. Также следует понимать, что фразеология и терминология настоящего документа используются для цели описания и не должны рассматриваться как ограничительные.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 показано устройство 10 для транспортировки контейнера, включающее в себя опору 12 в сборе, башню 14, верхнюю стрелу 16 в сборе и нижний блок 18 в сборе. Опора 12 в сборе включает в себя колеса 20 (например, шестнадцать в показанной конструкции), U-образную раму 22 и первичный двигатель 24. Рама 22 включает в себя первую и вторую ногу 26, 28 и среднюю часть 30. Каждая из ног 26, 28 опирается на восемь колес из множества колес 20. Первичный двигатель 24 опирается на среднюю часть 30. Первичный двигатель 24 является частью гидравлической системы, которая работает для приведения в движение колес 20 и перемещения тем самым U-образной рамы 22, а также для приведения в действие различных гидравлических цилиндров, описываемых в настоящем документе. Возможны другие компоновки и конфигурации, и показанная конструкция приведена только в качестве примера.
Как показано на фиг. 1, башня 14 включает в себя первую сторону 34 и вторую сторону 36, которая является по существу зеркальным отражением первой стороны 34. Первая сторона 34 соединена с первой ногой 26, а вторая сторона 36 соединена со второй ногой 28. Так как первая сторона 34 является по существу зеркальным отражением второй стороны 36, то подробно будет описана только вторая сторона 36; однако, описание второй стороны 36 в равной степени относится и к первой стороне 34. Часть второй стороны 36 показана в разрезе.
Со ссылкой на фиг. 2 и 3, вторая сторона 36 показана более подробно. Вторая сторона 36 включает в себя базовую часть 38, первую пару подвижных рам 40, 42, первую пару гидравлических цилиндров 44, 46, вторую пару подвижных рам 48, 50, вторую пару гидравлических цилиндров 52, 54 и предохранительный упор 56. Базовая часть 38 по существу неподвижно прикреплена ко второй стороне 36 рамы 22 и проходит от нее вверх. Базовая часть 38 по существу представляет собой полую прямоугольную раму.
Подвижные рамы 40, 42 первой пары соединены с базовой частью 38 и перемещаются внутрь и наружу по существу полой прямоугольной рамы, образованной базовой частью 38. Каждая из первой пары подвижных рам 40, 42 является по существу полой прямоугольной рамой. Каждый из первой пары гидравлических цилиндров 44, 46 соединен с базовой частью 38 на одном конце и соответственно с одной из соответствующих подвижных рам 40, 42 первой пары на другом конце. Первая пара гидравлических цилиндров 44, 46 представляют собой усиленные гидравлические цилиндры двойного действия и выполнены для перемещения первой пары подвижных рам 40, 42 вертикально вверх и вниз. На фиг. 2 показана первая пара гидравлических цилиндров 44, 46 в полностью выдвинутом положении, а на фиг. 3 показана первая пара гидравлических цилиндров 44, 46 в полностью вдвинутом положении.
Подвижные рамы 48, 50 из второй пары соединены с соответствующими подвижными рамами 40, 42 первой пары и перемещаются вертикально внутрь и наружу по существу полых прямоугольных рам, образованных первой парой подвижных рам 40, 42. Подвижные рамы 48, 50 второй пары являются по существу прямоугольными рамами. Гидравлические цилиндры 52, 54 из второй пары соединены с подвижными рамами 40, 42 первой пары на одном конце и с верхней стрелой 16 в сборе на другом конце. Гидравлические цилиндры 52, 54 второй пары представляют собой усиленные гидравлические цилиндры двойного действия и выполнены для перемещения второй пары подвижных рам 48, 50 вертикально вверх и вниз. На фиг. 2 показана вторая пара гидравлических цилиндров 52, 54 в полностью выдвинутом положении, а на фиг. 3 показана вторая пара гидравлических цилиндров 52, 54 в полностью вдвинутом положении. В некоторых конструкциях первую пару гидравлических цилиндров 44, 46 выдвигают полностью до того, как начинают выдвигать вторую пару гидравлических цилиндров 52, 54.
