ЗАГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕМКОСТЕЙ ТИПА КОНТЕЙНЕРОВ, БУНКЕРОВ И ПРОЧИХ ЗАПОЛНЯЕМЫХ ОБЪЕМОВ
LOADING-UNLOADING DEVICE TO FILL CONTAINERS, BINS AND SIMILAR POTS

Изобретение относится к загрузочно-разгрузочному устройству для емкостей типа контейнеров, бункеров и прочих заполняемых объемов.
Длительное время сыпучие материалы транспортировали в нормированных емкостях. Мысль конструкторов была направлена на то, чтобы сыпучие материалы загружать в нормированные погрузочные средства и транспортировать их на грузовиках, по железной дороге или морским путем. В качестве погрузочных средств особенно пригодны контейнеры. Эти контейнеры имеют большой объем, приспособленный для складирования и перевозки грузов. Контейнеры имеют прочную и достаточно жесткую конструкцию, позволяющую многократно перевозить их разными транспортными средствами без промежуточной перевалки содержащегося в них груза. Такие контейнеры имеют различные габариты, которые, как правило, нормированы.
В дальнейшем для этих контейнеров понадобилось оборудование, позволяющее легко переставлять их с одного транспортного средства на другое. Так называемые ISO-контейнеры являются самыми известными и важными контейнерами такого типа. В большинстве своем это 20- или 40-футовые контейнеры для морских перевозок. Значительная часть мировой торговли товарами реализуется с помощью этих контейнеров. Преимущество таких контейнеров заключается в том, что благодаря своей нормированной форме и размерам их можно легко перегружать и транспортировать различными средствами транспорта: морскими и речными судами, по железной дороге и грузовыми машинами.
Часто сыпучий материал хранится в силосах и бункерах, откуда его сначала нужно достать, а потом засыпать в контейнер. Типичными сыпучими материалами являются строительные материалы - земля, песок, гравий, щебень, цемент, минеральное сырье - руда, рассыпная соль, а также продукты питания - зерновые, сахар, пищевая соль, кофе, мука и порошкообразные товары - пигменты, наполнители, грануляты, окатыши и прочее.
Часто сыпучий материал хранится в силосах и бункерах. Транспортировка сыпучего материала может вестись непрерывно механически, т.е. непрерывающимся потоком с помощью, например, лоткового ленточного или ковшового транспортера, а также непрерывно пневматически в потоке воздуха, например, в трюмы или бункера судов, в машины с высокими бортами, в автоцистерны, в грузовые машины, в вагоны и прочее, в обычные мешки или в мешки типа «Big Bag» в качестве емкости для перевозки легковесных мелкокусковых или сыпучих грузов.
Разгрузка-погрузка и транспортирование сыпучих грузов являются дорогостоящими и многоэтапными процессами. Ниже дан пример такого рода процесса.
Сначала из силосной башни сыпучий материал загружается под давлением воздуха в прицепный самосвальный силос, прикрепленный к седельному тягачу со встроенным воздушным компрессором. Затем материал транспортируется на какую-нибудь упаковочную фабрику. Здесь происходит сначала разгрузка прицепного самосвального силоса в стационарный складской силос упаковочной фабрики. Затем отсюда сыпучий материал поступает на расфасовку в большие мешки типа «Big Bag» или в обычные мешки. Расфасованный товар или мешки типа «Big Bag» отправляются дальше в порт, где их вручную загружают в контейнер для морских перевозок. При этом мешки типа «Big Bag» загружаются вилочным штабелером в контейнер. После этого сам контейнер погружают на контейнерное судно.
Этапов у такого процесса может быть в действительности еще больше. Здесь возможна также перевалка груза с грузовых машин в железнодорожные вагоны, оттуда на суда, а с судов снова на грузовые машины и т.д.
Практика показала, что данный метод содержит много ненужных транспортных перевозок, требует дорогостояющую упаковку, не дает актуальную информацию о местонахождении груза и о этапах загрузки и транспортирования. Поэтому такой процесс загрузки и транспортирования является сложным, требует больших затрат времени и денег. Исходя из этого, вышеописанный способ загрузки контейнеров обычными мешками, мешками «Big Bag» или навалом с помощью ленточных транспортеров или шнеков не обеспечивает полное использование полезного загрузочного объема и имеющегося грузового тоннажа.
