КОЛЬЦЕВАЯ МНОГОКОНТЕЙНЕРНАЯ СИСТЕМА ТРУБОПРОВОДНОГО КОНТЕЙНЕРНОГО ПНЕВМОТРАНСПОРТА
ANNULAR CONTAINER SYSTEM OF PIPELINE CONTAINER AIR TRANSPORT

Изобретение относится к области промышленного транспорта, в частности к системам трубопроводного контейнерного пневмотранспорта, применяемым для перевозки сыпучих и штучных грузов, а также бытовых отходов.
Известна система трубопроводного контейнерного пневмотранспорта (ТКПТ), включающая транспортный трубопровод, контейнеры, погрузочную и разгрузочную станции для контейнеров, имеющие каждая средства для остановки контейнеров на «пневмобуфер» (А.С. №793901, кл. В656-51/20, опубликовано 17.01.1981).
Если такая система имеет многокилометровую длину и заполнена сотнями одиночных контейнеров, то возникает опасность того, что среди контейнеров может обнаружиться неисправный контейнер, обладающий повышенным коэффициентом сопротивления движению (например, у контейнера заклинило колесо и оно перестало вращаться).
В этом случае, идущие позади него контейнеры будут догонять его и образовывать «пневмопоезд», обладающий большой кинетической энергией.
При выходе такого «пневмопоезда» на участок торможения воздухосброс в его начале будет перекрыт контейнерами, что приведет к сохранению тягового усилия на уплотнениях пневмопоезда. «Пневмопоезд», обладая большой массой, будет принят на воздушную подушку в пневмобуфере, которая не рассчитана на такие условия работы. Это приведет к энергичному столкновению «пневмопоезда» со стоящими перед станцией погрузки или разгрузки контейнерами и их повреждению.
Известна также система трубопроводного контейнерного пневмотранспорта, включающая транспортный трубопровод с расположенными на нем станциями погрузки и разгрузки контейнеров, перед каждой из которых, по ходу движения контейнеров расположен участок торможения в виде наклонно расположенного транспортного трубопровода, на верхнем по ходу движения контейнеров конце которого расположен воздухосброс, оборудованный управляемым воздушным затвором, а в нижней части - устройство для стопорения контейнеров (А.С. №314715, кл. В656-51/20, опубликовано 01.01.1971, и заявка №93-018062/11/017842 - дата поступления заявки 08.04.1993, которая отозвана в связи с непоступлением в установленный срок ответа на запрос ВНИИГПЭ).
В этой системе имеется тот же недостаток, что и в ранее описанной.
Для того чтобы обеспечить непрерывную безаварийную работу системы ТКПТ необходимо выполнить следующие технические решения. Во-первых, значительно уменьшить массу «пневмопоезда» за счет ограничения количества контейнеров, приходящих на станции погрузки/разгрузки. Во-вторых, обеспечить гарантированное торможение контейнеров перед станцией погрузки и разгрузки. В-третьих, выводить неисправные контейнеры из транспортной системы и производить штатную замену контейнеров для их технического обслуживания без остановки работы системы.
По пункту 1. Для ограничения количества контейнеров, приходящих на станции погрузки/разгрузки кольцевая система трубопроводного контейнерного пневмотранспорта на перегонах между станцией погрузки и разгрузки делится разделительными станциями на отдельные равные участки трассы, на каждом из которых движется одинаковое контролируемое количество одиночных контейнеров (или групп контейнеров, соединенных в составы). Это количество определяется расчетным путем исходя из необходимой производительности транспортной системы для заданной длины трассы трубопровода, его диаметра, средней скорости движения контейнеров, массы транспортируемого груза.
По пункту 2. Для обеспечения гарантированного безаварийного торможения перед каждой из станций погрузки, разгрузки и разделительными станциями по ходу движения контейнеров транспортный трубопровод сначала имеет участок подъема, который обеспечивает предварительное снижение скорости контейнеров. Угол расположения к горизонту этого участка равен: , где fтр - коэффициент сопротивления движению исправного контейнера. Затем участок подъема переходит в наклоненный вниз тормозной участок транспортного трубопровода, где происходит окончательное плавное торможение движущихся контейнеров. Тормозной участок трубопровода выполнен также с углом спуска к горизонту  и оборудован датчиками прохождения контейнеров и воздухосбросами с управляемыми воздушными затворами, которые используются для доводки аварийных контейнеров до участка технического обслуживания контейнеров.
При этом весь тормозной участок выполнен из калиброванных отрезков трубопровода.
Общая длина тормозного участка складывается из длины «тормозного пневмобуфера» и длины «тормозной пробки», которая образуется за счет установки в ней штатных контейнеров.
Количество контейнеров в «тормозной пробке» и длина «тормозного пневмобуфера» определяется при газодинамическом расчете режима торможения «пневмопоезда», массой, равной сумме всех груженых (порожних) контейнеров, движущихся на отдельном перегоне трассы, и входящего в «пневмобуфер» с заданной средней скоростью.