Предохранительный упор 56 предусмотрен для того, чтобы верхняя стрела 16 в сборе опиралась на него в случае потери гидравлического давления.
На фиг. 2 показана верхняя стрела 16 в сборе, расположенная на первом расстоянии 58 от опорной поверхности 62 (например, от земли). В некоторых конструкциях первое расстояние 58 составляет приблизительно от 5,1 м (17 футов) до 17,458 м (58 футов). В некоторых конструкциях первое расстояние 58 составляет приблизительно от 7,525 м (25 футов) до 15,05 м (50 футов). В некоторых конструкциях первое расстояние 58 составляет приблизительно от 9,933 м (33 футов) до 12,642 м (42 футов).
На фиг. 3 показана верхняя стрела 16 в сборе, расположенная на втором расстоянии 60 от опорной поверхности 62. В некоторых конструкциях второе расстояние 60 составляет приблизительно от 1,204 м (4 футов) до 12,642 м (42 футов). В некоторых конструкциях второе расстояние 60 составляет приблизительно от 3,6 м (12 футов) до 9,933 м (33 футов). В некоторых конструкциях второе расстояние 60 составляет приблизительно от 6,321 м (21 фута) до 7,525 м (25 футов).
На фиг. 4 и 5 показан диапазон перемещения 64 нижнего блока 18 в сборе относительно верхней стрелы 16 в сборе, а также относительно земной поверхности 62. На фиг. 4 нижний блок 18 в сборе расположен на первом расстоянии 66 от верхней стрелы 16. Нижний блок 18 в сборе также расположен на первом расстоянии 68 от опорной поверхности 62. На фиг. 4 башня 14 полностью выдвинута, и нижний блок 18 в сборе полностью втянут, так что нижний блок 18 в сборе расположен как можно дальше над опорной поверхностью 62.
На фиг. 5 нижний блок 18 в сборе расположен на втором расстоянии 70 от верхней стрелы 16 в сборе. Нижний блок 18 в сборе также расположен на втором расстоянии 71 от опорной поверхности 62. В показанной конструкции нижний блок 18 в сборе расположен под опорной поверхностью 62 и соединен с многоцелевой емкостью 72. На фиг. 5 башня 14 полностью вдвинута и нижний блок 18 в сборе полностью выдвинут, так что нижний блок 18 в сборе расположен как можно дальше под опорной поверхностью 62.
В некоторых конструкциях диапазон перемещения 64 нижнего блока 18 в сборе относительно верхней стрелы 16 в сборе составляет приблизительно от 2,408 м (8 футов) до 12,642 м (42 футов). В некоторых конструкциях диапазон перемещения 64 составляет приблизительно от 5,117 м (17 футов) до 9,933 м (33 футов). В некоторых конструкциях диапазон перемещения 64 составляет приблизительно от 6,321 м (21 фута) до 8,729 м (29 футов).
В показанной конструкции башня 14 перемещается между первой высотой 58 и второй высотой 60 и, нижний блок 18 в сборе независимо перемещается относительно верхней стрелы 16 в сборе в диапазоне перемещения 64. Эти диапазоны перемещения могут быть суммированы для создания даже большего диапазона перемещения нижнего блока 18 в сборе относительно земли, как показано на фиг. 4 и 5.
Со ссылкой на фиг. 6 и 7, нижний блок 18 в сборе показан во втянутом положении (фиг.6) и в выдвинутом положении (фиг.7) относительно верхней стрелы 16 в сборе. Верхняя стрела 16 включает в себя пару балок 76, 78 рамы, пару поперечных балок 80, 82, пару полиспастных систем 84, 86 и канаты 88. Балки 76, 78 рамы и поперечные балки 80, 82 поддерживают полиспастные системы 84, 86. Полиспастные системы 84, 86 являются по существу зеркальными системами, поэтому подробно будет объяснена только одна полиспастная система 84; однако объяснение полиспастной системы 84 в равной мере подходит к полиспастной системе 86.