В существующей практике загрузки и транспортирования, состоящей из производства бестарного груза, загрузки его на самосвалы или в силосные прицепы, передача груза на упаковку, транспортирование упакованного груза в порт, загрузка упаковок в контейнеры и транспортирование морским путем в место назначения, скрыт значительный потенциал сбережения рессурсов и экономии времени, повышающий эффективность аллокации рессурсов и финансовых средств.
Смысл изобретения состоит в том, чтобы создать такое устройство для загрузки и разгрузки емкостей, упомянутых в начале данной статьи, которые делали бы загрузку и транспортирование более эффективными, т.е. обходились бы без загрузочно-перевалочных работ и без лишних транспортных перевозок.
Изобретение решило эту задачу с помощью предложенного мобильного варианта. При этом на грузовой машине транспортируется сменный кузов с установленным на нем контейнером. Одна торцовая сторона его открывается и закрывается и герметично прилегает к разгружаемой или загружаемой емкости для насыпного материала. В контейнере расположена как минимум одна телескопическая труба с приводом и местом подсоединения для транспортирования насыпного материала в загружаемую или разгружаемую емкость, один узел всасывания с выходом для рабочего воздуха, один моторно-компрессорный блок со входом рабочего воздуха для нагнетания сжатого воздуха в разгружаемую или загружаемую емкость, одна пылеулавливающая установка и один блок управления и обслуживания.
Значительное преимущество изобретения состоит в мобильности загрузочно-разгрузочного устройства, т.е. его можно перемещать из одного пункта в другой без всяких трудностей с помощью обычного грузовика, сменный кузов которого способен вместить контейнер. Таким образом, передвижное загрузочно-разгрузочное устройство прекрасно приспособлено для работы с такими емкостями, как контейнеры, силосы и прочие заполняемые объемы в любом месте, даже при самых неблагоприятных внешних условиях без дополнительного стационарного оборудования и без чрезмерных затрат. Использование этого оборудования особенно эффективно в случае одной или нескольких разгрузок-загрузок сыпучего материала и его транспортирования. При этом все устройства, необходимые для загрузки-разгрузки сыпучего материала из емкости, предусмотрены в изобретенном передвижном загрузочно-разгрузочном устройстве и занимают в нем сравнительно мало места.
Загрузка-разгрузка емкости с сыпучим материалом любого вида осуществляется прямо из силоса с помощью данного устройства в контейнер, который затем транспортируется грузовым автомобилем прямо на судно и наоборот. Таким образом, сыпучий материал можно пересыпать из самосвального прицепного силоса или прямо из навала перегрузить в 20 или 40-футовый морской контейнер независимо от места расположения сыпучего материала. Это может быть лежащий навалом сыпучий материал в производственном цехе, на складе, на вокзале или в порту. При этом морской контейнер можно перегружать, не опуская его на землю, на железнодорожную платформу или на грузовую машину. Благодаря этому становятся ненужными как многие промежуточные этапы - расфасовка в мешки, загрузка вручную, многократная перевалка, так и лишнее транспортирование по дорогам.
Изобретенное устройство можно без проблем убрать со съемного кузова грузовой машины на тех участках, где его использование становится ненужным.
Изобретенное устройство имеет также еще ряд преимуществ.
Благодаря вдуванию сыпучего материала рабочим воздухом, получаемым от винтового компрессора высокой степени сжатия, изобретенное устройство позволяет полностью засыпать загружаемый объем контейнера в каждом его углу и в течение короткого времени.
При этом методе загрузки полностью отсутствует по меньшей мере один рабочий этап - расфасовка в мешки или в другие упаковки, что дает большую экономию денежных средств и не вредит экологии за счет отсутствия синтетических упаковок. Данное изобретение дает значительную экономию рабочего времени, причем груз весом примерно 25 тонн загружается или выгружается в течение одного часа.
Благодаря применению всасывания, становится возможным загружать силосы, бункеры, трюмы речных судов, железнодорожные вагоны-цистерны или морские контейнеры сыпучим материалом. Этот же процесс можно также использовать наоборот, т.е. для разгрузки транспортных и складских устройств.
Исходя из этого можно эффективно, быстро и без ухудшения качества продукта разгрузить, например, попавший в аварию автомобиль. Кроме того, окружающая среда не загрязняется выхлопными газами большего количества грузового транспорта, перевозящего по дорогам сыпучий материал. Поэтому здесь имеется экономия рессурсов за счет отсутствия транспортных перевозок и за счет прямой загрузки сыпучим материалом вагонов или трюмов речных судов.
