ТРАНСПОРТНЫЙ КОНТЕЙНЕР СО СДВИЖНЫМ ДНИЩЕМ И СПОСОБ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ
TRANSPORT CONTAINER WITH SLIDING BOTTOM AND METHOD FOR OPERATION THEREOF

Область техники
Предлагаемая группа изобретений относится к области перегрузочных работ, а конкретно к технологии контейнеризации насыпных грузов, их накопления, хранения, перевозки и разгрузки с использованием специализированных сухопутных и/или морских транспортных крупнотоннажных контейнеров.
Уровень техники
В настоящее время технологии перегрузочных работ насыпных грузов на суше базируются на технических возможностях подъемно-транспортных машин, обусловленных достигнутым уровнем развития науки и техники, который позволяет делать вывод о том, что при транспортировании различного сыпучего груза, а также его перевалке с одного вида транспорта на другой происходит его существенная потеря, что снижает технические и экономические показатели применяемых в настоящее время технологий.
Что касается речных и морских грузоперевозок насыпного груза, то можно отметить, что накопление судовой партии сыпучего груза требует наличия специализированных складских мощностей в непосредственной близости от порта, кроме того, дальнейшая транспортировка сыпучего груза до трюма судна и последующая выгрузка, потребует использования дополнительного подъемно-транспортного оборудования, что значительно увеличивает время и усложняет весь комплекс перегрузочных мероприятий в порту.
Из уровня техники известен способ транспортировки и перевалки насыпных грузов в трюм судна посредством крупнотоннажных контейнеров со съемной крышкой с помощью револьверного спредера компании “RAM”. Данный способ позволяет минимизировать возможные потери насыпного груза  при транспортировке и выгрузке, однако, указанные контейнеры обладают сложной конструкцией и как следствие высокой себестоимостью их изготовления, кроме того, их функциональные возможности в настоящее время существенно ограничены, поскольку технически они не адаптированы к использованию на железных дорогах России. Еще одним недостатком известной технологии является вероятное возникновение реактивной силы при высыпании груза из контейнера, приводящей к хаотичному перемещению контейнера при разгрузке, увеличению пятна разгрузки, возникновению неблагоприятных и аварийных нагрузок на узлы крана, а также необходимости дополнительных навыков оператора крана.
Наиболее близким аналогом предлагаемой группы изобретений является технология, применяемая компанией “ИСРЗ” (см. https://youtu.be/6QBwkE2Bklo) согласно, которой насыпной груз поступает через проем в крыше в специализированный крупнотоннажный транспортный контейнер, который выгружается на участке отгрузки оператором, который тянет за захватное устройство, закрепленное к механизму разгрузки контейнера.
Недостатком данной технологии является необходимость физического воздействия оператором на выгружаемый контейнер, относительная сложность конструкции, влекущая снижение надежности и вероятность самопроизвольной разгрузки при несанкционированном воздействии на механизм открывания, а также малый полезный объем контейнера данной конструкции.
Таким образом, в настоящее время, существует потребность в создании частично автоматизированной, относительно простой, надежной и эффективной технологии, осуществляющей преимущественно мультимодальную перевозку, а также контейнерное хранение и непосредственную выгрузку насыпного груза из контейнеров нетиповой конструкции в определенное место, используя при этом преимущественно штатные типовые транспортные и подъемно-транспортные машины.
Раскрытие изобретения
Технической проблемой предлагаемой группы изобретений, объединенных между собой единым изобретательским замыслом, является создание частично автоматизированной, обладающей высокими технико-эксплуатационными показателями технологии полного цикла нестандартной контейнеризации насыпных грузов, подразумевающего преимущественно мультимодальное транспортирование, хранение и последующую выгрузку насыпного груза из контейнеров специализированной конструкции, при помощи типового вспомогательного транспортного, подъемно-транспортного и иного необходимого оборудования.
Техническим результатом предлагаемой группы изобретений, который объективно проявляется при использовании предлагаемого нетипового транспортного контейнера со сдвижным днищем, и при реализации предлагаемого способа его эксплуатации, является повышение надежности и производительности за счет упрощенной и технологичной конструкции транспортного контейнера, минимизации непроизвольных потерь насыпного груза, а также эффективного использования практически всего полезного объема транспортного контейнера.