Со ссылкой на фиг. 6-11, полиспастная система 84 включает в себя горизонтальный (то есть, ориентированный горизонтально относительно рамы 22) шкив 90, пару неподвижных вертикальных (то есть, ориентированных вертикально относительно рамы 22) шкивов 92, 94, неподвижно закрепленный шкив 96, регулировочный шкив 98 и гидравлические цилиндры 100. Шкив 90 и шкивы 92, 94 неподвижно закреплены относительно верхней стрелы 16. Неподвижно закрепленный шкив 96 неподвижно закреплен относительно верхней стрелы 16, в то время как регулировочный шкив 98 выполнен с возможностью перемещения относительно верхней стрелы 16. Гидравлические цилиндры 100 перемещают второй шкив 98 относительно верхней стрелы 16 (фиг.9 и 11). Гидравлические цилиндры 100 проходят по существу горизонтально, и регулировочный шкив 98 перемещается по существу горизонтально. Следовательно, высота полиспастной системы 84 и, таким образом, верхней стрелы 16 сводится к минимуму.
Регулировочный шкив 98 расположен на первом расстоянии 102 (фиг.8 и 9) от неподвижно закрепленного шкива 96, когда нижний блок 18 втянут. Регулировочный шкив 98 расположен на втором расстоянии 104 (фиг.10 и 11) от неподвижно закрепленного шкива 96, когда нижний блок 18 в сборе выдвинут. Разница между первым расстоянием 102 и вторым расстоянием 104 образует диапазон перемещения регулировочного шкива 98 относительно неподвижно закрепленного шкива 96. В некоторых конструкциях диапазон перемещения составляет приблизительно от 0,301 м (1 фута) до 2,408 м (8 футов). В некоторых конструкциях диапазон перемещения составляет приблизительно от 0,602 м (2 футов) до 1,806 м (6 футов). В некоторых конструкциях диапазон перемещения составляет приблизительно от 0,903 м (3 футов) до 1,505 м (5 футов).
Канаты 88 проходят вокруг различных шкивов в верхней стреле 16 и соединены с нижним блоком 18 в сборе. Когда гидравлические цилиндры 100 перемещают регулировочный шкив 98, канаты 88 либо втягивают в верхнюю стрелу 16 (фиг.6, 8, 9), либо выдвигают из верхней стрелы 16 (фиг.7, 10, 11). Следовательно, посредством перемещения регулировочного шкива 98 нижний блок 18 в сборе перемещают между втянутым положением и выдвинутым положением.
Со ссылкой на фиг. 12 и 13, нижний блок 18 в сборе включает в себя нижний блок 106, подъемный блок 108, первый роликовый направляющий элемент 110, второй роликовый направляющий элемент 112 и штифт 114. Штифт 114 соединяет нижний блок 106 и подъемный блок 108 и удерживает первый и второй роликовые направляющие элементы 110, 112 между нижним блоком 106 и подъемным блоком 108. Каждый роликовый направляющий элемент 110, 112 включает в себя множество роликов, которые направляют канаты 88 вокруг нижнего блока 18 в сборе. Подъемный блок 108 включает в себя пазы, которые обеспечивают перебег, позволяя тем самым извлечение вторичных подъемных устройств, таких как стропы или цепи, после присоединения нагрузки к нижнему блоку 18 в сборе.
Нижний блок 18 в сборе соответствует стандарту ASME NOG-1-2004 для однобалочных отказоустойчивых кранов Американского общества инженеров-механиков. Второй роликовый направляющий элемент 112 установлен перпендикулярно центральной линии прохождения по меньшей мере одного из канатов 88. Первый и второй роликовые направляющие элементы 110, 112 позволяют нижнему блоку 18 в сборе иметь небольшой наружный диаметр, в котором канаты 88 пересекаются под нижним блоком 18 в сборе. Наружный диаметр показанного нижнего блока 18 в сборе составляет около 0,66 м (26 дюймов). Это позволяет вставлять нижний блок 18 в сборе в небольшие отверстия. Ролики в роликовых направляющих элементах 110, 112 могут быть расположены в полукруге, в котором наружный диаметр каждого ролика проходит касательно к дуге, соответствующей минимальному радиусу изгиба конкретного используемого металлического каната.
