ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ КОНТЕЙНЕРОВ
CONTAINER TRACTOR

Изобретение относится к транспортным средствам для проведения механизированной погрузки (разгрузки), доставки к местам проведения работ и хранения защищающих пожаростойких контейнеров АТ-400, предназначенных для транспортирования и длительного хранения делящихся материалов (ДМ). Масса контейнера с ДМ составляет 110-120 кг.
При воздействиях, предусмотренных правилами ОПБ3-83 и рекомендациями МАГАТЭ, на нормальные условия перевозки (падение с высоты 1,2 м, сжатие в штабеле пятикратным весом и т.д.) и на регламентированные аварийные условия (падение с высоты 9 м, пожар при температуре 800°С в течение 30 мин и т.д.) конструкция контейнера обеспечивает:
- радиационную безопасность;
- ядерную безопасность при любом количестве контейнеров и произвольном их размещении.
Контейнеры АТ-400 герметичны, что исключает выход радиоактивных материалов в окружающую среду. В то же время они являются источником ионизирующего излучения, причем мощность экспозиционной дозы в помещениях обращения и хранения контейнеров АТ-400 составляет 63,0-85 микрозиверт в час, что ограничивает время нахождения персонала в непосредственной близости от контейнеров до 1-1,2 часа. Исходя из этого, актуальной задачей при обращении с контейнерами АТ-400, содержащими ДМ, является сокращение времени нахождения персонала при работе с контейнерами и, как следствие, снижение радиационного воздействия на персонал, выполняющий технологические операции.
Известно транспортное средство для перевозки контейнеров (патент РФ №2270109, МПК В60Р 1/48), содержащее платформу для установки контейнеров, грузоподъемный механизм, который включает в себя стрелу, закрепленную с возможностью поворота в поперечной плоскости, шарнирно закрепленный гидроцилиндр подъема стрелы, снабженный механизмом изменения вылета канатной подвески. Грузоподъемный механизм установлен на платформе с возможностью продольного перемещения относительно платформы. Стрела выполнена в виде рамного каркаса, нижние концы которого шарнирно закреплены на опоре, установленной на платформе с возможностью перемещения приводом вдоль продольной оси транспортного средства. Задние концы каркаса шарнирно соединены с гидроцилиндром, шарнирно связанным с опорой, установленной с возможностью перемещения приводом вдоль продольной оси транспортного средства. Механизм изменения вылета канатной подвески выполнен в виде трособлочной системы с приводом, причем один из концов трособлочной системы связан с грузозахватом для контейнеров, а другой через поворотные блоки и поворотный блок закрепленного на стреле привода - со стрелой.
К недостаткам известного транспортного средства относится то, что грузоподъемный механизм включает в себя три привода: привод перемещения опоры вдоль продольной оси транспортного средства, гидроцилиндр подъема стрелы и гидроцилиндр изменения вылета канатной подвески. При загрузке контейнеров на платформу требуется осуществлять три движения узлов грузоподъемного механизма: перемещение грузоподъемного механизма вдоль продольной оси транспортного средства, поворот стрелы в поперечной плоскости и перемещение канатной подвески для изменения ее вылета, что увеличивает продолжительность погрузо-разгрузочных работ. Кроме того, необходимость расцепления грузозахвата с установленным на платформу контейнером перед погрузкой следующего контейнера, а затем зацепления контейнеров при их разгрузке также увеличивает продолжительность погрузо-разгрузочных работ, а следовательно, приведет к повышению радиационного воздействия на персонал при транспортировании контейнеров АТ-400.
Наличие гидроцилиндров требует монтажа насосной станции, бака, трубопроводов и пультов управления гидроцилиндрами, что усложняет конструкцию и снижает надежность работы известного транспортного средства.
Известно транспортное средство для перевозки контейнеров (патент РФ №2336188, МПК В60Р 1/48), которое выбрано заявителем в качестве прототипа.
