СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ГРОМОЗДКИХ ГРУЗОВ
METHOD AND DEVICE FOR TRANSFER OF LONG-LENGTH BULKY CARGOES

Изобретение относится к способу и устройству для транспортировки длинномерных громоздких грузов с подъемным телом на направляющих тросах.
Известен способ транспортировки длинномерных крупногабаритных грузов с помощью седельных тягачей. Такая транспортировка занимает много времени и является дорогостоящей, прежде всего, в том случае, если участок перевозки очень длинный, и инфраструктура не подходит для перевозки.
Известно использование транспортных средств «легче воздуха» для различных применений, в т.ч. в гражданской и военной сфере.
Так, предлагалось перевозить крупные и тяжелые грузы с помощью дирижабля или тяговых воздушных шаров, при этом при использовании дирижабля груз размещали на опускаемой платформе, а при использовании тяговых шаров, как в CL 75, - в грузовой раме.
Из DE 10210540 А1 известно подъемное тело на направляющих тросах, прежде всего, для транспортировки груза, который привязан, по меньшей мере, тремя зафиксированными на земле тросами, свободная длина которых может изменяться за счет соответствующих наземных лебедок с дистанционным управлением. Такелаж воздушного шара состоит из узла шара, который посредством промежуточного троса привязан к узлу крана, от которого расходятся привязывающие тросы и трос с крюком крана.
Для транспортировки тяжелых грузов по территориям со слабо развитой инфраструктурой и грунтам с низкой грузоподъемностью в DE 10226868 А1 описан перевозчик грузов с гусеничным транспортным средством, который соединен с транспортным средством «легче воздуха», подъемная сила которого, по меньшей мере частично, соответствует весу груза. При погрузке и разгрузке подъемная сила аэростата больше веса груза и меньше веса транспортного средства с грузом. Перевозчик грузов содержит крановую лебедку, трос лебедки, соединенный с грузовым узлом, и два промежуточных троса, соединенных каждый с одним полиспастом.
В основу изобретения положена задача создания способа и устройства для транспортировки и использования в качестве крана длинномерных громоздких грузов на большие расстояния или по горным извилистым участкам дорог, а также при неподходящей для обычных методов транспортировки инфраструктуре, при этом при переходе из режима транспортировки в режим крана транспортируемый груз должен оставаться в грузозахватном устройстве, и должна быть обеспечена возможность дистанционного управления с земли.
Изобретение решает эту задачу за счет признаков пунктов 1 и 2 формулы. Предпочтительные усовершенствования изобретения описаны в зависимых пунктах формулы.
Согласно способу для транспортировки длинномерных громоздких грузов с подъемным телом на направляющих тросах, оснащенным несущим тросом, содержащим узел воздушного шара и узел крана, согласно изобретению, груз, натянутый посредством несущего троса в своем центре тяжести в поворотно-опрокидываемом грузозахватном устройстве, в режиме транспортировки транспортируют несколькими мобильными управляемыми лебедками посредством транспортировочных лебедочных тросов, закрепленных на грузозахватном устройстве в его нижней части, при этом крановые лебедочные тросы посредством подъемных тросов поднимают к узлу крана и фиксируют с помощью дистанционного управления; а в режиме крана фиксацию крановых лебедочных тросов снимают, при этом крановые лебедочные тросы опускаются от узла крана к управляемым лебедкам, соединяются с ними, и за счет изменения свободной длины отдельных крановых лебедочных тросов груз приводится в необходимое положение.
В устройстве для транспортировки в режиме крана длинномерный громоздкий груз натянут в своем центре тяжести в поворотно-опрокидываемом грузозахватном устройстве, приведенном в соответствие форме груза, которое соединено посредством нижнего несущего троса, узла крана, верхнего несущего троса и узла воздушного шара с подъемным телом. Согласно изобретению, узел крана выполнен в виде пространственной структурной конструкция с диаметром, увеличивающимся, примерно, центрично относительно вертикальной оси с обоих концов до своего максимального значения. Структурная конструкция узла крана предпочтительным образом имеет, приблизительно, форму в виде шара, яйца или груши. В нижней части узла крана расположено несколько, предпочтительным образом три, распределенных на равном расстоянии, предпочтительным образом под 60°, пар направляющих роликов для подъемных тросов крановых лебедочных тросов, а в верхней части узла крана на расстоянии между двумя парами направляющих роликов расположены направляющие ролики для подъемных тросов кольца транспортного предохранителя. На верхней поверхности грузозахватного устройства установлены лебедки, присоединенные к подъемным тросам с дистанционным управлением. Для предотвращения в режиме транспортировки движения крановых лебедочных тросов кольцо транспортного предохранителя может опускаться до уровня концов поднятых крановых лебедочных тросов.