Со ссылкой на фиг. 1 и 4-7, верхняя стрела 16 в сборе дополнительно включает в себя опорные поддерживающие элементы 116. Опорные поддерживающие элементы 116 являются жесткими конструкциями, проходящими вертикально под верхней стрелой 16 в сборе и используемыми для разъемного соединения с перемещаемыми устройствами (например, с контейнером для хранения). Показаны два опорных поддерживающих элемента 116, хотя в других конструкциях используется другое количество или другое расположение поддерживающих элементов 116. Каждый из опорных поддерживающих элементов 116 включает в себя соединительный элемент 118 (фиг.6 и 7), например, в форме отверстия, который используется для разъемного соединения поддерживающего элемента 116 с транспортируемым оборудованием.
Обратимся к фиг. 14 и 15, на которых показана другая конструкция устройства 210 для транспортировки контейнера. Устройство 210 для транспортировки контейнера подобно устройству 10 для транспортировки контейнера, описанному ранее. Например, устройство 210 для транспортировки контейнера в общем включает в себя опору 212 в сборе, башню 214, верхнюю стрелу 216 в сборе и нижний блок 218 в сборе. Опора 212 в сборе включает в себя колеса 220 (например, шестнадцать в показанной конструкции), U-образную раму 222 и первичный двигатель 224. U-образная рама 222 включает в себя первую и вторую ногу 226, 228 и среднюю часть 230. Каждая из ног 226, 228 опирается на восемь колес 220. Первичный двигатель 224 опирается на среднюю часть 230. Первичный двигатель 224 является частью гидравлической системы, которая обеспечивает приведение в действие колес 220 и, тем самым, перемещение U-образной рамы 222, а также приводит в действие различные гидравлические цилиндры, описанные в настоящем документе.
Как показано на фиг. 14, башня 214 включает в себя первую сторону 234 и вторую сторону 236, которая является по существу зеркальным отражением первой стороны 234. Первая сторона 234 соединена с первой ногой 226, в то время как вторая сторона 236 соединена со второй ногой 228. Так как первая сторона 234 является по существу зеркальным отражением второй стороны 236, подробно будет описана только вторая сторона 236; однако описание второй стороны 236 одинаково применяется к первой стороне 234. Часть второй стороны 236 показана в разрезе.
Вторая сторона 236 включает в себя базовую часть 238, одну пару подвижных рам 240, 244 и одну пару гидравлических цилиндров 248, 252. Вторая сторона 236 также включает в себя предохранительный упор 256. Базовая часть 238 по существу неподвижно прикреплена ко второй стороне 236 рамы 222 и проходит от нее вверх. Базовая часть 238 является по существу полой прямоугольной рамой.
Подвижные рамы 240, 244 первой пары соединены с базовой частью 238 и перемещаются вертикально вовнутрь и наружу по существу полой прямоугольной рамы, образованной базовой частью 238. Подвижные рамы 240, 244 являются по существу полыми прямоугольными рамами. Гидравлические цилиндры 248, 252 соединены с базовой частью 238 на одном конце и с соответствующими подвижными рамами 240, 244 на другом конце. Гидравлические цилиндры 248, 252 представляют собой усиленные гидравлические цилиндры двойного действия и выполнены с возможностью вертикального перемещения пары подвижных рам 240, 244 как вверх, так и вниз. На фиг. 14 показана пара гидравлических цилиндров 248, 252 в полностью выдвинутом положении, в то время как на фиг. 15 показана пара гидравлических цилиндров 248, 252 в полностью втянутом положении.
Предохранительный упор 256 предусмотрен для того, чтобы верхняя стрела 16 в сборе опиралась на него в случае потери гидравлического давления.
Подобно устройству 10 для транспортировки контейнера, устройство 210 для транспортировки контейнера выполнено с возможностью вертикальной регулировки для того, чтобы верхняя стрела 216 в сборе могла быть поднята на высоту приблизительно от 5,117 м (17 футов) до 17,458 м (58 футов) над опорной поверхностью (например, опорная поверхность 62 на фиг. 2). В некоторых конструкциях верхняя стрела 216 в сборе может быть поднята на высоту приблизительно от 7,525 м (25 футов) до 15,05 м (50 футов) над опорной поверхностью. В некоторых конструкциях верхняя стрела 216 в сборе может быть поднята на высоту приблизительно от 9,933 м (33 футов) до 12,642 м (42 футов) над опорной поверхностью.
