СЕКЦИОННЫЙ ТРАНСПОРТЕР ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ЧЕРЕЗ ПРОСТРАНСТВА С ПРЕПЯТСТВИЯМИ И СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
SECTIONAL CONVEYOR FOR TRANSFER OF LOOSE MATERIALS THROUGH SPACES WITH OBSTACLES AND METHOD OF LOOSE MATERIALS TRANSPORTATION

Изобретение относится к дорожной, строительной и горной технике, в частности к перемещению сыпучих материалов, в том числе строительного и бытового мусора, на требуемое расстояние через пространства с существующими гражданскими, промышленными и природными препятствиями без нанесения экологического ущерба и минимальным ограничением существующей логистической деятельности на территориях прокладки эвакуационных трасс.
Известен и широко применяется в мировой практике метод перемещения или транспортировки сыпучих и мелкокусковых материалов во время выполнения различных работ в горно-шахтной промышленности и строительстве, в которых технологический процесс перемещения горных масс осуществляется благодаря приводимому в движение с помощью приводного барабана объединенного грузонесущего и тягового органа - гибкой замкнутой ленты.
Известен длинноставный скребковый конвейер (RU 2368560 С2, B65G 19/04, 2009) для транспортировки сыпучих материалов, состоящий из привода, верхнего и нижнего решеточных ставов, тяговой цепи со скребками, по нижнему решеточному ставу конвейера перемещаются скребки с двусторонним жестким закреплением к тяговым цепям, при этом тяговая цепь выполнена из неразборных звеньев.
Известен цепной транспортер (RU 2215679 С2, B65G 17/12, 2003), содержащий цепной тяговый орган, приводные и натяжные звездочки, направляющий каркас, привод и раму. Цепной тяговый орган выполнен в виде двух цепей, которые снабжены установленными поочередно опорными площадками и планками с двумя толкателями в виде стержней, а в зоне разгрузки транспортер снабжен направляющим рольгангом. Направляющий рольганг выполнен из трех секций.
Известен трубчатый конвейер с подвесной лентой (RU 2170202 С2, B65G 15/08, 2001), включающий опорную раму с закрепленными на ней по обе стороны конвейера замкнутыми направляющими, выполненными в виде одиночных труб и огибающими приводной и концевой барабаны, и бесконечную конвейерную ленту, на бортах которой равномерно закреплены роликовые подвески с возможностью их движения по направляющим. В местах свертывания ленты в трубу ее борта со стороны рабочей поверхности сомкнуты друг с другом и для обеспечения надежного смыкания отогнуты в сторону нерабочей поверхности ленты.
Известен стационарный секционный качающийся транспортер для перемещения и раздачи сыпучих материалов, принятый за прототип (RU 2442736 С2, B65G 27/08, 2011). Известный транспортер содержит две одинаковые секции, каждая из которых имеет лоток, упругие подвески, шатун и общий колебательный вал. Транспортер имеет модульную конструкцию, каждая секция конструкции выполнена из подвижного днища и неподвижных боковин, в которых на осях смонтировано устройство регулирования толщины слоя транспортируемого материала.
Основным недостатками известных транспортеров, в том числе и выбранного прототипом, является возможность применения только на свободных от препятствий площадях, возможность установки только на малом расстоянии от опорной поверхности, низкая экологическая безопасность - возможность попадания частиц транспортируемого материала в воздух и на рабочую площадку.
К недостаткам прототипа следует отнести возможность несанкционированного воздействия на работу и материал в процессе эксплуатации, включая вандализм, из-за доступности частей устройства.
Задачей заявляемого технического решения является создание механизированного способа экологически безопасной транспортировки грунта по сложной трассе неограниченной длины с преодолением существующих препятствий в условиях жилой и промышленной застройки и различного рельефа местности, а также ограниченных размеров строительной площадки без существенного ограничения промышленной и бытовой деятельности на местах прохождения трассы транспортировки.
Технический результат заявляемого изобретения состоит в улучшении технологичности, в ускорении и удешевления строительных работ.