Известное транспортное средство для перевозки контейнеров содержит платформу для установки контейнеров и два грузоподъемных механизма, установленных на платформе с возможностью их продольного перемещения относительно платформы. Каждый грузоподъемный механизм включает в себя стрелу, выполненную в виде рамного каркаса, нижние концы которого шарнирно закреплены на опоре, установленной на платформе с возможностью перемещения приводом вдоль продольной оси транспортного средства. Стрела закреплена с возможностью поворота в поперечной плоскости и соединена с гидроцилиндром подъема стрелы, шарнирно связанным с опорой, установленной с возможностью перемещения приводом вдоль продольной оси транспортного средства, и снабжена механизмом изменения вылета канатной подвески, выполненным в виде трособлочной системы с приводом. Один из концов трособлочной системы связан с грузозахватом для контейнера, а другой через поворотные блоки и поворотный блок закрепленного на стреле привода - со стрелой. На рамном каркасе каждого из грузоподъемных механизмов смонтирован гидроцилиндр фиксации поперечины, на конце каждого из которых смонтирован захват для взаимодействия с поперечиной, шарнирно соединенной со штоком гидроцилиндра подъема стрелы.
К недостаткам известного транспортного средства относится то, что каждый грузоподъемный механизм включает в себя четыре привода: привод перемещения опоры вдоль продольной оси транспортного средства, гидроцилиндр подъема стрелы, гидроцилиндр фиксации поперечины и привод изменения вылета канатной подвески.
При загрузке контейнера на платформу требуется осуществить четыре движения узлов грузоподъемного механизма: перемещение грузоподъемного механизма вдоль продольной оси транспортного средства, поворот стрелы в поперечной плоскости, перемещение канатной подвески для изменения ее вылета и перемещение захвата для фиксации поперечины, что усложняет погрузо-разгрузочные работы и увеличивает их продолжительность. Кроме того, необходимость перед погрузкой следующего контейнера осуществить расцепление грузозахвата с установленным на платформу контейнером, а затем зацепление контейнеров при их разгрузке также увеличивает продолжительность погрузо-разгрузочных работ и приведет к повышению радиационного воздействия на персонал при транспортировании контейнеров АТ-400.
Наличие гидроцилиндров требует монтажа насосной станции, бака, трубопроводов и пультов управления гидроцилиндрами, что усложняет конструкцию и снижает надежность работы известного транспортного средства.
Кроме того, транспортирование известным транспортным средством контейнеров, отцепленных от грузозахватов, не исключает их самопроизвольное перемещение по платформе при транспортировании, что усложнит их зацепление грузозахватами при разгрузке и может привести к смятию обечаек контейнеров при соударениях.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является сокращение радиационного воздействия на обслуживающий персонал за счет сокращения продолжительности погрузо-разгрузочных работ и повышение безопасности при проведении погрузо-разгрузочных работ и транспортировании контейнеров.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в проведении одновременной загрузки или разгрузки ряда контейнеров только поворотным движением стрелы грузоподъемного механизма в поперечной плоскости и транспортировании установленных на платформу контейнеров без их отцепления от грузозахватов.
Для достижения указанного технического результата в транспортном средстве для перевозки контейнеров, содержащем платформу для установки контейнеров и два грузоподъемных механизма, установленных на платформе, включающих в себя стрелы, выполненные в виде рамных каркасов с возможностью поворота в поперечной плоскости, и грузозахваты для контейнеров, поперечины рамных каркасов установлены параллельно продольной оси платформы, один конец рамных каркасов установлен на выходные валы приводов поворота, другой конец - в подшипниковые узлы стоек, размещенные на платформе соосно с выходными валами приводов поворота, а на поперечинах рамных каркасов установлены с фиксированным шагом и с возможностью вращения вокруг поперечины грузозахвата для контейнеров.
В частном случае, оси выходных валов приводов поворота расположены над продольными краями платформы.
В другом частном случае в качестве приводов поворота применены червячные двухступенчатые с самотормозящей передачей и реверсивной нагрузкой редукторы с электродвигателями переменного тока.
Кроме того, по траектории поворота рамных каркасов установлены верхние и нижние путевые выключатели, отключающие электродвигатели редукторов, причем их отключение верхними путевыми выключателями осуществляется после постановки рядов контейнеров на платформу, а нижними - после постановки рядов контейнеров на пол.