Верхняя стрела 216 в сборе может быть опущена на расстояние приблизительно от 1,204 м (4 футов) до 12,642 м (42 футов) над опорной поверхностью. В некоторых конструкциях верхняя стрела 216 в сборе может быть опущена на расстояние приблизительно от 3,612 м (12 футов) до 9,933 м (33 футов) над опорной поверхностью. В некоторых конструкциях верхняя стрела 216 в сборе может быть опущена на расстояние приблизительно от 6,321 м (21 фута) до 7,525 м (25 футов) над опорной поверхностью.
Со ссылкой на фиг. 16-19, верхняя стрела 216 в сборе включает в себя раму 260, в которой расположен верхний шкив 264. Как показано на фиг. 19, шкив 264 включает в себя центральный удлиненный стержень 268 шкива, образующий ось 272. Шкив 264 включает в себя две желобчатые части 274, 276, расположенные рядом друг с другом на одном конце стержня 268, две другие желобчатые части 280, 282, расположенные рядом друг с другом на противоположном конце стержня 268. Со ссылкой на фиг. 21, стержень 268 расположен внутри двух вырезанных областей 284, 288 вдоль верхней части рамы 260.
Как показано на фиг. 25 и 26, шкив 264 по существу расположен центрально внутри верхней стрелы 216 в сборе. В каждую из четырех желобчатых частей 274, 276, 280 и 282 вставляется канат 296 (например, в форме кабеля, троса или любой другой гибкой структуры, выполненной с возможностью направления желобчатыми частями 274, 276, 280, 282).
Со ссылкой на фиг. 17-19, на каждой стороне шкива 264 расположен барабан 300 лебедки. Показаны два барабана 300 лебедки, хотя в других конструкциях используется другое количество барабанов 300 лебедки. Барабаны 300 лебедки проходят вдоль осей 304, которые параллельны оси 272 и проходят ниже оси 272. Каждый из барабанов 300 лебедки приводится в действие двумя планетарными гидравлическими редукторыми двигателями 308. Редукторные двигатели 308 расположены на противоположных концах барабана 300 лебедки. Каждый редукторный двигатель 308 включает в себя комплект планетарных редукторов, который понижает передачу двигателя и вырабатывает вращательный момент барабана 300 лебедки вокруг оси 304. Барабаны 300 лебедки дополнительно включают в себя желобчатые части 312, расположенные вдоль наружных поверхностей 316 барабанов 300 лебедки.
Как показано на фиг. 25 и 26, в желобчатые части 312 вставляют канаты 296, и они используются для помощи направления и наматывания канатов 296 вокруг барабанов 300 лебедки при вращении барабанов 300 лебедки вокруг своих соответствующих осей 304.
Со ссылкой на фиг. 17, 18 и 24, верхняя стрела 216 в сборе дополнительно включает в себя балансир 320. Балансир 320 используется для помощи в стабилизации всей системы и для предохранения нижнего блока 218 в сборе от раскачивания. Балансир 320 расположен под шкивом 264. Балансир 320 включает в себя два концевых элемента 324. Каждый из концевых элементов 324 включает в себя штифт 328, первый соединительный элемент 332 соединен с штифтом 328 и расположен под штифтом 328, a второй соединительный элемент 336 соединен с первым соединительным элементом 332 и расположен под первым соединительным элементом 332, и пара третьих соединительных элементов 340 соединена со вторым соединительным элементом 336 и расположена под вторым соединительным элементом 336.
Как показано на фиг. 25 и 26 каждый из трех соединительных элементов 340 является точкой закрепления или концевиком для канатов 296.
Со ссылкой на фиг. 22 и 24, балансир 320 соединен с рамой 260. В особенности и со ссылкой на фиг. 22, рама 260 включает в себя две области 344 с выемкой вдоль нижней части рамы 260. Области 344 с выемкой окружены тремя стенками 348, которые включают в себя четыре отверстия 352. Как показано на фиг. 24, два штифта 328 расположены внутри областей 344 с выемкой, с концами штифтов 328, проходящими через отверстия 352 для того, чтобы балансир 320 был соединен с рамой 260 непосредственно под шкивом 264.