Предлагаемый изобретением способ позволяет осуществлять транспортировку и использование в качестве крана длинномерных громоздких грузов на большие расстояния или по горным извилистым участкам дорог, а также при неподходящей для обычных методов транспортировки инфраструктуре, При переходе из транспортного режима в режим крана транспортируемый груз может оставаться в транспортировочном узле. Процесс может дистанционно управляться с земли. Изобретение особенно подходит для транспортировки и монтажа лопастей для ветряных электростанций, которые необходимо транспортировать из долины по извилистым дорогам в горы.
Далее изобретение поясняется подробным описанием примеров его осуществления со ссылками на чертежи.
На чертежах показаны:
Фиг.1: Система при транспортировке лопасти для ветряной электростанции.
Фиг.2: Узел крана / грузозахватное устройство в режиме транспортировки - вид снизу.
Фиг.3: Узел крана / грузозахватное устройство в режиме транспортировки - вид сверху.
Фиг.4: Деталь: Узел крана в режиме транспортировки.
Фиг.5: Деталь: грузозахватное устройство с платформой и лебедками в режиме транспортировки.
Фиг.6: Система, используемая в качестве крана с воздушным шаром при монтаже лопасти на генератор.
Фиг.7: Узел крана / грузозахватное устройство в режиме крана - вид сверху.
Фиг.8: Деталь: узел крана в режиме крана.
Показанная на фиг.1 система транспортировки со смещенным характером работ лебедок 14, установленных на трех грузовых автомобилях, по извилистым дорогам в горных регионах использует в качестве подъемного тела 3 воздушный шар с сетью 21 воздушного шара, при этом нижние концы сети 21 воздушного шара объединены в узле 13 воздушного шара. Подъемное тело 3 может иметь любую форму и иметь другие, кроме сети 21 воздушного шара, известные соединения с узлом 13 воздушного шара. Грузозахватное устройство 2, захватывающее длинномерный громоздкий груз, соединено с узлом 13 воздушного шара посредством верхнего устройства 11 защиты от скручивания, нижнего несущего троса 7, узла 1 крана, верхнего несущего троса 12, а посредством нижнего устройства 10 защиты от скручивания - с транспортировочными лебедочными тросами 4 и мобильными лебедками 14. Внесение узла 1 крана, а тем самым и распределение несущего троса на нижний несущий трос 7 и верхний несущий трос 12 частично отделяет движение лопасти 20 ветряной электростанции, как груза, при ветре от движения подъемного тела 3, прежде всего, при использовании в качестве крана. Согласно выбранному примеру осуществления подъемное тело 3 связывается и направляется управляемыми лебедками 14, которые установлены на трех мобильных единицах, например на грузовых автомобилях. В зависимости от условий 2-3 грузовых автомобиля с активно управляемыми лебедками 14 обеспечивают максимально возможную гибкость, чтобы избежать препятствий. Высота и направление полета подъемного тела 3 вместе с грузом определяются движением мобильных единиц 14 и изменением свободной длины транспортировочных лебедочных тросов 4. Подъемное тело 3 может управляться как угодно по горизонтали и по вертикали, и таким образом транспортируемый груз 20 может избегать препятствий и тем не менее постоянно оставаться горизонтальным и постоянно вращаться на ветру, чтобы таким образом обеспечить минимальное сопротивление.
Грузозахватное устройство 2 на фиг.2 представляет собой стабильную конструкцию в подходящем исполнении, например в форме станины из двух частей, которые на одном конце расположены поворотно и могут открываться с помощью гидравлики 10, а после укладки транспортируемого груза 20, надежно закрываться. Обе противоположных внутренних стороны имеют скорлупчатую мягкую обивку в форме половины сечения транспортируемого груза, в примере осуществления - лопасти 20 ветряной электростанции. Если транспортируются длинные трубы, то мягкие оболочки имеют сечение в форме полукруга. На верхней и нижней сторонах висящего грузозахватного устройства 2 расположены устройства 11, 10 защиты от скручивания, а немного выше центра тяжести на противоположных сторонах - опрокидывающие шарниры. Транспортировочные лебедочные тросы 4 мобильных лебедок 14 закреплены на нижнем устройстве 10 защиты от скручивания. Крановые лебедочные тросы 5 висят слоями между узлом 1 крана и грузозахватным устройством 2. Установленные на платформе 17 грузозахватного устройства 2 кабестаны 19 посредством дистанционного управления опустили закрепленное на подъемных тросах 8 кольцо 9 транспортного предохранителя, за счет чего последний предотвращает движение крановых лебедочных тросов 5.