По пункту 3. Для обеспечения непрерывной работы системы ТКПТ сразу за тормозным участком установлен управляемый упор и передвижная платформа участка технического обслуживания. Передвижная платформа имеет два желоба, один из которых является продолжением транспортного трубопровода, а второй используется для размещения резервного контейнера. Такая конструкция передвижной платформы обеспечивает вывод аварийного контейнера из транспортной системы и ввод штатного контейнера в транспортную систему без остановки ее работы за счет того, что время работы передвижной платформы меньше времени цикла обработки контейнеров на станции погрузки или разгрузки. Управляемый упор обеспечивает отвод на небольшое расстояние всех контейнеров, находящихся в тормозном участке, с целью обеспечения свободного перемещения передвижной платформы.
Участок технического обслуживания служит для хранения резервных контейнеров, ремонта аварийных контейнеров и оборудован мостовым краном для перемещения контейнеров на передвижную платформу и обратно.
Такое выполнение системы ТКПТ позволяет решить перечисленные выше задачи.
Изобретение поясняется чертежами, на которых: на фиг. 1 схематично изображен общий вид системы; на фиг. 2 - типовой участок системы перед станциями погрузки, разгрузки, промежуточными станциями.
Система ТКПТ включает в себя транспортный трубопровод 1 с расположенными на нем воздуходувными станциями (не показаны), станцию погрузки 2, станцию разгрузки 3, разделительные станции 4 (количество определяется по проекту) и большое количество одиночных контейнеров или составов контейнеров (не показаны), равномерно распределенных по транспортному трубопроводу 1.
Перед станциями погрузки 2, разгрузки 3 и разделительными станциями 4 расположены участки торможения 5 и 6 контейнеров, участки технического обслуживания 7 контейнеров. В состав каждого участка технического обслуживания входит передвижная платформа (не показана), которая обеспечивает штатный и аварийный вывод контейнеров и замену их на запасные, находящиеся на участке технического обслуживания.
Участок 5 является участком подъема транспортного трубопровода, который обеспечивает предварительное снижение скорости контейнеров. На верхнем по ходу движения контейнеров конце этого участка расположен воздухосброс 8, оборудованный управляемым затвором 9.
Участок торможения 6 выполнен в виде расположенного наклонно вниз транспортного трубопровода. На участке 6 имеется несколько воздухосбросов 10, каждый из которых оборудован управляемым затвором 11. Количество воздухосбросов и расстояние между ними определяется проектом. В нижней части участка 6 установлен управляемый упор 12, который обеспечивает отвод на небольшое расстояние всех контейнеров, находящихся в тормозном участке 6, с целью обеспечения свободного перемещения передвижной платформы.
Кольцевая система ТКПТ работает в режиме конвейера. Перемещение контейнеров на всех станциях обеспечивается цепными или гидравлическими толкателями, которые производят пошаговое перемещение контейнеров. Погрузочная (разгрузочная) станция осуществляет прием приходящих из порожней (груженой) линии транспортного трубопровода контейнеров, их обработку на станции, т.е. выполнение операций погрузки (разгрузки) и отправление обработанных контейнеров в груженую (порожнюю) линию транспортного трубопровода. Промежуточные станции служат для разделения потока движущихся по трубопроводу груженых (порожних) контейнеров на перегоне между станциями погрузки и разгрузки с целью надежного управления режимом их движения по трассе и процессом торможения на участках подхода к соответствующей станции.
Необходимое количество контейнеров в тормозных пробках на всех станциях, а также время движения контейнеров по трассе и на тормозных участках всех станций контролируется датчиками.
Передвижная платформа (на черт. не показана) в автоматическом режиме производит вывод контейнеров из системы ТКПТ и ввод резервных контейнеров в систему в заданные инструкцией по эксплуатации сроки для их планового технического обслуживания.
В том случае, если при движении по транспортному трубопроводу 1 у одного из контейнеров резко увеличится коэффициент сопротивления движению, его скорость снизится и исправные контейнеры догонят его и выстроятся вслед за ним в пневмопоезд. Само по себе образование пневмопоезда с контролируемой максимальной массой не создает аварийную ситуацию. Здесь возможны два варианта работы системы ТКПТ:
А) Скорость движения контейнеров в тормозном участке снизилась, но не превышает заданной предельной величины, что контролируется датчиками. Причем датчики определяют заторможенный аварийный контейнер. В этом случае включаются управляемые по заданной программе воздушные затворы, которые доводят аварийный контейнер до передвижной платформы, где производится его замена на запасной в штатном режиме работы системы ТКПТ.
Б) Скорость движения контейнеров в тормозном участке значительно снизилась и превышает заданной предельной величины, что контролируется датчиками. Причем датчики также определяют заторможенный аварийный контейнер.
Это приведет к нарушению цикла работы системы, которая по сигналу датчиков перейдет в аварийный режим. Далее процессом начинает управлять оператор, который произведет необходимые действия по доводке аварийного контейнера до передвижной платформы, с помощью которой произойдет замена этого контейнера на резервный.
После этого оператор переводит систему ТКПТ на работу в штатном режиме.