Со ссылкой на фиг. 17-19 и 24, нижний блок 218 в сборе расположен под балансиром 320. Нижний блок 218 в сборе соответствует стандарту ASME NOG-1-2004 для однобалочных отказоустойчивых кранов Американского общества инженеров-механиков. Нижний блок 218 в сборе включает в себя корпус 356, и нижний шкив 360, частично расположенный внутри кожуха 356. Шкив 360 включает в себя восемь желобчатых частей 364, хотя в других конструкция используется другое количество желобчатых частей.
Как показано на фиг. 25 и 26, в желобчатые части 364 вставляют канаты 296 и желобчатые части 364 направляют канаты 296. Канаты 296 направляют для намотки вокруг шкивов 264 и 360, и прикрепляют к оному концу третьих соединительных элементов 340, и к другому концу барабанов 300 лебедки.
Со ссылкой на фиг. 22-24, рама 260 дополнительно включает в себя отверстия 368, которые используются для помощи в направлении и обеспечении доступа для канатов 296 между шкивами 264, барабанами 300 лебедки и шкивом 360.
Со ссылкой на фиг. 17, 18, и 24, нижний блок 372 соединен с кожухом 356 и частично расположен под кожухом 356 и шкивом 360. Нижний блок 372 включает в себя первое отверстие 376 и второе отверстие 380. Первое отверстие 376 расположено над вторым отверстием 380 и ориентировано перпендикулярно второму отверстию 380. Нижний блок 372 выполнен с возможностью соединения с транспортируемым оборудованием. Например, первое и второе отверстия 376, 380 выполнены с возможностью вставления в них канатов, тросов, штифтов, цепей или других соединительных структур на оборудовании, таком как контейнер, для того, чтобы контейнер мог быть разъемно соединен с нижним блоком 372. Другие конструкции нижнего блока 372 включают в себя другие структуры и/или отверстия для разъемного соединения нижнего блока 372 с транспортируемым оборудованием.
В целом, диапазон перемещения нижнего блока 372 в сборе относительно верхней стрелы 216 в сборе посредством канатов 296, шкива 264, барабанов 300 лебедки и шкивов 360 составляет примерно от 8 футов до 42 футов. В некоторых конструкциях диапазон перемещения составляет примерно от 17 футов до 33 футов. В некоторых конструкциях диапазон перемещения составляет примерно от 21 фута до 29 футов.
Со ссылкой на фиг. 17, 18 и 20, верхняя стрела 216 в сборе дополнительно включает в себя ограничитель нагрузки 384. Ограничитель нагрузки 384 выполнен с возможностью отключения пускового двигателя 224 и/или редукторных двигателей 308 в случае, если устройство 210 для транспортировки контейнера начнет наклоняться и/или раскачиваться слишком далеко в одном или более направлениях. Например, устройство 210 для транспортировки контейнера может начать раскачиваться во время землетрясения или других сейсмических событий. Попытка использования устойства 210 для транспортировки контейнера во время такого события может повредить устройство 210 для транспортировки контейнера, любую конструкцию, соединенную с устройством 210 для транспортировки контейнера и/или любую конструкцию, расположенную рядом с устройством 210 для транспортировки контейнера.
Как показано на фиг. 20, ограничитель нагрузки 384 включает в себя датчик 388. Датчик 388 прикреплен к шкиву 264, хотя в других конструкциях датчик 388 прикреплен где-либо еще в верхней стреле 216 в сборе. Под датчиком 388 расположен нагрузочный качающийся стержень 392. Качающийся стержень 392 соединен с датчиком 388 двумя канатами 396. Качающийся стержень 392 свободно качается под шкивом 264. В случае, когда качающийся стержень 392 качается слишком далеко в одном направлении, датчик 388 обнаруживает перемещение, и внутри датчика 388 прерывается электрическое соединение, прекращая тем самым работу пускового двигателя 224 и/или редукторных двигателей 308.
