Магистральный контейнерный трубопровод
MAIN CONTAINER PIPELINE

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано для транспортирования грузов в контейнерах по трубопроводам на магистральных транспортных направлениях (например, в корпоративных и межкорпоративных логистических системах).
В современной логистике основная доля перемещаемых объемов малогабаритных грузов в схеме «складирование - транспортирование -реализация товаров» приходится на автомобильный транспорт. В условиях напряженного транспортного трафика, особенно - в крупных мегаполисах, это проявляется в нарушении ритмичности и снижении безопасности автомобильных перевозок. Эффективным направлением решения перечисленных проблем является транспортирование грузов в контейнерах по магистральным контейнерным трубопроводам.
При рассмотрении технической литературы выявлен ряд конструктивных решений, относящихся к указанной проблематике.
Известна установка для пневматического транспортирования грузов в контейнерах по трубопроводам, содержащая воздуходувные станции, шлюзовые камеры в виде участка трубопровода между двумя полноприводными затворами, патрубки для отвода газа, оснащенные регулируемыми клапанами, перфорированный участок трубопровода длиной не более длины контейнера, датчики прохождения контейнеров (свидетельство на изобретение SU 787305, кл. B65G 51/00, опубл. 15.12.1980 г.).
Недостатками данной установки являются:
отсутствие возможности для перемещения через воздуходувные станции транзитных контейнеров в период приема извлекаемого контейнера;
необходимость создания высокого давления для обеспечения перемещения контейнеров на большие расстояния между воздуходувными станциями, что требует увеличения толщины стенок труб и, как следствие, металлоемкости трубопровода.
Известна трубопроводная система для транспортировки контейнеров, содержащая замкнутый трубопровод с непрерывно циркулирующей в нем жидкостью, станции загрузки и разгрузки, выполненные в виде байпаса, перегородки, размещенные в начальной и конечной точках трубопровода на участках станций загрузки и разгрузки (свидетельство на изобретение SU 1761644, кл. B65G 51/00, опубл. 15.09.1992 г.).
Недостатками данной трубопроводной системы являются:
отсутствие возможности для пропуска на участке станции загрузки и разгрузки транзитных контейнеров в период помещения в трубопровод загружаемого контейнера
необходимость создания высокого давления для обеспечения перемещения контейнеров на большие расстояния между станциями загрузки и разгрузки, что требует увеличения толщины стенок труб и, как следствие, металлоемкости трубопровода.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является магистральный контейнерный трубопровод, содержащий перегрузочные станции и трубопровод, транзитные станции, коллекторы, каждый из которых состоит из двух шлюзовых камер и переключателя шаровидной формы, приемные и подающие отводы шлюзовых камер перегрузочной станции с коллекторными переключателями, разгрузочная камера, присоединенная к приемному отводу и оснащенная демпфером для торможения поступающего в нее контейнера и разгрузочным люком, выполненным в нижней части разгрузочной камеры, загрузочная камера, присоединенная к подающему отводу для размещения в ней загружаемого контейнера (заявка на изобретение RU 2015 123 835, в отношении которой принято решение о выдаче патента, кл. B65G 51/04, опубл. 10.01.2017, бюл. №1).
Недостатками данного магистрального контейнерного трубопровода являются:
сложность конструкции, требующей применения транзитных станций с комплексом обвязочных нагнетательных и всасывающих трубопроводов с переключателями;
неравномерность распределения давления газообразной рабочей среды по длине магистрального контейнерного трубопровода, что не позволяет поддерживать технологические параметры, при которых обеспечивается сохранение заданной дистанции между контейнерами в процессе их перемещения по трубопроводу.
Задача, решаемая в изобретении, заключается в устранении указанных недостатков путем исключения из конструкции магистрального контейнерного трубопровода транзитных станций и применения технического решения, обеспечивающего равномерное распределение давления газообразной рабочей среды по длине магистрального контейнерного трубопровода.
Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции магистрального контейнерного трубопровода и обеспечении сохранения заданной дистанции между контейнерами в процессе их перемещения по трубопроводу.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что согласно изобретению магистральный контейнерный трубопровод содержит основной трубопровод, пневмопровод, снабженный присоединенными к трубопроводу пневмопатрубками с пневмопереключателями, перегрузочные станции, каждая из которых оснащена нагнетательным узлом, коллекторным узлом, складскими терминалами, приемными и подающими отводами, присоединенными к коллекторному узлу и складским терминалам, коллекторный узел снабжен основным и перегрузочным отводами трубопровода и коллекторными переключателями, каждый из которых оснащен переключающим стаканом с выполненными в нем основным и перегрузочным каналами и подъемным механизмом.
