ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ СЫПУЧИХ И НЕСЫПУЧИХ ГРУЗОВ Российский патент 1996 года по МПК B61B13/04 B61B13/06 B61B12/02 

Изобретение относится к транспортным системам, применяемым в промышленности и народном хозяйстве для транспорта грузов различной формы и размера, полезных ископаемых и пород при разработке месторождений, сыпучих и других грузов.

Известны следующие варианты классификации транспортных средств.

1. По виду среды опирания наземный, водный, воздушный.

2. По назначению для перевозки грузов, для перевозки людей.

3. По способу перемещения грузов в подвижных емкостях (железная дорога, конвейеры, автомобили), в неподвижных емкостях (трубопроводы, лотковые системы).

4. По способу взаимодействия транспортной емкости с опорным основанием - скольжение (корабли; санные опоры; транспорт на воздушной, жидкой или магнитной подушке), качение (железнодорожный, автомобильный, воздушно-канатный, конвейерный транспорт).

5. По способу размещения двигателя подвижный двигатель (локомотивы, автомобили, корабли), неподвижный двигатель (воздушно-канатная, конвейеры, трубопроводы).

6. По характеру работы во времени непрерывного перемещения грузов (трубопроводы, конвейеры), периодического действия (автомобильный, железнодорожный, водный, воздушный транспорт).

Преимущественной областью использования изобретения является транспорт сыпучих и несыпучих грузов в горном и строительном деле.

Известны ленточные и скребковые конвейеры [1] в состав которых входят: транспортирующая лента различных конструкций, скребки, тяговые цепи, приводные и натяжные станции, роликовые опоры, поддерживающие ленту, решетчатые опоры, решетчатый став, загрузочные и разгрузочные устройства, электроприводы, система автоматического управления транспортировкой грузов.

К основным недостаткам конвейерных транспортных систем относятся следующие: большие металлоемкость и энергоемкость транспорта в расчете на единицу массы груза; ограниченность в длине трассы за счет ограничений на натяжение транспортных лент и цепей приводов скребков; ограниченность углов поворота и подъема трассы транспортирования; потери и порча транспортируемых сыпучих и несыпучих грузов и экологическая нечистота за счет открытости контакта с атмосферой транспортируемого груза; непрерывность транспортировки груза без остановок; возможность разгрузки только на концевых участках конвейеров.

Известен способ и разновидности локомотивного транспорта, движущегося по рельсовому пути, недостатком которого является большая металлоемкость системы, необходимость проведения начальных и регламентных планировочных земляных работ, ограниченность по крутизне трассы, отсутствие возможности поточного транспортирования как у конвейерного транспорта, высокие капитальные и эксплуатационные затраты [2]
Известны транспортные системы подвесных канатных дорог, транспортные емкости которых (вагонетки) перемещаются с подвижным канатом, опирающимся на неподвижные роликовые опоры.

Недостатками канатных дорог является ограниченность скорости транспортировки и длины трассы, невозможность транспорта по разветвленной трассе; непрерывность транспортировки груза без остановок.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является известная система транспорта грузов по монорельсовым дорогам, когда транспортная емкость опирается или подвешена на катковом подвесе на один рельс и движется вдоль него с помощью тягового локомотива [2]
Недостатком монорельсового транспорта является сложность транспортирования массовых объемов грузов из-за несовершенства транспортирующих их емкостей.

В английской угольной промышленности известно применение трубчатого конвейера длиной 1658 м, диаметром 300 мм со скоростью 130 м/мин и производительностью 500 т/ч [3] Основным достоинством этого трубчатого конвейерного транспорта (взятого нами за прототип) является уменьшение загрязнения окружающей среды и значительная экономия рабочей силы.

