ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО И ПИЛОН ДЛЯ ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА
LOADING DEVICE AND PYLON FOR LOADING DEVICE

Настоящее изобретение относится к загрузочному устройству и пилону для загрузочного устройства.
Загрузочные устройства для грузов, таких как, например, штучные изделия или бестарные изделия, в общем случае содержат пилон, к которому могут быть прикреплены консольные стрелы для увеличения радиуса загрузки или крепления противовесов. Такие устройства используются, например, в подвижных или стационарных судовых загрузчиках, штабелерах и подъемных кранах.
В традиционных системах пилон в общем случае устанавливают вертикально. Консольные стрелы для погрузки грузов и крепления противовесов устанавливают на пилон под углом около 90 градусов, причем консольную стрелу для погрузки грузов часто наклоняют относительно вертикального положения. При загрузке бестарных изделий пилон должен быть слегка смещен относительно оси вращения, чтобы обеспечить пространство для подачи продукта и свободного вращения консольной стрелы, поскольку продукт в общем случае перемещают над осью вращения, с ленты, по которой подается продукт и которая является неподвижной, к консольной стреле, которая уносит продукт и которая в общем случае устанавливается с возможностью вращения вместе с пилоном. В традиционных системах необходимо использовать балансировочные грузы или противовесы, которые в дополнение к нагрузке, создаваемой консольной стрелой и присоединенным к ней оборудованием, также компенсируют смещение центра тяжести, вызванное смещением пилона. Более того, изгибающие нагрузки приводят к созданию больших и сложных структур, которые дороги в изготовлении и могут быть уязвимыми для ветровых нагрузок и землетрясений. В результате увеличения нагрузочной способности в будущем устройства станут еще больше, в результате чего на несущей конструкции будут создаваться еще большие усилия, в частности при передачах усилий.
В документе EP 0 832 831 B1 показан судовой загрузчик с вращающейся частью, которая расположена параллельно оси вращения на портале, выполненном с возможностью перемещения. Точка вращения, в которой консольная стрела соединяется с вращающейся частью портала, одновременно образует ось подъема и опускания консольной стрелы. Таким образом, бестарные изделия можно перемещать между транспортерными лентами, когда консольная стрела находится в верхнем положении, при этом вращающаяся часть должна иметь перегиб в верхней третьей части.
В документе EP 0 000 550 B1 описан судовой разгрузчик, с помощью которого штучные изделия транспортируются вертикально вверх. Колонна располагается на платформе, выполненной с возможностью вращения. Станция разгрузки имеет подъемную стрелу, установленную с возможностью вращения относительно колонны для осуществления относительно нее движения подъема или опускания. Колонна имеет перегиб в одной точке, благодаря чему транспортерная лента и соединительная транспортерная лента могут передавать бестарные изделия на вторую промежуточную транспортерную ленту. Кроме того, этот перегиб необходим для создания параллелограмма, образованного колонной, поворотным кронштейном, подвижной рамой и соединительным элементом, относительно устройства удаления.
В обоих цитируемых документах в пилоне имеется перегиб, что приводит к воздействию на описанную выше несущую конструкцию нежелательных и значительных по величине сил и, кроме того, требует обеспечения компенсации в форме противовесов из-за смещения центра тяжести в направлении от точки поворота.
Таким образом, целью настоящего изобретения является предложить загрузочное устройство и пилона для загрузочного устройства, решающие проблемы предшествующего уровня техники.
Изобретение относится к загрузочному устройству, причем загрузочное устройство содержит портал и платформу, установленную на портале. Пилон располагается в базовой точке на платформе. Консольная стрела проходит наружу от пилона. Пилон может быть соединен с платформой с возможностью вращения. Платформа образует вертикальную ось, которая проходит в вертикальном направлении и проходит через базовую точку. Пилон имеет искривление по меньшей мере в области, примыкающей к платформе и пересекающей вертикальную ось под углом a. Кроме того, на загрузочных устройствах могут быть обеспечены устройства подачи продукта, в частности транспортерные ленты.