Указанный технический результат достигается с помощью предлагаемого транспортного контейнера для сыпучих материалов, который состоит из силового каркаса с боковыми стенками, по меньшей мере, одним погрузочным проемом в верхней части и днищем, содержащим подвижную и неподвижную части, при этом неподвижная часть изготовлена в виде предпочтительно поперечно или продольно ориентированных неподвижных элементов, уложенных с образованием между ними чередующихся разгрузочных зазоров, а подвижная часть выполнена в виде, управляемой приводным исполнительным органом, конструкции преимущественно рамного типа с чередующимися, имеющими обращенную внутрь поверхность профилями, которые в закрытом положении блокируют выгрузку, а в открытом положении с помощью сквозных проемов между ними активируют выгрузку, образуя при этом необходимый уклон для беспрепятственного прохождения наружу сыпучего материала.
В частных вариантах исполнения предлагаемого транспортного контейнера исполнительный орган может быть выполнен в виде гидроцилиндра, пневмоцилиндра, червячной передачи, зубчатой рейки или индуктивной катушки с заданным рабочим ходом.
По одному из предпочтительных вариантов исполнения предлагаемого транспортного контейнера он снабжен дистанционно управляемой силовой электростанцией для электропитания исполнительного органа.
Указанная дистанционно управляемая силовая электростанция может являться автономной, например, иметь аккумулятор (желательно во время транспортирования подключать его к бортовой сети транспортного средства) или двигатель внутреннего сгорания   или является неавтономной и, например, подключена к внешней электрической сети.
По одному из частных вариантов исполнения предлагаемый транспортный контейнер может быть снабжен откидным мягким пологом для закрытия погрузочного проема в верхней части.
Указанный технический результат достигается также с помощью способа эксплуатации транспортного контейнера для сыпучих материалов, состоящего из силового каркаса с боковыми стенками, по меньшей мере, одного погрузочного проема в верхней части и днища, содержащего подвижную и неподвижную части, причем неподвижная часть изготовлена в виде неподвижных элементов, уложенных с образованием между ними чередующихся разгрузочных зазоров, а подвижная часть выполнена в виде конструкции преимущественно рамного типа с чередующимися, имеющими обращенную внутрь поверхность профилями, включающий погрузку сыпучего материала в транспортный контейнер через упомянутый, по меньшей мере, один погрузочный проем в верхней части транспортного контейнера, преимущественно мультимодальную транспортировку транспортного контейнера до места назначения, и стадию отгрузки сыпучего материала в определенное место путем крепления транспортного контейнера с помощью грузозахватного средства к подъемно-транспортной машине, доставляющей транспортный контейнер в зону выгрузки, и последующую непосредственную выгрузку сыпучего материала путем перемещения подвижной части днища относительно его неподвижной части приводным исполнительным органом из закрытого положения, при котором профили блокируют выгрузку в открытое положение, при котором профили с помощью изготовленных сквозных проемов между ними активируют выгрузку, образуя при этом необходимый уклон для беспрепятственного прохождения наружу сыпучего материала.
По одному из частных вариантов осуществления предлагаемого способа эксплуатации транспортного контейнера для сыпучих материалов в качестве грузозахватного средства используется спредер или траверса.
По одному из частных вариантов осуществления предлагаемого способа эксплуатации транспортного контейнера для сыпучих материалов грузозахватное средство снабжено дистанционно управляемой силовой электростанцией для электропитания исполнительного органа контейнера.
В предлагаемой технологии контейнеризации насыпных грузов крупнотоннажный транспортный контейнер содержит силовой каркас с днищем, боковыми стенками и погрузочным проемом в верхней части, в результате чего создается надежная, а следовательно долговечная, простая и весьма удобная для загрузки сыпучим материалом конструкция, обладающая при этом высокими показателями прочности и жесткости, кроме того, за счет верхней загрузки обеспечивается более полная загрузка полезного объема контейнера, что соответственно существенно повышает производительность всего цикла контейнеризации насыпных материалов.