В тоже время этот трубчатый конвейер имеет следующие недостатки:
большая металлоемкость и энергоемкость транспортирования в расчете на единицу массы груза;
ограниченность применения такого конвейера при понижении температуры окружающего воздуха из-за хрупкости конвейерной ленты при прокатывании ее через поддерживающие и обжимающие ролики;
погрузка и разгрузка только на концевых участках конвейера и невозможность работы по разветвленной схеме;
ограниченность длины трассы возможностями натяжных и тяговых механизмов;
ограниченность скорости транспорта грузов из-за их тряски через поддерживающие и обжимающие ролики.

Целью настоящего изобретения является сохранение достоинств и устранение недостатков трубчатого конвейера и использование достоинств монорельсового транспорта и повышение эффективности транспортирования грузов различного назначения.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом изобретении транспортная система для перевозки сыпучих и несыпучих грузов, включает монорельсовую дорогу на опорах, на которых с помощью катковых подвесов закреплена грузонесущая емкость, тяговые механизмы, систему управления, а отличается тем, что грузонесущая емкость выполнена из гибкой прочной ленты, края которой, закрепленные на катковых подвесах, сведены и зафиксированы в таком положении и придают ей протяженную вдоль монорельсовой дороги трубообразную форму, при этом опорный рельс дороги в местах погрузки и разгрузки выполнен разветвленным на два с опиранием катковых подвесов каждого края образующей грузонесущую емкость ленты на один соответствующий этому краю рельс и оба рельса выполнены с задаваемыми по высоте и расстоянием между собой конфигурацией и ориентацией узла подвес рельс в плоскостях сечения перпендикулярных направлению движения. Сама грузонесущая емкость выполнена в виде бесконечно замкнутой по кольцу оболочки для транспортирования грузов по кольцевой траектории монорельса или в виде отдельных протяженных вдоль монорельса секций для кольцевой или разветвленной монорельсовой дороги, а для сведения и разведения краев ленты, образования трубообразной грузонесущей емкости и ее раскрытия, два края ленты подвешены катковыми подвесами на два разных, соответствующих каждому краю, рельса по всей трассе движения, при этом для транспортирования грузов на крутых углах подъема трассы, трубообразная грузонесущая емкость имеет внутри разделительные перегородки.

Принципиально новым в предлагаемом изобретении, по нашему мнению, является совмещение в единую транспортную систему конвейерного и монорельсового транспорта посредством придания гибкой прочной ленте трубообразной формы и протяженной вдоль монорельса. Новым является система погрузки и разгрузки транспортной системы, обеспечивающейся за счет конструктивного решения опирания катковых подвесов каждого из двух краев ленты на соответствующий рельс при задаваемой ориентации положения блоков подвес - рельс и соответственно тому ленты между ними в сечениях, перпендикулярных направлению движения. Соответственно описанной механике погрузки-разгрузки является новым механизм закрытия и раскрытия грузонесущей ленты, обеспечивающий герметичность и экологическую безопасность транспортирования различных грузов как по кольцевой, так и по разветвленной траектории движения грузов, как бесконечно замкнутой по кольцу оболочки, так и в виде отдельных протяженных вдоль монорельса секций, а для преодоления крутых подъемов, трубообразная несущая емкость посредством разделительных перегородок препятствует возможности сползания как сыпучих, так и несыпучих грузов.

Таким образом, предполагаемая как изобретение система обладает достаточной новизной, которая обеспечивается следующими существенными отличиями: грузонесущая емкость, выполненная из гибкой прочной ленты свернутой и зафиксированной в таком положении, которое придает ей протяженную вдоль монорельса трубообразную форму: опорный рельс монорельсовой дороги в местах погрузки и разгрузки выполнен разветвленным на два с опиранием катковых подвесов каждого края образующей грузонесущую емкость ленты на свой рельс, что обеспечивается задаваемыми по высоте и расстоянию между собой конфигурацией и ориентацией узлов подвес-рельс каждого края ленты в плоскостях сечений, перпендикулярных направлению движения груза.