Изобретение поясняется фиг. 1-7.
На фиг. 1 изображен основной трубопровод в разрезе с контейнерами, находящимися в исходном положении.
На фиг. 2 изображен основной трубопровод в разрезе с контейнерами, находящимися в последующем положении.
На фиг. 3 изображен пневмопереключатель при открытом положении пневмопатрубка.
На фиг. 4 изображен пневмопереключатель при закрытом положении пневмопатрубка.
На фиг. 5 изображена общая схема магистрального контейнерного трубопровода.
На фиг. 6 изображен коллекторный переключатель в положении, соединяющем основной трубопровод с основным отводом.
На фиг. 7 изображен коллекторный переключатель в положении, соединяющем основной трубопровод с перегрузочным отводом.
На фиг. 1-7 применены следующие обозначения:
1 - основной трубопровод;
2 - пневмопровод;
3 - пневмопатрубок;
4 - контейнер;
5 - манжета;
6 - элементы качения;
7 - пневмопереключатель;
8 - золотник;
9 - ролик;
10 -пневмоканал;
11 -перегрузочная станция;
12 - коллекторный узел;
13 - нагнетательный узел;
14 - подающий отвод;
15 - приемный отвод;
16 - складской терминал;
17 - коллекторный переключатель;
18 - переключающий стакан;
19 - основной канал;
20 - перегрузочный канал;
21 - подъемный механизм;
22 - основной отвод;
23 - перегрузочный отвод.
Магистральный контейнерный трубопровод работает следующим образом.
Прокладывают основной трубопровод 1, параллельно ему прокладывают пневмопровод 2, соединяют их между собой пневмопатрубками 3 с обеспечением угла наклона каждого из них, равного 45° по направлению движения контейнеров 4, и расстояния между соседними пневмопатрубками 3, равного длине контейнера 4, что обеспечивает равномерное распределение давления газообразной рабочей среды по длине основного трубопровода 1. При этом каждый пневмопатрубок 3 снабжают пневмопереключателем 7 регулирующим подачу газообразной рабочей среды в основной трубопровод 1. Каждый пневмопереключатель 7 снабжают золотником 8 с пневмоканалом 10 и роликом 9; при этом золотник 8 выполняют подпружиненным с возможностью открывания и перекрывания внутреннего сечения пневмопатрубка 3; нормальное положение золотника 8 - крайнее верхнее, которое обеспечивает перекрытие пневмопатрубка 3. На каждой перегрузочной станции 11 устраивают коллекторный узел 12, обеспечивающий распределение контейнеров 4 по направлениям транзитного или перегрузочного перемещения, нагнетательный узел 13, обеспечивающий создание избыточного давления газообразной рабочей среды в пневмопроводе 2, подающие отводы 14, обеспечивающие подачу контейнеров 4 в перегрузочный отвод 23 коллекторного узла 12 и далее - в основной трубопровод 1, приемные отводы 15, обеспечивающие перемещение контейнеров 4 из перегрузочного канала 20 в складские терминалы 16. На входе и выходе коллекторного узла 12 устанавливают коллекторные переключатели 17, обеспечивающие перемещение контейнеров 4 по основному отводу 22 (при транзитном движении) или перегрузочному отводу 23. Кроме того, коллекторные переключатели 17 устанавливают в местах присоединения подающих отводов 14 и приемных отводов 15 к перегрузочному отводу 23 коллекторного узла 12. Нормальное положение коллекторных переключателей 17 установленных на входе и выходе коллекторного узла 12, - совмещенное положение внутренней полости основного канала 19, выполненного в переключающем стакане 18 коллекторного переключателя 17, с внутренними полостями основного отвода 22 и основного трубопровода 1. Нормальное положение коллекторных переключателей 17, установленных в местах присоединения подающих отводов 14 и приемных отводов 15 к перегрузочному отводу 23 коллекторного узла 12, - совмещенное положение внутренней полости основного канала 19, выполненного в переключающем стакане 18 коллекторного переключателя 17, с внутренней полостью основного перегрузочного отвода 23 на входе и выходе коллекторного переключателя 17. Контейнеры 4 и коллекторные переключатели 17 выполняют с возможностью взаимного сопряжения их конструкций при движении контейнеров 4 по основным 19 и перегрузочным 20 каналам переключателей 17. Каждый контейнер 4 снабжают манжетой 5, закрепляемой на передней части обечайки контейнера 4, и двумя группами элементов качения 6, первую из которых размещают на передней части обечайки контейнера 4, за манжетой 5, а вторую - на задней части обечайки контейнера 4. В каждой группе элементов качения 6 используют по три элемента качения 6, которые устанавливают по окружности обечайки контейнера 4 на расстоянии друг от друга, равном 1/3 длины этой окружности. При этом обеспечивают одинаковые параметры по габаритам и полной массе (с грузом) каждого контейнера 4. Основной трубопровод 1 и пневмопровод 2 соединяют с перегрузочными станциями 11.