Технический результат в части удешевления строительных работ достигается тем, что применение однотипных унифицированных секций позволяет создать универсальную систему для уборки грунтов, строительного и бытового мусора, снега при быстром монтаже и демонтаже при необходимости использования минимального числа дополнительной техники и монтажников. Достигается снижение расходов на обустройство и минимизацию размеров отчуждаемых территорий городской и промышленной застройки, т.к. транспортеры могут проходить над дорогами, пешеходными тротуарами, линиями городского транспорта, через подземные переходы, арки мостов и зданий. Кроме того, конструкция позволяет приспосабливаться к рельефу грунта за счет индивидуального выдвижения опор на требуемую величину, самоустанавливающихся башмаков и установки на строительные блоки, а также крепления опорной рамы к пространственным строительным конструкциям, чем достигается снижение расходов на обустройство трассы. Снижение расходов на обустройство строительной площадки достигается за счет того, что для этой цели могут быть использованы транспортные контейнеры, в которых перевозятся компоненты транспортера. Снижение финансовых затрат достигается за счет того, что сокращается время на проведение работ, т.к. по трассе могут работать несколько бригад и монтировать секции первоначально не связанные между собою, а при стыковке легко устранять погрешности сопряжения установкой любой конфигурации трасс, вплоть до поворота оси трассы на 360°.
Кроме того, изобретение направлено на расширение области использования, поскольку предлагаемая конструкции крепления дополнительных модульных секций допускает сооружение трассы любой протяженности и любой конфигурации в горизонтальной и вертикальной проекции для преодоления существующих преград. Конструкция многосекционного ленточного герметизированного конвейера обеспечивает экологическую безопасность при транспортировке материалов в условиях функционирования густозаселенных городских кварталов при любых климатических условиях в непрерывном или прерывисто поступательном движении конвейеров всей цепочки или ее отдельной части.
Кроме того, изобретение направлено на экономию и облегчение технического обслуживания и пусконаладочных работ, т.к. основные элементы скомпонованы и соединены заранее и переходят в рабочее состояние в процессе подъема их краном под собственным весом, а стенки защитные кожуха конвейера при раскрытии превращаются в подмостки для техобслуживания, снабженные съемными перилами и креплениями для страховочных поясов, что позволяет персоналу устранять заторы транспортируемого материала и ремонтировать любой участок трассы. Кроме того, запитка электродвигателей каждой секции может осуществляться от разных источников по трассе.
Кроме того, изобретение направлено на обеспечение безопасности населения, т.к. предусматривает установку ограждений, препятствующих несанкционированному попаданию посторонних людей (зацеперов, любителей паркура и охотников за цветным металлом и оборудованием).
Заявляется способ осуществления транспортирования сыпучих материалов, в том числе строительного и бытового мусора, на требуемое расстояние через пространства с существующими гражданскими, промышленными и природными препятствиями без нанесения экологического ущерба и с минимальным ограничением существующей логистической деятельности на территориях прокладки эвакуационных трасс, и многозвенный транспортер для реализации способа с помощью соединенных между собой модульных секций, образующих сплошную трассу нужной конфигурации, в защитном посекционном кожухе, предотвращающим выпадение транспортируемого материала наружу и попадание осадков на него в процессе транспортирования и хранения.
Многозвенный транспортер для реализации способа содержит несущую силовую раму, с которой сочленены модуль ленточного транспортера, расположенный в закрытом со всех сторон кожухе с закрепленными на его концах подвижными узлами выгрузки и загрузки, которые снабжаются унифицированными переходниками. Угол между модулем транспортера и силовой рамой регулируется перемещением упора конвейера по фиксатором силовой рамы. Четыре выдвижные опоры могут перемещаться на определенное расстояние (фиксироваться) в поперечном направлении относительно оси транспортера и препятствовать опрокидыванию конструкции. При подъеме на рабочую высоту все четыре опоры под действием собственного веса занимают вертикальное положение, при этом за счет телескопических элементов перемещаются до соприкосновения с опорной поверхностью. Закрепленные на конце каждой опоры самоустанавливающиеся опорные башмаки адаптируются к положению опорной поверхности. При выполнении сборочных операций под опорную раму подкатывают технологическую монтажную тележку, имеющую сверху подъемную площадку и гидропривод, способные удерживать конструкцию в процессе работ, удаляемую по мере исчезновения в ней надобности. После выставления модуля транспортера по горизонту все опоры крепятся в продольном направлении штырями и регулируемыми винтовыми откосами, а в поперечном направлении крестообразными раскосами. Узел выгрузки предыдущего модуля транспортера сочленяется подвижным телескопическим переходом с узлом загрузки последующего модуля транспортера. Монтаж и сочленение модулей может происходить одновременно в нескольких местах трассы, при этом модули могут сочленяться под любым углом, а возможные отклонения сочленяемых участков по горизонтали и вертикали компенсируется телескопическим переходом.