Расчеты показывают, что изобретенное разгрузочно-погрузочное устройство дает экономию до 40% денежных средств и до 75% рабочего времени на загрузку-разгрузку и на транспортировку сыпучих материалов.
Прочным и надежным в обслуживании разгрузочно-погрузочным устройством способен управлять практически каждый человек, прошедший короткий инструктаж. Долговечность установки и надежность в работе обеспечиваются использованием в конструкции высококачественных материалов.
Такая установка найдет большое применение в развивающихся странах и в странах третьего мира, где дорогие стационарные загрузочно-разгрузочные комплексы почти полностью отсутствуют. Здесь открывается хорошая перспектива для небольших предприятий использовать себе на пользу этот новый экспортный потенциал.
В дальнейшем можно привлечь новые рынки сбыта там, где до сих пор было нерентабельно отправлять дешевый насыпной груз из-за больших расходов на транспортировку и перевалку и там, где насыпной груз не загружали по причине отсутствия соответствующих технических средств или где это было просто не рационально.
Скорость перевалки грузов увеличивается. Поэтому наряду с экономией денежных средств народное хозяйство получает импульс, который способствует повышению валового национального продукта.
Прочие характеристики изобретения указаны в дополнительных пунктах формулы изобретения.
Чтобы можно было полностью закрыть контейнер на сменном кузове, как минимум на одной торцовой стороне установлены жалюзийные ворота. Вместо этих ворот или же дополнительно к ним на торцовой стороне контейнера можно установить также уплотнительную окантовочную раму, чтобы при загрузке-разгрузке не допустить выхода сыпучего материала из емкости наружу. Уплотнительная окантовочная рама может служить также в качестве защитной огибающей подушки на рампе, предохраняющей загружаемую емкость или контейнер на сменном кузове от повреждений при работе устройства. Рама служит также для герметизации пространства между внутренней частью контейнера на сменном кузове и состыкованной с ним разгрузочно-загрузочной емкостью, какой может быть, например, морской контейнер. В это пространство можно попасть снаружи по раскладной лестнице через дверь, чтобы после состыковки с морским контейнером закрепить в нем защитный вкладыш, так называемый «лайнер-бег» или задний обтекатель.
Большим преимуществом конструкции является телескопическая труба с распределительной головкой, которую можно из контейнера вводить прямо в загружаемую или разгружаемую емкость. Задачей распределительной головки является оптимальное распределение поступающего из телескопической трубы материала по всей ширине и высоте заполняемого контейнера, чтобы получился ровный по уровню и до самого верха заполненный контейнер.
Телескопическая труба вводится в горизонтальный центр загружаемого контейнера с помощью, например, цепного привода и погружается на определенное расстояние от верха контейнера. В процессе заполнения труба постепенно выводится из контейнера в зависимости от уровня его заполнения. Конечные положения телескопической трубы определяются датчиками приближения.
Для удобства телескопическая труба выполнена с регулировкой по высоте. Движущуюся по скользящим направляющим трубу можно регулировать по высоте с помощью реечного привода. Это необходимо для подгонки трубы к различным по высоте контейнеровозам, железнодорожным вагонам или стоящим на земле контейнерам. Контейнеры, стоящие на пневматических рессорах, при загрузке опускаются, поэтому над телескопической трубой можно установить датчик приближения. При опускании загружаемого контейнера реечный привод автоматически переводит телескопическую трубу вниз, чтобы контейнер не сел на телескопическую трубу. С помощью нажимных кнопок телескопическую трубу можно ввести и вывести из загружаемого или разгружаемого контейнера, с помощью нажимных кнопок можно регулировать вертикальное положение трубы.
Чтобы воспрепятствовать образованию загрязнений, а следовательно и заклиниванию телескопической трубы во время процесса загрузки, используют регулируемый запирающий воздух с давлением до 2 бар, который направляется в несколько отдельных трубок, из которых состоит сама телескопическая труба. Для этого телескопическую трубу соединяют с линией продувочного воздуха.
Преимуществом изобретения является соединение моторно-компрессорного блока для нагнетания сжатого воздуха с охлаждающим радиатором, т.е. теплообменником с вентилятором. Охлаждающий радиатор охлаждает сжатый винтовым компрессором воздух. Этот воздух затем используется в качестве транспортирующего воздуха для сыпучего материала.