При загрузке контейнеров 4 в основной трубопровод 1 на перегрузочной станции 11 выполняют следующие действия: контейнер 4 перемещают из складского терминала 16 через подающий отвод 14 в перегрузочный отвод 23 коллекторного узла 12; с помощью подъемного механизма 21 открывают коллекторный переключатель 17, установленный в месте присоединения подающего отвода 14 к перегрузочному отводу 23, обеспечивая совмещение внутренней полости перегрузочного канала 20, выполненного в переключающем стакане 18 коллекторного переключателя 17, с внутренними полостями перегрузочного отвода 23 и подающего отвода 14; открывают коллекторный переключатель 17, установленный на выходе коллекторного узла 12, в месте присоединения перегрузочного 23 и основного 22 отводов к основному трубопроводу 1, обеспечивая совмещение внутренней полости перегрузочного канала 20, выполненного в переключающем стакане 18 коллекторного переключателя 17, с внутренними полостями перегрузочного отвода 23 и основного трубопровода!; под воздействием давления газообразной рабочей среды, создаваемого в нагнетательном узле 13 и передаваемого через пневмопровод 2 и пневмопатрубки 3 во внутреннюю полость основного трубопровода 1, перемещают контейнеры 4 в основном трубопроводе 1. Каждый последующий контейнер 4 перемещают в трубопровод 1 аналогичным способом с соблюдением расстояния между соседними контейнерами 4 не менее длины одного контейнера 4.
Для обеспечения равномерного перемещения контейнеров 4 в основном трубопроводе 1, с соблюдением дистанции между ними, равной длине контейнера 4, выполняют следующие действия: при подходе контейнера 4 к каждому из мест установки пневмопатрубков 3, оснащенных пневмопереключателями 7, под механическим воздействием манжеты 5 контейнера 4 ролик 9 и соединенный с ним золотник 8 перемещают в нижнее положение, обеспечивая осевое совмещение внутренних полостей пневмоканала 10 золотника 8 и пневмопатрубка 3 и, тем самым, открывая поступление газообразной рабочей среды из пневмопровода 2 во внутреннюю полость основного трубопровода 1; в результате воздействия давления газообразной рабочей среды на внутреннюю поверхность манжеты 5 обеспечивают поступательное движение контейнера 4; после прохождения задней части контейнера 4 положения, занимаемого роликом 9, обеспечивают возвращение золотника 8 в исходное положение, перекрывая тем самым внутреннее сечение пневмопатрубка 3 и прекращая подачу из него газообразной рабочей среды во внутреннюю полость основного трубопровода 1, в результате чего предотвращают создание противодавления в пространстве между соседними контейнерами 4 и обеспечивают равномерность их перемещения.
Для перемещения контейнера 4 из основного трубопровода 1 в складской терминал 16 перегрузочной станции 11 выполняют следующие действия: с помощью подъемного механизма 21 открывают коллекторный переключатель 17, установленный на входе коллекторного узла 12, обеспечивая совмещение внутренней полости перегрузочного канала 20, выполненного в переключающем стакане 18 коллекторного переключателя 17, с внутренними полостями основного трубопровода 1 и перегрузочного отвода 23; с помощью подъемного механизма 21 открывают коллекторный переключатель 17, установленный в месте присоединения подающего отвода 14 к перегрузочному отводу 23, обеспечивая совмещение внутренней полости перегрузочного канала 20, выполненного в переключающем стакане 18 коллекторного переключателя 17, с внутренними полостями перегрузочного отвода 23 и приемного отвода 15; перемещают контейнеры 4 через перегрузочный отвод 23 и приемный отвод 15 в складской терминал 16. В отношении последующих контейнеров 4 рассмотренную последовательность действий повторяют.
При транзитном перемещении контейнера 4 через перегрузочную станцию 11 коллекторные переключатели 17, установленные на входе и выходе коллекторного узла 12, оставляют в нормальном положении, при котором основной канал 19 коллекторного переключателя 17 совмещается с основным трубопроводом 1 и основным отводом 22.
Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается упрощение конструкции магистрального контейнерного трубопровода и обеспечение сохранения заданной дистанции между контейнерами в процессе их перемещения по основному трубопроводу.