Пилон предпочтительно имеет вилку, центральную среднюю часть и противовесы, где вилка образована двумя ножками и соединительной планкой, а сама вилка имеет искривление. Предпочтительно ножки вилки имеют искривления. Консольную стрелу предпочтительно располагают между двумя ножками пилона.
Консольная стрела выполнена с возможностью регулирования по высоте. Угол a может составлять от 20° до 60°, предпочтительно от 30° до 50° и наиболее предпочтительно от 40° до 45°.
Центр тяжести пилона предпочтительно находится по существу над базовой точкой или смещен относительно базовой точки в направлении, противоположном консольной стреле. Это направление также называют «задним».
Пилон предпочтительно имеет искривление в одном направлении. Платформа может быть выполнена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Секция пилона, удаленная от базовой точки, может быть прямой. На секции пилона, удаленной от базовой точки, может быть установлен по меньшей мере один противовес. Пилон предпочтительно формируют в виде прямоугольной стальной конструкции, например сваренной из стальных листов.
Загрузочное устройство может представлять собой подвижный или стационарный судовой разгрузчик или загрузчик, или кран.
Кроме того, в изобретении предлагается пилон для загрузочного устройства. Пилон проходит от базовой точки и по меньшей мере частично искривлен. Кроме того, пилон искривлен таким образом, что он пересекает вертикальную ось под углом a. Вертикальная ось проходит через базовую точку в вертикальном направлении.
Преимущества и предпочтительные варианты осуществления, описанные выше в связи с загрузочным устройством, также относятся и к пилону.
Во время работы центр тяжести пилона предпочтительно находится по существу выше или сзади по отношению к базовой точке, т.е. на стороне портала, обращенной от консольной стрелы или судна. Пилон в соответствии с настоящим изобретением может быть искривлен на участке по меньшей мере 10%, 20%, 25% или 50% своей продольной длины. Секция пилона, обращенная к платформе, предпочтительно является искривленной или изогнутой. Таким образом, предпочтительно, чтобы пилон был искривлен, начиная с базовой точки. В частности, секция, удаленная от базовой точки, может быть прямой и не иметь какого-либо искривления. Пилон также может быть искривленным по всей длине или изогнутым. Предпочтительно, чтобы пилон был искривлен только в одном направлении.
Пилон может быть установлен на платформе, выполненной с возможностью вращения вокруг оси вращения, причем вертикальная ось может совпадать с осью вращения. Таким образом, в данном случае базовая точка лежит по существу на оси вращения. Кроме того, на пилон может быть установлена консольная стрела. В предпочтительном варианте осуществления пилон может быть разветвлен на конце таким образом, что к платформе крепятся две его ножки и эти две ножки вместе с соединительной планкой образуют вилку, которая присоединена к среднему элементу. В этом случае консольную стрелу можно установить между двумя ножками. Консольная стрела выполнена с возможностью регулирования по высоте. В частности, консольную стрелу можно наклонять от вертикальной оси относительно подвески или точки поворота на пилоне.
Как описано выше, пилон можно использовать, в частности, в подвижном или стационарном судовом загрузчике или разгрузчике, или в кране.
Ниже более подробно описан вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые графические материалы. Ниже приведены следующие графические материалы:
фиг. 1A – пилон предыдущего уровня техники;
фиг. 1B - пилон в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 - вид сбоку устройства для погрузки грузов, содержащего пилон в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3 - вид в перспективе устройства для погрузки грузов, содержащего пилон в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 1A показан традиционный судовой загрузчик с вертикальным элементом 10, который может быть установлен с возможностью вращения на платформе и на котором закреплен горизонтальный элемент 11 для размещения на нем противовесов 12. Вертикальная ось 8 проходит через платформу 5. Чтобы обеспечить вращательное движение вертикального элемента, например при погрузке бестарных изделий, на вертикальном элементе на нижнем конце формируется перегиб, благодаря чему вертикальный элемент 10 смещается вперед относительно его оси вращения. «Вперед» обозначает направление, в котором осуществляется погрузка бестарных изделий или грузов, тогда как «назад» обозначает направление горизонтального элемента или подачи бестарных изделий. Это смещение является необходимым, поскольку бестарные изделия, подлежащие погрузке, как правило, переносят с подающей транспортерной ленты на перемещающую консольную стрелу над осью 8 вращения платформы 5, и при отсутствии этого смещения может произойти столкновение с подающей транспортерной лентой во время вращения вертикального элемента. В этом случае вертикальный элемент 10 ориентирован вперед, т.е. отклоняется от вертикальной оси 8, в нижней части, а затем после перегиба переходит в неискривленную вертикальную часть. Таким образом, необходимы противовесы 12, которые устанавливаются на заднем конце горизонтального элемента для компенсации дисбаланса, возникающего в передней части из-за смещения и массы консольной стрелы с грузом (не показана). Другими словами, противовесы компенсируют дисбаланс, создаваемый, в частности, устройствами, расположенными над опорной плитой или платформой вертикального элемента 10, и бестарными изделиями.