Во время процесса загрузки транспортирующий воздух, поступающий из закрепленного в заполняемом контейнере «лайнер-бега», поступает в промежуточное пространство контейнера загрузочно-разгрузочного устройства. Отсюда воздух высасывается в пылеулавливающую установку, здесь он очищается и выводится наружу в атмосферу. Пылеулавливающая установка имеет один штуцер для поступающего из загрузочной или разгрузочной емкости воздуха с пылью и один штуцер для выходящего в атмосферу очищенного воздуха. Установка имеет также емкость для сбора пыли.
Разработанное изобретение имеет, кроме того, следующие особенности. Внутри контейнера есть разделительные перегородки и как минимум одно шлюзовое отделение, в которое входит телескопическая труба. Имеется машинное отделение как минимум с одной телескопической трубой и соответствующим приводом, с пылеулавливающей установкой и с одним блоком управления и обслуживания. Имеется также моторное отделение как минимум с одним моторно-компрессорным блоком. Моторно-компрессорный блок состоит из дизельного мотора с винтовым компрессором, приводимым в движение этим дизельным мотором. Привод и воздуходувка пылеулавливающей установки питаются от электрогенератора. В машинном отделении может располагаться топливный бак для моторно-компрессорного блока. Здесь нужно указать также на тот факт, что части конструкции и агрегаты можно размещать и в другом отделении контейнера загрузочно-разгрузочного устройства. Блок всасывания для сыпучего материала, например из силоса, состоит в основном из одного циклонного сепаратора и одного всасывающего вентилятора.
Для правильного размещения загрузочно-разгрузочного устройства в любом месте и после того, как его туда перевезли на грузовике, служат опоры для контейнеров, расположенные на съемном кузове. Когда опоры для контейнера выдвинуты, тогда можно сменный кузов отсоединить от грузовой машины и убрать. Когда снова потребуется транспортировать загрузочно-разгрузочное устройство, тогда грузовик своей задней частью подъезжает под сменный кузов, соединяется с ним, снова задвигаются контейнерные опоры, и после этого загрузочно-разгрузочное устройство опять можно транспортировать в другое место.
Описанный выше процесс загрузки в принципе своем полностью соответствует процессу разгрузки из емкости.
Само собой разумеется, что все выше и нижеописанные качества изобретения можно использовать не только в указанной комбинации друг с другом, но также и в других комбинациях или даже каждое в отдельности, не нарушая при этом рамки указанного изобретения.
Лежащая в основе изобретения, мысль будет более подробно объяснена ниже на одном конструкционном примере в сопровождении поясняющих чертежей. На чертежах представлены:
Фиг.1 Изображение загрузочно-разгрузочного устройства в перспективе для контейнеров, силосов и других заполняемых объемов.
Фиг.2 Изображение загрузочно-разгрузочного устройства в перспективе с контейнером для загрузки сыпучего материала.
Фиг.3 Изображение загрузочно-разгрузочного устройства сбоку в соответствии с Фиг.1
Фиг.4 Изображение загрузочно-разгрузочного устройства сверху в соответствии с Фиг.1
Данный пример относится к загружаемой сыпучим материалом емкости, т.е. представляет собой процесс загрузки. Для процесса разгрузки емкости действует то же описание, но с учетом разгрузки.
Загрузочно-разгрузочное устройство 1 предназначено для загрузки сыпучего материала в контейнер, изображенный здесь в виде емкости 2. Устройство имеет нормированный съемный кузов 3, на котором установлены 4 выдвижные, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и стоящие на днище опоры для контейнера.
На сменном кузове размещается обычный контейнер 5, одна из торцовых сторон которого 6 открыта. Эта торцовая сторона 6 может быть закрыта жалюзийными воротами 7, как показано на Фиг.2. Кроме того, торцовая сторона 6 контейнера 5 имеет уплотнительную окантовочную раму 8 из гибкого резинового материала, к которой на торцовой стороне плотно приставляется загружаемая емкость 2 на весь период загрузки.
Контейнер 5 загрузочно-разгрузочного устройства 1 разделен внутри двумя расположенными на определенном расстоянии разделительными перегородками 9 и 10 с образованием шлюзового отделения 11, машинного отделения 12 и моторного отделения 13. В каждое из этих отделений можно попасть через двери 14 и 15 в разделительных перегородках 9 и 10.