В результате того, что днище транспортного контейнера выполнено с возможностью выгрузки сыпучего груза создается принципиально новый прием, используемый в области контейнеризации, что обеспечивает высокие эксплуатационные качества, в том числе технологичность и оперативность выгрузки материалов.
Если охарактеризовать конструкцию днища контейнера более детально, то она состоит из двух основных частей, при этом первая часть неподвижная и изготовлена из неподвижных элементов, например балок, уложенных так, что образуются между ними зазоры, через которые проходит выгружаемый материал, а подвижная часть выполнена в виде конструкции, например рамного типа, которая управляется исполнительным органом, который осуществляет ее линейное движение относительно упомянутой неподвижной части, при этом последовательно чередующиеся поперечные или продольные профили между, которыми также существуют сквозные проемы (для прохождения груза) указанной рамной конструкции имеют поверхность, обращенную внутрь, например, имеют V- образное поперечное сечение, что в свою очередь обеспечивает простую, надежную в работе высокотехнологичную конструкцию, сводящую к минимуму возможные непреднамеренные потери сыпучего груза.
Как уже было указано ранее, в соответствии с предлагаемой технологией контейнеризации, непосредственная выгрузка сыпучего груза обеспечивается путем перемещения подвижной части днища относительно его неподвижной части из закрытого положения, при котором профили блокируют выгрузку в открытое положение, при котором профили с помощью сквозных проемов между ними (сквозных проемов подвижной части) активируют выгрузку сыпучего груза, образуя при этом достаточный уклон (определенный в ходе испытательных работ) для эффективного быстрого и беспрепятственного прохождения наружу сыпучего материала, что в свою очередь создает  быстрый, безопасный и эффективный метод выгрузки, который не требует наклона контейнера, не требует ручной выгрузки или иных мероприятий усложняющих или замедляющих процесс выгрузки.
Также согласно предлагаемой технологии контейнеризации насыпных грузов подразумевается погрузка через верхний проем контейнера, преимущественно мультимодальная транспортировка контейнеров, а также выгрузка с использованием подъемно-транспортных машин и грузозахватных средств, что повышает комплексную надежность, оперативность и эффективность всего предлагаемого технологического цикла контейнеризации насыпных грузов.
Таким образом, предлагаемая группа изобретений формирует совокупности существенных признаков необходимых и достаточных для достижения технического результата, заключающегося в создании высокотехнологичной технологии, обладающей высокой надежностью, эффективностью, производительностью и простотой и надежностью используемых конструкций, что в свою очередь в достаточной степени решает техническую проблему разработки частично автоматизированной, обладающей высокими технико-эксплуатационными показателями технологии полного цикла нестандартной контейнеризации насыпных грузов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен общий вид контейнера;
На фиг. 2 показан вариант загрузки транспортного контейнера сыпучим материалом;
На фиг. 3 показан  процесс выгрузки сыпучего материала из транспортного контейнера;
На фиг. 4 представлен вариант захвата транспортного контейнера спредером, который оснащен силовой станцией;
На фиг. 5 представлен вариант захвата транспортного контейнера траверсой, которая оснащена силовой станцией;
На фиг. 6 представлен вариант исполнения транспортного контейнера с силовой станцией;
На фиг. 7 представлен вариант транспортного контейнера с раздвижным днищем в положении “закрыто”;
На фиг. 8 представлен вариант транспортного контейнера с раздвижным днищем в положении “открыто”.
Осуществление изобретения
Предлагаемая группа изобретений поясняется конкретными примерами реализации, которые, однако, не является единственно возможными, но наглядным образом демонстрирует достижение указанными совокупностями существенных признаков объективно проявляющегося технического результата, который решает, указанную техническую проблему.
Предлагаемая технология полного цикла нестандартной контейнеризации насыпных грузов, подразумевающая транспортирование, хранение выгрузку сыпучих материалов, содержит следующие средства и элементы:
1 – транспортный контейнер;
2 – элементы силового каркаса;
3 – днище;
4 – боковые стенки;
5 – откидной полог;
6 – погрузочный проем;
7 – сыпучий материал;
8 – силовая станция;
9 – спредер;
10 – траверса;
11 – гибкий строп;
12 – неподвижные элементы неподвижной части;
13 – подвижные профили подвижной части;
14 – чередующиеся разгрузочные зазоры неподвижной части;
15 – чередующиеся сквозные проемы подвижной части;
16 – приводной исполнительный орган.