Со ссылкой на фиг. 17-19, верхняя стрела 216 в сборе дополнительно включает в себя трубки 398. Трубки 398 соединены со штифтом 268 шкива 264 и используются для подачи смазки от наружного источника (не показан), расположенного либо внутри устройства 210 для транспортировки контейнера, либо снаружи устройства 210 для транспортировки контейнера, к штифту 268. Предусмотрены четыре трубки 398, причем две трубки 398, направлены к первому концу штифта 268, и оставшиеся две трубки 398 направлены к противоположному концу штифта 268. Другие конструкции включают в себя другое количество трубок 398.
Со ссылкой на фиг. 16 и 24, верхняя стрела 216 в сборе дополнительно включает в себя поддерживающие элементы 400. Поддерживающие элементы 400 подобны поддерживающим элементам 116, описанным выше для устройства 210 для транспортировки контейнера. Поддерживающие элементы 400 являются жесткими конструкциями, проходящими вертикально под верхней стрелой 216 в сборе, и используются для разъемного соединения с транспортируемым оборудованием (например, с контейнером для хранения). Показаны два поддерживающих элемента 400, хотя в других конструкциях используется другое количество или другое расположение поддерживающих элементов 400. Каждый из поддерживающих элементов 400 включает в себя соединительный элемент 402, например, в форме отверстия, как видно на фиг. 16, которое используется для разъемного соединения поддерживающих элементов 400 с транспортируемым оборудованием.
Со ссылкой на фиг. 27-35, показан способ использования устройства для вертикальной транспортировки контейнера. Хотя на фигурах показано устройство 10 для вертикальной транспортировки контейнера, способ одинаково применяется к устройству 210 для вертикальной транспортировки контейнера.
Со ссылкой на фиг. 27 и 28, способ включает в себя транспортировку резервуара 404 для хранения к шахте 408 для хранения. Резервуар 404 для хранения включает в себя основание 412, крышку 416, разъемно соединяемую с основанием 412, и жесткие соединительные поддерживающие элементы 420, разъемно соединяемые с крышкой 416. Соединительные поддерживающие элементы 420 разъемно соединены с поддерживающими элементами 116 верхней стрелы 16 в сборе.
Как показано на фиг. 27 и 28, подвижные рамы 40, 42 и/или 48, 50 слегка подняты для обеспечения зазора между днищем резервуара 104 для хранения и поверхностью земли 62. С резервуаром 404 для хранения, прикрепленным к устройству 10 для вертикальной транспортировки контейнера, устройство 10 для транспортировки контейнера перемещают вдоль поверхности земли 62 до тех пор, пока резервуар 404 для хранения не будет расположен непосредственно над шахтой 408.
Со ссылкой на фиг. 29, резервуар 404 для хранения затем опускают в шахту 408 посредством перемещения рам 40, 42 и/или 48, 50 вниз до тех пор, пока резервуар 404 для хранения не будет размещен в шахте 408. После размещения резервуара 404 для хранения внутри шахты 408, поддерживающие элементы 420 удаляют, и подвесное устройство 424 с четырьмя точками крепления соединяют как с нижним блоком 18 в сборе, так и со скобами 428, расположенными вдоль крышки 416. В других конструкциях используются другие устройства, отличные от подвесного устройства 424 с четырьмя точками крепления. Затем удаляют крышку 416 (например, посредством поднятия рам 40, 42 и/или 48, 50), открывая тем самым внутреннюю камеру 432 внутри базовой части 412.
Со ссылкой на фиг. 30, после удаления крышки 416 наверх раскрытого основания 412 помещают стыковочное устройство 436. То же самое подвесное устройство 424 с четырьмя точками крепления, которое использовалось для перемещения крышки 416, также используется для перемещения стыковочного устройства 436 в требуемое положение. Стыковочное устройство 436 включает в себя отверстие 440, соответствующее камере 342 и соосное с камерой 342. Стыковочное устройство 436 располагается наверх базовой части 412, хотя в других конструкциях стыковочное устройство 436 разъемно соединено с базовой частью 412.