В особых случаях к опорам могут быть присоединены уширители, позволяющие увеличить расстояние между опорами в поперечном направлении и устанавливать опоры индивидуально на требуемую высоту. При возникновении угрозы частичного или полного опрокидывания на опорные башмаки навешиваются утяжелители. Для защиты от проникновения на конструкцию на опоры надевают антивандальные ловушки, а на корпус модуля транспортера устанавливают поперечные заграждения, исключающие перемещение по поверхности трассы. При прокладке трассы внутри строительных пространственных каркасов силовая рама модуля транспортера может крепиться к их элементам без использования опор. При техобслуживании, монтаже и ремонте операторы поднимаются по технологической монтажной тележке, раскрывают нужное количество кожухов, на внутренней стороне которых закреплены трапы и откидывающиеся перила.
Заявляемое техническое решение поясняется иллюстрациями
На Фиг. 1 изображен модуль ленточного транспортера в транспортном положении или в состоянии хранения (аксонометрия).
На Фиг. 2 изображен модуль ленточного транспортера в транспортном положении или в состоянии хранения (вид сбоку).
На Фиг. 3 изображен модуль ленточного транспортера в транспортном положении или в состоянии хранения (вид сверху).
На Фиг. 4 изображен модуль ленточного транспортера в транспортном положении или в состоянии хранения (продольный осевой разрез).
На Фиг. 5 изображен модуль ленточного транспортера в рабочем положении на ровной горизонтальной поверхности (вид сбоку).
На Фиг. 6 изображен модуль ленточного транспортера в рабочем положении (вид сверху).
На Фиг. 7 изображен модуль ленточного транспортера в рабочем положении на ровной горизонтальной поверхности (вид спереди).
На Фиг. 8 изображен модуль ленточного транспортера при монтаже (аксонометрия).
На Фиг. 9 изображен модуль ленточного транспортера в положении технического обслуживания или ремонта (аксонометрия).
На Фиг. 10 изображен модуль ленточного транспортера в положении технического обслуживания или ремонта (вид сбоку).
На Фиг. 11 изображен модуль ленточного транспортера в положении технического обслуживания или ремонта (вид спереди).
На Фиг. 12 изображен модуль ленточного транспортера в рабочем положении на ровной горизонтальной поверхности с уширителями и утяжелителями (аксонометрия).
На Фиг. 13 изображен модуль ленточного транспортера в рабочем положении на неровной поверхности (вид сбоку).
На Фиг. 14 изображен модуль ленточного транспортера в рабочем положении на неровной поверхности (вид спереди).
На Фиг. 15 изображен цепочка модулей ленточного транспортера в рабочем положении: А - при установке без уширителей, Б - установка с уширителями; В - с подвеской силовой опорной рамы модуля транспортера к строительным конструкциям без опоры на грунт (вид сбоку).
На Фиг. 16 изображен цепочка модулей ленточного транспортера в рабочем положении: А - при установке без уширителей, Б - установка с уширителями; В - с подвеской силовой опорной рамы модуля транспортера к строительным конструкциям без опоры на грунт (вид сверху).
На Фиг. 17 изображен цепочка модулей ленточного транспортера в рабочем положении: А - при установке без уширителей, Б - установка уширителями; В - с подвеской силовой опорной рамы модуля транспортера строительным конструкциям без опоры на грунт (вид спереди).
Позициями обозначены:
1 - модуль транспортера в сборе;
2 - несущая силовая рама;
3 - кожух;
4 - узел загрузки;
5 - узел выгрузки;
6 - горловина;
7 - упор конвейера;
8 - фиксаторы упора;
9 - раздвижная вертикальная опора;
10 - поворотный узел опоры;
11 - направляющая опор;
12 - крюк для строп;
13 - монтажная тележка;
14 - гидропривод;
15 - платформа;
16 - самоустанавливающийся опорный башмак;
17 - регулируемый винтовой раскос;
18 - крестообразный раскос выдвижных опор;
19 - уширитель;
20 - утяжелитель;
22 - горловина
23 - переходник;
24 - заслонка (шибер);
25 - антивандальные ловушки;
26 - перегородки - билборды (на при веденных изображениях не показаны);
27 - персонал;
28 - выдвижные поручни;
29 - сцепки.