Согласно предлагаемой технологии нестандартной контейнеризации транспортный контейнер 1 для сыпучих материалов 7 состоит из силового каркаса, включающего  элементы 2.
Транспортный контейнер 1 содержит боковые стенки 4, раздвижное днище 3 и погрузочный проем 6 в своей верхней части.
Раздвижное днище 3 состоит из двух основных частей – подвижной части и неподвижной части.
Неподвижная часть раздвижного днища 3 изготовлена в виде  поперечно или продольно ориентированных неподвижных элементов 12, выполненных, например, в виде балок, которые уложены так, что между ними образованы чередующиеся разгрузочные зазоры 14.
Подвижная часть раздвижного днища 3 управляется приводным исполнительным органом 16, который осуществляет ее линейное возвратно-поступательное перемещение относительно неподвижной части. Подвижная часть представляет из себя рамную конструкцию, включающую поперечно или продольно расположенные чередующиеся (подвижные) профили 13, которые имеют обращенную внутрь поверхность.
Подвижная часть раздвижного днища 3 сконструирована так, что подвижные профили 13 в положении “закрыто” блокируют выгрузку, располагаясь при этом над чередующимися разгрузочными зазорами 14 неподвижной части, а в положении “открыто” подвижные профили 13 располагаются над неподвижными элементами 12 и с помощью чередующихся сквозных проемов 15, располагающихся над чередующимися разгрузочными зазорами 14 активируют выгрузку, образую при этом необходимый (требуемый) уклон, определенный в ходе испытаний, что обеспечивает беспрепятственное прохождение наружу сыпучего материала.
Исполнительный орган 16 выполнен в виде пневмоцилиндра или гидроцилиндра.
Питание исполнительного органа 16 может быть произведено посредством дистанционно управляемой электростанции 8, которая может быть оборудована как на самом транспортном контейнере, так и на внешнем оборудовании, например на грузозахватном оборудовании таком, как спредер 9 или траверса 10.
Силовая электростанция 8 может быть автономной и иметь, например двигатель внутреннего сгорания, а может быть неавтономной, подключенной к внешней электрической сети.
Сверху транспортный контейнер 1 снабжен откидным пологом 5 для закрытия погрузочного проема 6 после загрузки сыпучего материала 7.
Согласно предлагаемой технологии нестандартной контейнеризации способ эксплуатации транспортного контейнера 1 для сыпучих материалов, состоящего как указано ранее из силового каркаса 2 с боковыми стенками 4, погрузочного проема 6 и сдвижного днища 3, содержащего подвижную и неподвижную части, включает стадию погрузки сыпучего материала 7 в транспортный контейнер 1 через погрузочный проем 6 в верхней части транспортного контейнера 1, стадию мультимодальной транспортировки транспортного контейнера 1 до места назначения, и стадию отгрузки сыпучего материала 7 в определенное (необходимое) место путем крепления транспортного контейнера 1 с помощью грузозахватного средства, такого как спредер 9 или траверса 10 к подъемно-транспортной машине (подъемный кран), доставляющей транспортный контейнер 1 в зону выгрузки, а также последующую непосредственную выгрузку сыпучего материала 7 путем перемещения подвижной части днища 3 относительно его неподвижной части приводным исполнительным органом 16 из закрытого положения, при котором подвижные профили 13 блокируют выгрузку в открытое положение, при котором подвижные профили 13 с помощью изготовленных между ними чередующихся сквозных проемов 15 активируют выгрузку, образуя при этом необходимый (требуемый) уклон для беспрепятственного прохождения наружу сыпучего материала.
Согласно заявляемой технологии крупнотоннажный транспортный контейнер 1 содержит силовой каркас с его элементами 2 с днищем 3, боковыми стенками 4 и погрузочным проемом 6 в верхней части, в следствии чего создается надежная, а следовательно долговечная, простая и весьма удобная для загрузки сыпучим материалом 7 конструкция, обладающая при этом высокими показателями прочности и жесткости, кроме того, за счет верхней загрузки обеспечивается более полная загрузка полезного объема транспортного контейнера 1, что соответственно существенно повышает производительность всего цикла контейнеризации насыпных материалов 7.