Кроме того, от вертикального элемента 10 к горизонтальному элементу 11 обеспечена диагональная оттяжка 13. Таким образом, вертикальный элемент 10 и горизонтальный элемент 11 с противовесами 12 образуют треугольную или скрепленную между собой и поддерживаемую оттяжками конструкцию. В связи с этой конструкцией, в частности, из-за того, что компоненты располагаются под углом друг к другу, а треугольная конструкция претерпевает резкие изменения направления, а также в связи с описанным выше перегибом в прямом направлении, возникают очень высокие изгибающие нагрузки, которые требуют сложных, громоздких, тяжелых и крупногабаритных поддерживающих конструкций. Это, в свою очередь, приводит к большей уязвимости для ветровых нагрузок и землетрясений.
На фиг. 1B показан пилон 1 в соответствии с настоящим изобретением, в котором устранены недостатки предшествующего уровня техники. Пилон 1 отклоняется от вертикальной оси 8 в связи с искривлением или изгибом, которые формируются, начиная с базовой точки 7 (см. фиг. 2) или со смещением от нее. Искривление или изгиб могут быть выпуклыми по отношению к вертикальной оси.
Базовая точка 7 может лежать, в частности, в центральной точке опорной плиты платформы 5 пилона 1. В этом случае под опорной плитой понимают сторону платформы 5, которая во время работы расположена на портале 6 с нижней стороны по вертикали, т.е. ориентирована по направлению к земле. Пилон 1 может быть установлен с возможностью вращения или жестко на портале 6 с помощью платформы 5. В случае варианта осуществления, выполненного с возможностью поворота, предпочтительно, чтобы вертикальная ось 8 (см. фиг. 2) проходила через базовую точку 7 и чтобы пилон, таким образом, был выполнен с возможностью поворота вокруг базовой точки 7. Если пилон 1 выполнен с возможностью поворота, платформа 5 может быть выполнена, например, в виде опорно-поворотного круга на шарикоподшипниковой опоре. По меньшей мере часть продольной длины пилона 1 искривлена. Искривленная часть пилона 1 может составлять по меньшей мере 10%, 20%, 25% или 50%. Также может быть целесообразно выполнить пилон 1 искривленным по всей длине. Кроме того, предпочтительно, чтобы пилон 1 был искривлен только в одном направлении, т.е. чтобы его направление не изменялось. В частности, пилон 1 может иметь по существу форму гиперболы. Кроме того, пилон 1 может иметь непрерывный изгиб без резкого изменения направления или соотношения сила-отклонение.
Предпочтительно, чтобы пилон 1 был изогнут таким образом, что его центр тяжести 17 (без учета противовесов) располагался по существу над базовой точкой 7 или на расстоянии x по горизонтали от вертикальной оси 8. Расстояние X относится к стороне вертикальной оси 8, удаленной от консольной стрелы 2. Таким образом, расстояние x может быть больше или равно 0. Описание центра тяжести 17 относительно базовой точки 7 относится к ориентации пилона 1 во время работы. Затем пилон 1 соединяют с возможностью вращения или жестко с порталом 6 посредством опорной плиты платформы 5. В частности, противовесы 3 располагаются на верхнем конце пилона 1, а базовая точка 7 располагается на нижнем конце пилона 1 по вертикали, т.е. обращена по направлению к земле.