Способ осуществления эвакуации сыпучих материалов (в том числе строительного и бытового мусора) на требуемое расстояние через пространства с существующими гражданскими, промышленными и природными препятствиями без нанесения экологического ущерба и минимальным ограничением существующей логистической деятельности на территориях прокладки эвакуационных трасс осуществляется цепочкой соединенных между собой модулями транспортеров, поднятых на нужную высоту для преодоления препятствий на каждом конкретном участке, и состоит в том, что транспортируемый материал перемещается закрытыми кожухами транспортерами по выбранной трассе заданной конфигурации с учетом рельефа и необходимости преодоления любых препятствий, в том числе транспортных потоков и сооружений. Способ предусматривает использование трех этапов: предварительный, состоящий в монтаже и пусконаладке, рабочий, предусматривающий эксплуатацию в различных штатных режимах (работа всей цепочки, работа отдельных участков, неподвижное хранение материала) и режим профилактики и ремонта.
На предварительном этапе осуществляют:
- теоретическую прокладку трассы, определяют количество модулей транспортера и вспомогательных конструкций (уширители и т.п.);
- на подготовленные участки завозятся части конструкции в стандартных контейнерах, монтажная техника и оснастка. Каждый стандартный контейнер вмещает в себя четыре модуля транспортера;
- монтаж может осуществляться одновременно в нескольких местах исходя из реальных условий, с небольшими планировочными работами при необходимости;
- подъемным механизмом из контейнера извлекается модуль транспортера 1, находящийся в транспортном состоянии (Фиг. 1 - Фиг. 4), и укладывается на грунт или строительную площадку;
- вручную вынимаются транспортные анкерные штыри, освобождая раздвижные опоры 9 для их выдвижения вбок по направляющим несущей силовой рамы 2 на рабочую ширину, одновременно убирается стопор шарнира фиксатора упора 8 для поворота опор по радиусу при подъеме;
- на крюки 12 закрепляются стропы подъемного механизма (крана);
- модуль транспортера поднимают вверх на высоту, позволяющую подкатить под него технологическую монтажную тележку 13 (Фиг. 8);
- подъемный кран страхует конструкцию до момента выкатывания монтажной тележки по окончании работ, платформа 15 с помощью гидропривода 14 удерживает модуль транспортера, упираясь в силовую опорную раму транспортера;
- при подъеме модуля транспортера опоры, опираясь своими концами на строительную площадку и скользя по ней при перемещении по радиусу под действием собственного веса, в конечном итоге занимают вертикальное положение, зависая над грунтом или площадкой;
- для фиксации опор в поперечном положении их скрепляют крестообразными раскосами 18;
- освобождают фиксаторы самоустанавливающихся опорных башмаков 16 и опускают платформу 15 с лежащим на ней модулем транспортера до касания башмаками грунта или площадки, после чего фиксируют высоту каждой опоры;
- для фиксации опор в продольном положении каждую опору притягивают к несущей силовой раме регулируемыми винтовыми раскосами 17;
- при необходимости для придания большей устойчивости к опорам присоединяют уширители 19, которые увеличивают поперечную устойчивость, и утяжелители 20, которые смещают центр тяжести конструкции (Фиг. 12 - Фиг. 14);
- стропы подъемного механизма отсоединяют от крюков силовой рамы и присоединяют к корпусу транспортера, после чего поднимают его на заданный угол, при этом регулирующий упор 7, поворачиваясь под собственным весом, скользит по фиксатору 8 (Фиг. 5 - Фиг. 7) до нужной отметки, где и самофиксируется при окончании подъема;
- после отсоединения тросов подъемного устройства с помощью гидропривода 14 платформа 15 монтажной тележки 13 опускается, перестает взаимодействовать с силовой рамой конвейера, при этом каждая опора упирается в грунт или площадку;
- после фиксации самоустанавливающихся башмаков в конечное положение каждый фиксируется индивидуально в своем положении зажимными устройствами башмака;
- монтажная тележка выкатывается из-под силовой рамы и может быть перемещена для последующих работ;
- при наличии смонтированных соседних секций их соединяют в цепочку сцепками 29 (Фиг. 15 - Фиг. 17). Соединенные сцепками секции модулей транспортера создают жесткую пространственную конструкцию, способную самостоятельно противостоять опрокидыванию при локальном силовом, в том числе аэродинамическом, воздействии, при этом устойчивость может быть дополнительно увеличена за счет ранее упомянутых уширителей и утяжелителей;
- окончательной операцией является соединение узла выгрузки и узла загрузки транспортеров соседних модульных секции телескопическим гибким переходником, который позволяет нивелировать несовпадения по вертикали и горизонтали узлов выгрузки 5 (предыдущего модуля) и узлов загрузки 4 (последующего модуля).