Учитывая особые условия эксплуатации:
- на платформе установлен поддон из коррозионностойкой стали, по продольной оси симметрии которого установлена перегородка, а между местом для водителя и платформой установлен защитный экран;
- платформа установлена на узкоколейную рельсовую электротележку, изготовленную из промышленной напольной электротележки ЭК-2-1 путем замены на ее колесах резиновых ободов на бандажи с ребордами;
- транспортное средство для перевозки контейнеров снабжено электрическим шкафом управления электродвигателями редукторов, путевыми переключателями и кабелем для его подключения к стационарным щиткам электропитания, установленным в местах загрузки и разгрузки контейнеров.
Размещение поперечин рамных каркасов параллельно продольной оси платформы, установка одного конца рамных каркасов на выходные валы приводов поворота, а другого конца в подшипниковые узлы стоек, размещенные на платформе соосно с выходными валами приводов поворота, установка на поперечинах рамных каркасов с фиксированным шагом грузозахватов для контейнеров позволили:
- вращением выходных валов приводов поворота осуществить по отдельности или одновременный поворот рамных каркасов в поперечной плоскости транспортного средства и разместить их поперечины со смонтированными на них грузозахватами над рядами контейнерами, установленными на полу вдоль платформы с обеих сторон;
- осуществить зацепление контейнеров грузозахватами;
- вращением выходных валов приводов поворота в обратную сторону осуществить по отдельности или одновременный поворот рамных каркасов с зацепленными рядами контейнеров в поперечной плоскости транспортного средства и установить два ряда контейнеров на платформу, и тем самым провести загрузку контейнеров только поворотным движением стрелы грузоподъемного механизма в поперечной плоскости;
- осуществить транспортировку установленных на платформу контейнеров без их отцепления от грузозахватов, сократив тем самым продолжительность проведения погрузо-разгрузочных работ и повысив безопасность при транспортировании контейнеров;
- затем вращением выходных валов приводов поворота осуществить по отдельности или одновременный поворот рамных каркасов с зацепленными рядами контейнеров в поперечной плоскости транспортного средства и установить контейнеры на полу вдоль платформы с обеих сторон, снять грузозахваты с контейнеров, а рамные каркасы возвратить приводами поворотов в исходное положение и тем самым провести разгрузку контейнеров только поворотным движением стрелы грузоподъемного механизма в поперечной плоскости.
Установка на поперечинах рамных каркасов грузозахватов с возможностью их вращения вокруг поперечины позволили при поворотном движении рамных каркасов сохранять вертикальное положение контейнеров.
Расположение продольных осей выходных валов приводов поворота и подшипниковых узлов стоек над продольными краями платформы позволило получить минимально возможную высоту рамного каркаса, обеспечивающую зацепление контейнеров, расположенных на полу вдоль платформы, и их установку на платформу, а в результате обеспечить высоту поднятия контейнеров от уровня пола, не превышающую допустимую 1,2 м при нормальных условиях эксплуатации.
Применение в качестве приводов поворота червячных двухступенчатых с самотормозящей передачей и реверсивной нагрузкой редукторов позволило исключить самопроизвольный поворот нагруженных рамных каркасов и обеспечить остановку рамных каркасов при выключениях электродвигателей и их реверсивное поворотное движение.
Установка по траектории движения рамных каркасов верхних путевых выключателей, отключающих электродвигатели редукторов после постановки контейнеров на платформу, позволяет осуществлять транспортирование стоящих на платформе контейнеров в зацепленном грузозахватами положении, но без нагрузки на грузозахваты, что не только повышает безопасность при транспортировании контейнеров, но и не требует зацепления их при последующей разгрузке, сокращая продолжительность погрузо-разгрузочных работ и снижая радиационное воздействие на персонал.
Установка по траектории движения рамных каркасов нижних путевых выключателей, отключающих электродвигатели редукторов после постановки контейнеров на пол, позволяет получить зазор в грузозахватах, необходимый для их отсоединения от контейнеров.