На фиг.3 показан вид сверху на узел 1 крана и грузозахватное устройство 2 с расположенными на платформе 17 лебедками 18, 19 для подъемных тросов 6, 8. Опущенное за подъемные тросы 8 кольцо 9 транспортного предохранителя допускает только одно движение крановых лебедочных тросов 5 внутри кольца 9 транспортировочного предохранителя 9.
На фиг.4 показано детальное представление предпочтительной формы осуществления узла 1 крана в режиме транспортировки. Узел 1 крана является структурной конструкцией, которая установлена между подъемным телом 3 и грузозахватным устройством 2 и соединяет их посредством несущих тросов 7, 12. В зависимости от необходимого количества транспортировочных и крановых лебедочных тросов 4, 5, используются несколько подъемных тросов 6, 8, предпочтительным образом, по три связанных с крановыми лебедочными тросами 5 и кольцом 9 транспортировочного предохранителя. Но могут использоваться также по четыре или с ограничениями также только по два подъемных троса 6, 8. На равномерном расстоянии относительно друг друга при трех подъемных тросах 6 соответственно смещенных на угол в 120°, в нижней части располагаются по два небольших ролика 16, задача которых заключается в том, чтобы направлять или же изменять направление подъемных тросов 6 для крановых лебедочных тросов 5. Крановые лебедочные тросы 5 подняты для режима транспортировки подъемными тросами 6 вверх. Соединение выполняется в первой трети крановых лебедочных тросов 5. С углом смещения в 60° относительно роликов 16 крановых лебедочных тросов 5, также с углом смещения 120° в верхней области располагаются маленькие ролики 15 для направления подъемных тросов 8 для кольца 9 транспортировочного предохранителя. В режиме транспортировки кольцо 9 транспортного предохранителя опущено. Основная форма узла 1 крана может иметь форму шара, яйца или груши. Структурная конструкция узла 1 крана должна быть выполнена так, чтобы она была легкой и тем не менее стабильной, а также имела подходящую аэродинамическую форму, чтобы принимать или переносить силы также на расстоянии от срединной оси и быть нечувствительной к ветру. Узел 1 крана может быть выполнен в форме перевернутого на вершину двойного конуса или двойной пирамиды с количеством боковых сторон в соответствии количеству расположенных со смещением подъемных тросов 6, 8, также с различной высотой нижних / верхних частичных тел.
На фиг.5 показано расположение различных лебедок 18, 19 на верхней платформе 17 грузозахватного устройства 2. Расположение выполняется по аналогии с расположением роликов 15, 16 в узле 1 крана. Лебедки подъемных тросов 8 кольца 9 транспортного предохранителя выполняются как кабестаны 19, подъемные тросы 6 крановых лебедочных тросов 5 - как небольшие кабестаны 18. Лебедки работают на батарейках / аккумуляторах с дистанционным управлением.
На фиг.6 показана система в режиме крана. Крановые лебедочные тросы 5 имеют на нижних концах тросовые муфты, которые обеспечивают простое соединение с транспортировочными лебедочными тросами 4 трех мобильных лебедок 14. За счет этого натянутый под ними в грузозахватном устройстве 2 транспортируемый груз, в данном случае - лопасть 20 ветряной электростанции, не зависит от движения подъемного тела 3 и может быть приведен в необходимое положение за счет изменения свободной длины отдельных мобильных лебедок 14. Функцию мобильных лебедок 14 могут выполнять также стационарные лебедки, которые зафиксированы соответствующим балластом. Ручная фиксация от воздействий ветра осуществляется с помощью двух тросов, закрепленных на конце лопасти 20, посредством нескольких небольших лебедок или лиц с физической силой.
Как показано на фиг.7 на виде снизу на грузозахватное устройство 2, транспортировочные лебедочные тросы 4 были отпущены нижним устройством 10 защиты от скручивания грузозахватного устройства 2, и крановые транспортировочные тросы 5 соединены с мобильными лебедками 14. Установленные на платформе 17 грузозахватного устройства 2 кабестаны 19 подняли с дистанционным управлением закрепленное на подъемных тросах 8 кольцо 9 транспортного предохранителя, за счет чего крановые лебедочные тросы 5 могут свободно двигаться. Подъемные тросы 6 крановых лебедочных тросов 5 выдвигаются на необходимую длину.
На фиг.8 показан детальный вид узла 1 крана в режиме крана. В режиме крана кольцо 9 транспортного предохранителя поднимается вверх, пока оно не будет прилегать к структурной конструкции узла 1 крана. За счет этого обеспечивается свободное движение крановых лебедочных тросов 5. Подъемные тросы 6, которые соединены в первой трети крановых лебедочных тросов 5, выдвигаются на необходимую длину с помощью тросовых лебедок 18. За счет расположения тросов 6, 8 и роликов 15, 16 со смещением в 60° относительно друг друга возможно неограниченное движение крановых лебедочных тросов 5 и подъемных тросов 8 для кольца 9 транспортировочного предохранителя.