К существенным отличиям предлагаемого изобретения, по нашему мнению, могут быть также отнесены конструктивные особенности грузонесущей емкости, выполненной в виде бесконечно замкнутой по кольцу оболочки или в виде отдельных протяженных вдоль монорельса секций для кольцевой или разветвленной монорельсовой дороги; транспортирование на крутых подъемах грузов обеспечивается наличием в трубообразной грузонесущей емкости специальных разделительных перегородок, а образование трубообразной замкнутой грузонесущей емкости и ее раскрытие обеспечивается опиранием катковых подвесов двух краев ленты на два разных соответствующих каждому краю рельса.

Проведенный анализ новизны и существенных отличий новой транспортной системы показывает первое их наличие; второе возможность их конструктивного выполнения, а также работоспособность и эффективность использования положительных сторон конвейерного и монорельсового видов транспорта, объединенных в единую транспортную систему.

На фиг. 1 представлено поперечное сечение варианта транспортной системы на участке транспорта грузов. На фиг.2 представлен схематичный пространственный вид грузонесущей емкости на участках транспорта и погрузки - разгрузки грузов. На фиг. 3 представлено поперечное сечение ленты на участке погрузки-разгрузки.

Рассмотрим фиг.1, где дан вариант поперечного сечения транспортной системы на участке транспортировки грузов. На защемленную в геомассиве опору 1 через кронштейн 2 крепится желобообразный рельс 5, внутри которого могут катиться опорные катки катковых подвесов 4 и 5 (левого и правого края ленты соответственно). Катковые подвесы представляют собой специальным образом изогнутые стержни, скрепленные за один конец с опорнымии катками 6, а за другой с гибкой прочной лентой 7 образующей трубообразную грузонесущую емкость при ее подвеске за края через катковые подвесы на рельс. Между сведенными и подвешенными на один рельс краями ленты располагают уплотнитель 8. Левое и правое сечение грузонесущей емкости показаны загруженными несыпучими и сыпучими грузами соответственно (пояснения далее).

Рассмотрим фиг. 2, где представлен эскизный пространственный вид грузонесущей емкости 7, подвешенной через катковые подвесы 4 и 5 с опорными катками 6 на желобообразные рельсы 3 (л) и 3 (п) левый и правый. Образующая емкость лента 6 скреплена с катковыми подвесами 4 и 5 за упрочненные края 9. Участок А соответствует сведенным краям ленты, подвешенным на один рельс. Участок В соответствует механизму сведения-разведения, где один из краев ленты снимается этим механизмом с общего рельса и переводится на свой индивидуальный соответствующий каждому краю ленты, что показано на участке С. Подвеска рельсов 3 (л) и 3 (п) не указана и изображена условным знаком защемления.

Рассмотрим фиг.5, где представлено поперечное сечение ленты, образующей грузонесущую емкость при различном относительном положении узлов "подвес-рельс" соответствующих разным краям ленты. Указано три варианта конфигурации сечения К₁, K₂, K₃. Подвеска рельсов обоих краев ленты к опорам указана схематично условными знаками защемления. Представленные варианты конфигураций сечений соответствуют участкам погрузки-разгрузки.