Как описано выше со ссылкой на предшествующий уровень техники, противовесы 3 компенсируют все элементы, обеспеченные выше базовой точки 7, т.е. консольную стрелу 2 и бестарные изделия, подлежащие погрузке, или грузы. Таким образом, количество требуемых противовесов 3 может быть уменьшено благодаря применению конструкции в соответствии с настоящим изобретением и смещению центра тяжести пилона 1 вследствие описанного искривления.
Кроме того, пилон 1 может быть разветвлен на конце. Например, две ножки 15 пилона 1 могут объединяться с соединительной планкой 18 и, таким образом, образовывать вилку 16 и присоединяться к поворотной или жесткой платформе 5. Между вилкой 16 может быть размещена консольная стрела 2 для погрузки грузов, таких как бестарные изделия. Благодаря тому, что пилон 1 имеет искривление, транспортерная лента или другое устройство 4 подачи продуктов для подачи грузов или бестарных изделий может располагаться над базовой точкой 7 в искривленной части. Вилка 16 или две ножки 15 могут открываться в центральную среднюю часть 14, как показано на фиг. 1B.
Противовесы 3 могут быть установлены на верхнем конце пилона 1 для компенсации массы консольной стрелы 2 и грузов. Консольная стрела 2 также может быть выполнена с возможностью регулирования по высоте. Это может быть реализовано, например, с помощью лебедок для натяжки тросов, которые могут быть установлены на пилоне.
Кроме того, пилон 1 в соответствии с настоящим изобретением может иметь коробчатую конструкцию. Термин «коробчатая конструкция» означает, что металлические листы привариваются друг к другу таким образом, что образуется полая конструкция, позволяющая обеспечить высокую прочность на изгиб при низкой массе. Это обеспечивает очень хорошую жесткость при меньшем расходе материала и уменьшении парусности по сравнению с традиционными системами. Изгибающие нагрузки можно уменьшить за счет непрерывной формы без резких перепадов соотношений сила-отклонение. Другими словами, благодаря искривленной конфигурации и отсутствию горизонтального элемента в конструкции действуют главным образом нормальные и сдвиговые напряжения и при передаче усилия практически не возникает изгиб. Это снижает воздействие усилий в целом и, таким образом, приводит к формированию более стабильной системы, способной поглощать даже относительно высокие сейсмические нагрузки. Кроме того, пилон 1 может быть масштабирован по размеру таким образом, чтобы одну и ту же конструкцию можно было использовать в зависимости от области применения, местоположения и других параметров, таких как, например, размер судна.
Пилон 1 можно использовать для стационарного загрузочного устройства или другого устройства для погрузки грузов, которое устанавливают стационарно, например в порту. Это устройство может быть выполнено с возможностью вращения вокруг базовой точки 7. Если пилон 1 используется в подвижном судовом загрузчике, устройство может быть установлено на выполненном с возможностью перемещения портале. Портал может перемещаться, например по рельсам или на колесах с шинами. Платформа для установки пилона 1 с возможностью вращения может быть установлена на портале.
Таким образом, общие статические характеристики улучшаются за счет смещения центра тяжести 17 в направлении базовой точки 7 или вертикальной оси 8. Благодаря профилю короба достигается очень хорошая жесткость, а масса стальной конструкции может быть уменьшена. Кроме того, пилон 1 не имеет резких переходов из-за искривления и имеет непрерывный наклон, что улучшает поглощение нагрузок из-за характеристик распределения сил и состояния нагрузок. Более того, нагрузки или усилия на портал уменьшаются, в результате чего размер корпуса в подвижных загрузчиках может быть уменьшен. Поскольку центр тяжести 17 пилона 1 находится на оси вращения или вертикальной оси 8 или вблизи нее, для компенсации массы пилона 1 дополнительные противовесы 3 не требуются. Противовесы 3 для компенсации консольной стрелы 2 можно размещать непосредственно на самом пилоне 1. В целом масса противовесов 3 также может быть уменьшена, поскольку пилон 1 по своей природе стабилен или, если центр тяжести пилона находится за базовой точкой 7, создает крутящий момент вокруг базовой точки 7 в том же направлении, что и противовес 3. Кроме того, пилон 1 может также включать оттяжку консольной стрелы 2, например, с системой лебедки, а также кабину машиниста.