Показанный на фиг.1-5 процесс транспортировки с предлагаемым устройством выполняется следующим образом:
Транспортируемый груз - лопасть 20 ветряной электростанции - приведен в положение и зафиксирован в пункте отправления. Соответствующее подъемное тело 3 с грузозахватным устройством 2 в режиме транспортировки без нагрузки к пункту отправления тянут транспортировочные лебедочные тросы 4, соединенные с мобильными держателями 14 лебедок. Мобильные держатели 14 лебедок должны иметь массу, большую, чем грузоподъемность подъемного тела 3 с грузозахватным устройством 2, при необходимости за счет взятия балласта, например, в имеющиеся водяные баки. Мобильные держатели 14 лебедок приводятся в такое положение вокруг транспортируемого груза 20, чтобы подъемное тело 3 с грузозахватным устройством 2 находилось в треугольнике, образованном мобильными лебедками 14, и над транспортируемым грузом 20. Грузозахватное устройство 2 за счет координированного наматывания транспортировочных лебедочных тросов 4 мобильных лебедок 14 опускается до уровня, близкого к земле, и соединяется посредством анкерного троса лебедочного / транспортировочного транспортного средства с взятым балластом, мобильной лебедки 14, с нижним устройством 10 защиты от скручивания грузозахватного устройства 2 на время приема груза. Кроме того, направляющий трос, постоянно соединенный с узлом 13 шара позволяет в любое время потянуть подъемное тело 3 на землю. Конец направляющего троса соединен с мобильной лебедкой 14 в качестве направляющего транспортного средства, или с наземной лебедкой, или с наземным / заземляющим анкером. Транспортируемый груз 20 натягивается в грузозахватном устройстве 2 и фиксируется по мере необходимости. Затем можно снова отпустить анкерный трос и выполнять подъем транспортируемого груза 20 посредством подъемного тела 3 за счет координированной размотки транспортировочных лебедочных тросов 4 мобильных лебедок 14 или изменения местоположения мобильных держателей лебедок. После приема груза 20 балласт больше не требуется. При транспортировке навигация подъемным телом 3 с транспортируемым грузом 20 осуществляется посредством смещенного движения мобильных лебедок 14 / лебедочных транспортировочных транспортных средств и/или за счет изменения свободной длины транспортировочных лебедочных тросов 4. Опускание груза 20 осуществляется в обратной последовательности.
Для осуществления функции крана согласно фиг.6-8 груз 20 опускается, как описано выше при приеме груза, до уровня, близкого к земле, и фиксируется анкерным тросом. Затем крановые лебедочные тросы 5 опускаются от узла 1 крана и соединяются с лебедочными тросами 4 лебедок 14, стоящих на земле. Это необходимо, чтобы отсоединить движение воздушного шара от груза 20 и тем самым отпозиционировать его точно в монтажном положении, например, для прикручивания лопасти 20 к генератору ветряной электростанции. За счет изменения свободной длины крановых лебедочных тросов 5 груз 20 поднимается в грузозахватном устройстве 2 на необходимую высоту и в точное положение. Ручная фиксация от воздействий ветра осуществляется с помощью двух тросов, закрепленных на конце лопасти 20, посредством нескольких небольших лебедок или лиц с физической силой. Так осуществлена функция крана. По завершении монтажных работ можно открыть грузозахватное устройство 2, опустить до уровня, близкого к земле, и зафиксировать анкерным тросом. Затем можно выполнить выше описанное переоснащение в режим транспортировки.
Список использованных ссылочных позиций и понятий
1 Узел крана
2 Грузозахватное устройство
3 Подъемное тело
4 Транспортировочные лебедочные тросы
5 Крановые лебедочные тросы
6 Подъемные тросы для крановых лебедочных тросов
7 Несущий трос между крановым узлом и грузозахватным устройством
8 Подъемные тросы для кольца транспортного предохранителя
9 Кольцо транспортного предохранителя
10 Нижнее устройство защиты от скручивания на грузозахватном устройстве
11 Верхнее устройство защиты от скручивания на грузозахватном устройстве
12 Несущий трос между крановым узлом и подъемным телом
13 Узел шара
14 Мобильные лебедки
15 Ролики для подъемных тросов кольца транспортного предохранителя
16 Ролики для подъемных тросов для крановых лебедочных тросов
17 Платформа грузозахватного устройства
18 Малые лебедки
19 Кабестаны
20 Лопасти ветряной электростанции
21 Сеть воздушного шара