На рабочем этапе осуществляют мониторинг работы системы и логистики эксплуатации многозвенного транспортера (целиком или по частям) в режиме транспортировки, холостой выстойки и временного хранения транспортируемого материала. Сама работа представляет собой обычную работу транспортера, например, ленточного, который перемещает материал от загрузки до выгрузки и через телескопические переходники на соседний секции. Контрольные датчики следят за рабочими параметрами и сигнализируют о перегрузках, заторах и механических неполадках. Оператор с дистанционного пульта может управлять всеми транспортерами, включенными в цепочку в соответствии с текущей ситуацией.
Режим профилактики и ремонта предусматривает обслуживание любого участка транспортера с использованием монтажных тележек, которые позволяют персоналу 27 подняться к транспортеру и открыть и откинуть кожуха 3 в состояние для выполнения ремонтных работ. При этом на внутренней стороне кожуха закреплены поручни 28, которые перемещаются из позиции "хранение" в позицию "ремонт", устанавливаются и фиксируются на кожухах (Фиг. 9 - Фиг. 11) Поручни исключают непроизвольный перегиб через них и падение в процессе выполнения работ, а также служат местом фиксации монтажного пояса безопасности персонала. На внутренней стороне кожухов стационарно закреплены подмостки, исключающие скольжение обуви персонала в процессе ремонтных работ и защищающие кожуха от прогибов при оказании на него внешних ударных или статических нагрузок.
Конструкция узла загрузки 4 предусматривает наличие заслонки в нижней части (не показано), что позволяет удалять все, что просыпалось с конвейера, в технологическую очистную тару.
Помимо описанных основных агрегатов на комплексе в зависимости от конкретной конструкции могут быть размещены дополнительные устройства (системы), как то: пожаротушения, силовые и осветительные приборы, устройства охранного и технологического мониторинга и сигнализации, гидростанция, дизель-генератор, электрические кабели, пульты и оборудование управления и т.п.
Полученный технический результат выражается в большей эффективности способа по сравнению с существующими ныне, поскольку этот способ:
- является единственным средством в условиях плотной городской застройки для эвакуации извлекаемого при земляных работах большого количества грунта, обычно требующей большого количества технических средств и машинорейсов для его вывоза, не вносящим помехи в движение населения и городского транспорта;
- предполагает привлечение минимального количества обслуживающего персонала;
- способен функционировать без нанесения ущерба существующим зданиям, сооружениям, транспортным потокам и другой городской и промышленной деятельности;
- не требует полного отчуждения территорий на время работ, отчуждаются минимальные площади, задействуется минимальное количество техники;
- работа по монтажу может производиться фрагментарно по трассе с последующей стыковкой участков.
- в процессе непосредственной эксплуатации минимизирован шум, выбросы в атмосферу и на грунт за счет плотно закрывающегося кожуха, который защищает конструкцию и транспортируемую среду от осадков.
- работа может быть организована либо непрерывно на всей трассе, либо прерывисто-поступательно по участкам трассы;
- по конкретным условиям может осуществляться хранение грунта на ленте до команды на разгрузку.
- электропитание может подаваться из различных точек по трассе, в том числе выборочно, на конкретные секции, что позволяет экономить электроэнергию;
- конструкция позволяет быстро менять неисправные модули, производить их текущее обслуживание и устранение незначительных неисправностей;
- после окончания работ отдельные модули могут работать самостоятельно на других производствах.