В машинном отделении 12 в верхней части контейнера 5 расположена телескопическая труба 16, перемещаемая в направлении состыкованной с контейнером 5 и загружаемой сыпучим материалом емкости 2 с помощью приводного агрегата 17. Приводной агрегат 17 состоит из одного редукторного двигателя 18 с цепным приводом 19 для подачи телескопической трубы 16. На конце трубы, направленной в сторону загружаемой емкости 2, находится распределительная головка 20 для загрузки сыпучего материала. Распределительная головка 20 служит одновременно для защиты «лайнер-бега», закрепленного в емкости 2 и здесь не показанного защитного вкладыша. Телескопическая труба 16 опирается на скользящую направляющую 21 в виде зубчатой рейки, с помощью которой труба 16 перемещается по высоте. Другой конец телескопической трубы 16 оканчивается присоединением 22 для подключения к силосу (не показан) с сыпучим материалом.
Телескопическая труба 16 соединена с линией продувочного воздуха 23. Во время процесса загрузки регулируемый продувочный воздух с давлением около 2 бар направляется в телескопическую трубу 16, чтобы не допустить образования загрязнений с последующим заклиниванием трубы 16.
В машинном отделении 12 контейнера 5 загрузочно-разгрузочного устройства 1 расположен узел всасывания 24 с узлом управления и обслуживания 25. Этот узел управляет всеми необходимыми аппаратами. Узел всасывания 24 состоит в основном из циклонного сепаратора (здесь не показанного) и всасывающего вентилятора. Узел всасывания 24 имеет выход 26 для вдувания транспортировочного воздуха в силос или в автоцистерну, чтобы направлять в телескопическую трубу 16 находящийся в ней сыпучий материал через присоединение 22 для подключения к силосу.
Кроме того, в машинном отделении 12 находится пылеулавливающая установка 27 со штуцером приточного воздуха 28 для отсасывания пыли из шлюзового отделения 11 и из загружаемой емкости 2 и со штуцером отработанного воздуха 29 для вывода очищенного воздуха в атмосферу.
В машинном отделении 12 находится топливный бак 30. Он снабжает горючим находящийся в моторном отделении 13 моторно-компрессорный блок 31 для нагнетания сжатого воздуха в загружаемую емкость 2. Моторно-компрессорный блок 31 состоит из дизельного мотора и винтового компрессора, приводящегося в движение дизельным мотором, и служит для привода электрогенератора и воздуходувки пылеулавливающей установки 27. Помимо этого моторно-компрессорный блок 31 имеет вход 32 для транспортирующего воздуха для подачи воздуха из силоса или автоцистерны с сыпучим материалом.
В моторном отделении 13 размещен охлаждающий радиатор 33, т.е. теплообменник с вентилятором, соединенный с моторно-компрессорным блоком 31. Радиатор 33 охлаждает воздух, сжимаемый винтовым компрессором. Этот воздух затем используется как транспортирующий воздух для сыпучего материала.
Сыпучий материал направляется из находящегося под давлением силоса по шлангопроводам и трубопроводам в телескопическую трубу 16, которая снабжается транспортировочным воздухом. Количество и давление транспортировочного воздуха в трубе регулируется на блоке управления и обслуживания 25. Направляемый в телескопическую трубу 16 запирающий воздух служит для ускорения транспортируемого сыпучего материала. На конце телескопической трубы 16 находится распределительная головка 20, которая снабжена байонетным затвором для быстрой смены в зависимости от свойств сыпучего материала. Распределительная головка 20 служит для равномерного и полного заполнения емкости 2 до самого верха.
Перечень обозначений
1 Загрузочно-разгрузочное устройство
2 Емкость
3 Сменный кузов
4 Опора контейнера
5 Контейнер
6 Торцовая сторона
7 Жалюзийные ворота
8 Уплотнительная окантовочная рама
9 Разделительная перегородка
10 Разделительная перегородка
11 Шлюзовое отделение
12 Машинное отделение
13 Моторное отделение
14 Дверь
15 Дверь
16 Телескопическая труба
17 Приводной агрегат
18 Редукторный двигатель
19 Цепной привод
20 Распределительная головка
21 Скользящая направляющая
22 Присоединение
23 Линия продувочного воздуха
24 Блок всасывания
25 Блок управления и обслуживания
26 Выход транспортировочного воздуха
27 Пылеулавливающая установка
28 Штуцер приточного воздуха
29 Штуцер отработанного воздуха
30 Топливный бак
31 Моторно-компрессорный блок
32 Вход транспортировочного воздуха
33 Охлаждающий радиатор