Со ссылкой на фиг. 31 и 32, после опускания резервуара 404 для хранения 404 в шахту 408, устройство 10 для вертикальной транспортировки используется для транспортировки контейнера 444 в резервуар 404 для хранения. Для транспортировки контейнера 444, контейнер 444 сначала перемещают под устройство 10 для вертикальной транспортировки контейнера посредством тележки 448. Тележка 448 включает в себя область 452 с углублением и колеса 456. Контейнер 444 размещается внутри области 452 с углублением и перемещается с тележкой по мере того, как тележка перемещается по поверхности земли 62.
После того как контейнер 444 будет расположен под верхней стрелой 16 в сборе, верхнюю стрелу 16 в сборе опускают. В особенности, рамы 40, 42 и/или 48, 50 опускают до тех пор, пока поддерживающие элементы 116 не будут расположены рядом с двумя выступающими наружу штифтами 460 на контейнере 444. Затем контейнер 444 соединяют с поддерживающими элементами 116, например, посредством вставления штифтов 460 через соединительные элементы 118 на поддерживающих элементах 116. Другие конструкции включают в себя другие способы, посредством которых контейнер 444 может быть соединен с верхней стрелой 16 в сборе. После соединения контейнера 444 с верхней стрелой 16 в сборе, верхнюю стрелу 16 в сборе поднимают, поднимая тем самым контейнер 444 из тележки 448 для того, чтобы устройство 10 для вертикальной транспортировки контейнера и контейнер 444 могли перемещаться вместе к шахте 408.
Со ссылкой на фиг. 33 и 34, после того как устройство 10 для вертикальной транспортировки контейнера достигнет шахты 408, контейнер 444 располагают над стыковочным устройством 436. Затем контейнер 444 опускают на стыковочное устройство 436. Стыковочное устройство 436 включает в себя внутренний выступ 464. Контейнер 444 опускают до тех пор, пока он не будет расположен на внутреннем выступе 464, при этом контейнер 444 частично вставлен в стыковочное устройство 436.
Со ссылкой на фиг. 31 и 34, контейнер 444 включает в себя отверстие 468 на своей верхней поверхности. Многоцелевая емкость 472 расположена под отверстием 468 и внутри контейнера 444. Емкость 472 содержит, например, отработанное ядерное топливо и/или другой материал, предназначенный для хранения внутри резервуара 404 для хранения. Как показано на фиг. 34, способ включает в себя опускание нижнего блока 18 в сборе вниз через отверстие 468 и соединение нижнего блока 18 в сборе с емкостью 472. Компактная конструкция нижнего блока 18 в сборе обеспечивает вхождение без зазора нижнего блока 18 в сборе внутрь этого отверстия 468.
Хотя это не показано, контейнер 444 дополнительно включает в себя нижнюю крышку, которая выполнена с возможностью снятия с контейнера 444. После удаления такой нижней крышки верхнюю стрелу 16 в сборе используют затем для опускания нижнего блока 18 в сборе и присоединенной емкости 472 вниз в резервуар 404 для хранения. В особенности, полиспастные системы верхнего блока 16 в сборе, или в случае устройства 210 для транспортировки контейнера 210, барабан лебедки и системы шкивов верхнего блока 216 в сборе используются для опускания емкости вниз в камеру 432 резервуара 404 для хранения.
Как показано на фиг. 34, выравнивание резервуара 404 для хранения, стыковочного устройства 436 и емкости 472 обеспечивает плавное перемещение емкости 472 в камеру 432 резервуара 404 для хранения. Устройство 10 для транспортировки контейнера (и аналогичное устройство 210 для транспортировки контейнера) выполнено, таким образом, с возможностью одновременного обеспечения безопасности как контейнера 444, так и емкости 472. Это не только уменьшает количество операций по подъему, но также обеспечивает сейсмическую оценку всей работы.
Со ссылкой на фиг. 35, после вставления емкости 472 в камеру 432, контейнер 444 и стыковочное устройство 436 удаляют посредством, например, подвесного устройства 424 с четырьмя точками крепления. Затем крышку 416 переустанавливают на основание 412.
Хотя изобретение было подробно описано со ссылкой на конкретные предпочтительные конструкции, в рамках объема и сущности изобретения возможны изменения и модификации одного или более описанных независимых аспектов изобретения.