Установка на платформе поддона с отбортовкой и установленной по его центральной продольной оси перегородкой, выполненных из коррозионностойкой стали, позволили ограничить самопроизвольное перемещение при транспортировании установленных между ними контейнеров и снизить возможные нагрузки на грузозахваты при транспортировке, а также осуществлять, при необходимости, дезактивацию поддона.
Установка защитного экрана между местом для водителя и платформой позволяет снизить радиационное воздействие на водителя при транспортировании контейнеров АТ-400.
Установка платформы на узкоколейную рельсовую электротележку, изготовленную из промышленной напольной электротележки ЭК-2-1, путем замены на ее колесах резиновых ободов на бандажи с ребордами, позволили обеспечить более безопасное, по сравнению с напольным, транспортирование контейнеров по имеющейся узкоколейной железной дороге за счет упрощения управлением транспортным средством.
Снабжение предлагаемого транспортного средства для перевозки контейнеров электрическим шкафом управления электродвигателями редукторов, путевыми выключателями и кабелем для его подключения к стационарным щиткам электропитания, установленным в местах загрузки и разгрузки контейнеров, позволило использовать аккумуляторную батарею электротележки только для транспортирования контейнеров, а для работы грузоподъемных механизмов использовать имеющуюся сеть переменного тока и, тем самым, увеличить пробег электротележки между подзарядками аккумуляторной батареи.
Предлагаемое транспортное средство для перевозки контейнеров АТ-400 иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, фиг.2 и фиг.3.
На фиг.1 показан вид сбоку на предлагаемое транспортное средство с загруженными контейнерами;
на фиг.2 - вид сзади на предлагаемое транспортное средство;
на фиг.3 - вид сверху на предлагаемое транспортное средство с загруженными контейнерами.
Предлагаемое транспортное средство (см. фиг.1) содержит узкоколейную рельсовую электротележку 1. В связи с тем, что промышленностью такие тележки не выпускаются, в качестве узкоколейной рельсовой электротележки 1 используется реконструированная промышленная напольная электротележка типа ЭК-2-1 грузоподъемностью 2 тонны. При реконструкции напольной электротележки в рельсовую, на ее колесах 2 вместо резиновых ободов установлены бандажи 3 с ребордами 4. На рельсовую электротележку 1 установлена платформа 5 с поддоном 6 и перегородкой 7, расположенной по продольной оси платформы 5. Поддон 6 и перегородка 7 выполнены из коррозионностойкой стали. На платформе 5 установлены два грузоподъемных механизма 9. Грузоподъемный механизм 9 состоит из редуктора 10, стойки 11 и рамного каркаса 12. Редуктор 10 установлен на опоре 13, которая размещена на конце платформы 5. Стойка 11, установленная на другом конце платформы 5, состоит из прикрепленной к платформе 5 опоры 14 и подшипникового узла 15, размещенного соосно с выходным валом 16 редуктора 10. Рамный каркас 12 состоит из ведущего конца 17, установленного на шпонке 18 на выходной вал 16 редуктора 10, ведомого конца 19, установленного на подшипниковый узел 15, и соединяющей их поперечины 20. На каждой поперечине 20 между фиксаторами 21 установлены с возможностью вращения вокруг поперечины 20 по три грузозахвата 22 для зацепления контейнеров 23. Между поддоном 6 и местом 24 для водителя установлен защитный экран 25.
На опоре 13 (см. фиг.2) установлены верхние путевые выключатели 26, отключающие электродвигатели 27 редукторов 10 и останавливающие повороты рамных каркасов 12 после установки контейнеров 23 на платформу 5, и нижние путевые выключатели 28, останавливающие поворот рамных каркасов 12 после установки контейнеров 23 на пол.
Оба редуктора 10 установлены на опоре 13 (см. фиг.3) таким образом, чтобы оси их выходных валов 16 располагались над краями платформы 5. В грузоподъемных механизмах 9 применены промышленные червячные двухступенчатые с самотормозящей передачей и реверсивной нагрузкой редукторы 10 с электродвигателями 27 переменного тока.
После установки грузоподъемных механизмов 9 на платформу 5, на ней могут разместиться в 2 ряда 6 контейнеров АТ-400.