Настоящее изобретение более подробно описано со ссылкой на пример подвижного или стационарного судового загрузчика для бестарных изделий. Однако пилон также можно использовать для других загрузочных устройств или устройств для погрузки грузов.
На фиг. 2 представлен вид сбоку судового загрузчика с пилоном 1 в соответствии с настоящим изобретением. В данном случае пилон 1 установлен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 8 на платформе 5. В частности, ось вращения или вертикальная ось 8 в данном случае проходит через базовую точку 7. Бестарные изделия транспортируют посредством устройства 4 подачи продукта, в частности в форме транспортерных лент, в позицию, расположенную приблизительно над вертикальной осью 8, и там их перемещают на консольную стрелу 2. Как описано выше, конструкция пилона 1 обеспечивает вращательное движение пилона 1 с консольной стрелой 2 без риска столкновения с транспортерной лентой 4. Для компенсации массы консольной стрелы 2 на вертикальный конец пилона 1 устанавливают противовесы 3. Кроме того, на переднем конце консольной стрелы 2, т.е. в направлении выгрузки продукта, предусмотрено устройство, выполненное с возможностью вращения и обеспечивающее возможность полностью загружать корпус судна. Это устройство может быть выполнено, например, в виде гидравлической системы отклонения (kick-in/kick-out). Загрузочное устройство может перемещаться с помощью портала 6 по рельсам или на колесах с шинами.
В этом случае искривление начинается с нижнего конца пилона 1 рядом с порталом 6, начиная с базовой точки 7. В то время как традиционные системы имеют перегиб, за которым следует строго вертикальный участок (см. фиг. 1A), в пилоне 1 в соответствии с настоящим изобретением формируется непрерывное искривление, при котором пилон 1 искривлен назад, т.е. в направлении от судна или консольной стрелы 2, и, таким образом, пересекает вертикальную ось 8. Другими словами, угол a между направлением, в котором пилон проходит в точке пересечения, и вертикальной осью 8 больше 0°. Угол a образован вертикальной осью 8 и центральной средней частью 14 пилона 1. Этот угол a предпочтительно составляет от 20° до 60°, более предпочтительно от 30° до 50°, и наиболее предпочтительно угол a составляет от 40° до 45°. Также может быть предпочтительно, чтобы пилон 1 оставался искривленным в области, в которой он пересекает вертикальную ось 8. В этом случае угол a между пилоном 1 и вертикальной осью 8 образован касательной к пилону.
На фиг. 3 представлен вид в перспективе загрузочного устройства или устройства для загрузки бестарных изделий, показанного на фиг. 2, содержащего пилон 1 в соответствии с настоящим изобретением. Консольная стрела 2 расположена внутри разветвленной структуры пилона 1. Консольная стрела 2 может быть выполнена с возможностью регулирования по вертикали или по углу наклона. Например, для этой цели может быть обеспечена лебедка для натяжки троса или другое подъемное устройство (не показано).
Изобретение дополнительно включает подвижный или стационарный судовой разгрузчик, имеющий пилон 1 в соответствии с настоящим изобретением, как описано выше.
Изобретение дополнительно включает штабелер или устройство для перевалки грузов, имеющее пилон 1 в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, описание также включает в себя кран, имеющий пилон 1, описанный выше. В дополнение к бестарным изделиям возможна также погрузка или транспортировка других видов грузов с помощью любого устройства для погрузки грузов, имеющего пилон 1, описанный выше. Помимо судов возможна также загрузка железнодорожных вагонов или грузовых автомобилей.
Список ссылочных позиций
1 Пилон
2 Консольная стрела
3 Противовес
4 Устройство подачи продуктов
5 Платформа
6 Портал
7 Базовая точка
8 Вертикальная ось
10 Вертикальный элемент
11 Горизонтальный элемент
12 Противовес
13 Оттяжка
14 Центральная средняя часть
15 Ножки
16 Вилка
17 Центр тяжести
18 Соединительная планка
a Угол наклона.