Как указано выше, подвижное днище 3 транспортного контейнера 1 выполнено с возможностью выгрузки сыпучего материала 7 создается принципиально новый прием, используемый в области контейнеризации, что обеспечивает высокие эксплуатационные качества, в том числе технологичность и оперативность выгрузки сыпучих материалов 7.
Как уже было отмечено ранее конструкция подвижного днища 3 транспортного контейнера 1  состоит из двух основных частей, при этом первая часть неподвижная и изготовлена из неподвижных элементов 12, например балок, уложенных так, что между ними образуются чередующиеся разгрузочные зазоры 14, через которые проходит выгружаемый сыпучий материал 7, а подвижная часть выполнена в виде конструкции, например рамного типа, которая управляется исполнительным органом 16, который осуществляет ее линейное движение относительно упомянутой неподвижной части, при этом последовательно чередующиеся поперечные или продольные подвижные профили 13 между, которыми также существуют чередующиеся сквозные проемы 15 (для прохождения груза) указанной рамной конструкции имеют поверхность, обращенную внутрь, например, имеют V- образное поперечное сечение, что в свою очередь обеспечивает простую, надежную в работе высокотехнологичную конструкцию, сводящую к минимуму возможные непреднамеренные потери сыпучего груза.
Непосредственная выгрузка сыпучего материала 7 производится путем перемещения подвижной части днища 3 относительно его неподвижной части из закрытого положения, при котором подвижные профили 13 блокируют выгрузку в открытое положение, при котором подвижные профили 13 с помощью чередующихся сквозных проемов 15 между ними (сквозных проемов 15 подвижной части) активируют выгрузку сыпучего материала, образуя при этом достаточный уклон (определенный в ходе испытательных работ) для эффективного быстрого и беспрепятственного прохождения наружу сыпучего материала 7, что в свою очередь создает  быстрый, безопасный и эффективный метод выгрузки, который не требует наклона контейнера, не требует ручной выгрузки или иных мероприятий усложняющих или замедляющих процесс выгрузки.
Также важно отметить, что предлагаемая технология контейнеризации насыпных материалов 7 подразумевает погрузку через верхний погрузочный проем 6 транспортного контейнера 1, ультимодальную транспортировку транспортных контейнеров 1, а также выгрузку с использованием подъемно-транспортных машин и грузозахватных средств, что повышает комплексную надежность, оперативность и эффективность всего предлагаемого технологического цикла контейнеризации насыпных грузов.
Реализация предлагаемой технологии нестандартной контейнеризации может осуществляться следующим образом.
Изначальная загрузка сыпучим материалом транспортного контейнера 1 производится через погрузочный проем 6, при этом транспортный контейнер может быть установлен на штатную фитинговую ж/д платформу, автоконтейнеровоз либо на иную загрузочную площадку. После завершения загрузки открытый погрузочный проем 6 закрывается откидным пологом 5, после чего транспортный контейнер готов транспортировке или при необходимости к временному хранению груза.
После поступления транспортного контейнера 1 в зону разгрузки производится подключение к нему дистанционно управляемой силовой электростанции 8 для питания приводного исполнительного механизма 16. Далее производится захват транспортного контейнера 1 спредером 9 подъемного крана и транспортный контейнер 1 подается в выбранное место финальной выгрузки. Для осуществления выгрузки сыпучего материала 7 оператор подъемного крана подает посредством радиопульта команду “открыто” и приводной исполнительный орган 16 принимает поступающий сигнал и переводит подвижную часть днища 3 в открытое положение и осуществляется выгрузка сыпучего материала 7 через, чередующиеся разгрузочные зазоры 14. Оператор крана осуществляет визуальный контроль, находясь на безопасном расстоянии и по завершении иссечения груза посредством радиопульта подает команду “закрыто”, приводной исполнительный орган 16 принимает поступающий сигнал и возвращает подвижную часть днища 3 в исходное закрытое положение.
Предлагаемая группа изобретений найдет широкое применение в промышленности в области нестандартной контейнеризации сыпучих материалов.