Высота рамных каркасов 12 и высота грузозахватов 22 подобраны таким образом, чтобы при повороте рамного каркаса 12 к центральной оси платформы 5 контейнеры устанавливались на платформу 5 на равных расстояниях между перегородкой 7 и поддоном 6. Предлагаемое транспортное средство снабжено электрическим шкафом управления и кабелем (на чертеже не показаны) для подсоединения к стационарным щиткам электропитания, установленным в местах загрузки и разгрузки контейнеров.
Электропитание при передвижении электротележки 1 осуществляется от ее аккумуляторной батареи, а при проведении погрузо-разгрузочных работ от стационарных щитков электропитания, установленных в местах загрузки и разгрузки контейнеров.
Предлагаемое транспортное средство для перевозки контейнеров эксплуатируется следующим образом. По узкоколейной железной дороге рельсовая электротележка 1 подается к месту погрузки контейнеров 23, расставленных в ряды вдоль пути. В исходном положении рамные каркасы 12 расположены над платформой 5. Осуществляется соединение кабелем электрического шкафа управления, расположенного на транспортном средстве, к стационарному щитку питания. С электрического шкафа управления осуществляется подача электроэнергии на электродвигатели 27 редукторов 10 и управление их работой. При включении в работу редукторов 10 их выходные валы 16 вращаются в противоположные стороны и поворачивают присоединенные к ним на шпонках 18 ведущие концы 17 рамных каркасов 15, выводя поперечины 20 с установленными на них грузозахватами 22 за пределы платформы 5 до срабатывания нижних путевых выключателей 28. При этом грузозахваты 22 размещаются над рядами контейнеров 23, расположенными на полу вдоль платформы 5. Далее вручную осуществляется зацепление контейнеров грузозахватами 22 и последующее включение электродвигателей 27 редукторов 10, осуществляющих вращение выходных валов 16 редукторов 10 в противоположных направлениях. В результате присоединенные к выходным валам 16 рамные каркасы 12 поворачиваются в направлении к платформе 5, размещая поперечины 20 с контейнерами23 над ней до срабатывания верхних путевых выключателей 26. Поворот рамных каркасов 12 может осуществляться как по отдельности, так и одновременно. При этом срабатывание верхних путевых выключателей 26 и выключение электродвигателей 27 осуществляется после установки контейнеров 23 на платформу 5, где каждый ряд контейнеров размещается на поддоне 6 между его бортиком и перегородкой 7. Далее отсоединяется кабель электрического шкафа управления, расположенного на транспортном средстве, от стационарного щитка питания и контейнеры 23, оставаясь зацепленными грузозахватами 22, транспортируются электротележкой 1 к месту разгрузки.
Разгрузка контейнеров осуществляется следующим образом.
На месте разгрузки вновь осуществляется соединение кабелем электрического шкафа управления, расположенного на транспортном средстве, к стационарному щитку питания. С электрического шкафа управления осуществляется подача электроэнергии на электродвигатели 27 редукторов 10 и управление их работой. При включении в работу редукторов 10 их выходные валы 16 вращаются в противоположные стороны и поворачивают присоединенные к ним ведущие концы 17 рамных каркасов 12, выводя поперечины 20 с контейнерами 23, зацепленными грузозахватами 22, за пределы платформы 5 до срабатывания нижних путевых выключателей 28. При этом срабатывание нижних путевых выключателей 28 осуществляется после установки контейнеров 23 на пол. Далее вручную осуществляется расцепление грузозахватов 22 с контейнерами 23 и последующее включение электродвигателей 27, осуществляющих вращение выходных валов 16 редукторов 10 в противоположном направлении. В результате поворачиваются и присоединенные к выходным валам 16 рамные каркасы 12, возвращая поперечины 20 с грузозахватами 22 в исходное положение над платформой 5 до срабатывания верхних путевых выключателей 26. Включение редукторов 10 и поворот рамных каркасов 12 может осуществляться как по отдельности, так и одновременно.
На предприятии разработана конструкторская документация, изготовлены опытные образцы предлагаемого транспортного средства для перевозки контейнеров и проведены их опытно-промышленные испытания.