Каждый край ленты подвешен на свой ряд катковых подвесов, чередующихся друг с другом и катящихся на участке трассы А в одном монорельсе, что обеспечило состояние сведенности краев ленты (см.фиг.2). На участке трассы В механизмом сведения и разведения катковые подвесы каждого края ленты разделяются и катятся по своему этому краю соответствующему рельсу, как это указано на фиг. 2, где выделен правый 3 (п) и левый 3 (л) рельсы. На участке трассы С каждый край ленты подвешен на свой рельс, который имеет задаваемую по высоте и в пространстве конфигурацию, что обеспечивает раскрытие движущейся трубообразной грузонесущей емкости в ленту и дает возможность выполнения погрузки и разгрузки. Ориентируя узел "подвес-рельс" в пространстве от одной опорной рамы к другой можно задать любой нужный вариант пространственного положения грузонесущей ленты (см.фиг.3), что в комбинации с дополнительными узлами и устройствами позволяет грузить, транспортировать и разгружать как сыпучие, так и несыпучие грузы. Это иллюстрировано на фиг.1, где в одном направлении (прямая ветвь) транспортируется крупнообломочный материал, а в обратном (возвратная ветвь) разнородные грузовые отдельности (ящики, фляги, рулоны и т.д.). Отметим, что по трассе может быть устроено любое необходимое число участков погрузки-разгрузки типа С, на которых можно менять вид груза. В зависимости от длины трассы и характеристик транспортируемого набора грузов движители грузонесущей емкости могут быть подвижными и скрепленными с лентой, либо неподвижными и скрепленными с рамными опорами и рельсами. Грузонесущая емкость может быть выполнена как замкнутая (по типу конвейерной ленты), так и с длиной емкости вдоль трассы, меньшей длины трассы, когда образует движущийся по трассе отрезок своеобразного трубопровода с открытыми или закрытыми концами в зависимости от характера груза. В случае замкнутой ленты трасса транспортирования не разветвлена. Когда лента незамкнута в кольцо, трасса может иметь места разветвления на отдельные ветви. В местах разветвления с помощью стрелочных переводов специальной конструкции грузонесущие емкости переходят на требуемую ветвь транспортирования. Возможен вариант движения незамкнутой ленты по замкнутой трассе с нужным числом участков погрузки разгрузки.

Несущие рельс рамные опоры могут иметь различные варианты конструктивного решения. В некоторых случаях возможны варианты движения неразгруженной ленты в раскрытом виде как с фиксированным нижним краем, так и со свободным при подвеске за другой верхний край ленты. Для усиления надежности изоляции груза от окружающей среды сведенные края ленты могут быть зафиксированы. Для транспорта сыпучих и несыпучих грузов на трассах с большой крутизной рельефа местности грузонесущую ленту можно снабдить разделительными перегородками, препятствующими перемещению грузов относительно нее. Для упрощения операции сведения и разведения краев ленты при формировании грузонесущей емкости, каждый край ленты может быть подвешен на индивидуальный рельс вдоль всей трассы транспортирования, что исключает специальный механизм сведения катковых подвесов на один несущий рельс, но увеличивает число опорных рельсов вдвое.

Предлагаемая нами здесь транспортная система имеет изобретательский уровень, т. е. содержит изобретательскую новизну в новом варианте грузонесущей емкости, новом способе формирования грузонесущей несущей емкости, новом способе траспортирования сыпучих и несыпучих грузов сочетающем достоинства конвейерного и монорельсового транспорта и исключающего их недостатки.

ЛИТЕРАТУРА
I. Кузнецов Б.А. Ренгевич А.2. Шарин В.Г. и др. Транспорт на горных предприятиях. М. Недра, 1964. 656 с.

2. Кузнецов Б.А. и др. Транспорт на горных предприятиях. М. Недра, 1988. 658 с.

3. Уголь. М. 1992, 8, с.34-36. ЫЫЫ2

Использование: транспортировка, преимущественно сыпучих грузов в горном и строительном деле. Сущность изобретения. Грузонесущая прочная гибкая лента 7 с закрепленными на левом и правом упрочненных краях 9 катковыми подвесами 4,5 с роликами 6, взаимодействующими с желобообразными рельсами, образует замкнутую трубообразную оболочку при перемещении вдоль рельса и разомкнутую оболочку при перемещении по ветвям 3 п, 3 л рельса. При разветвлении рельса на две ветки 3 п, 3 л и за счет пространственного размещения рельсов 3 п, 3 л относительно друг друга лента 7 раскрывается, обеспечивая возможность автоматической разгрузки и загрузки. При перемещении ленты 7 вдоль одного рельса между краями 9 размещен уплотнитель 8. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Транспортная система для перевозки сыпучих и несыпучих грузов, включающая монорельсовую дорогу на опорах, на которой с помощью катковых подвесов закреплена грузонесущая емкость, тяговый механизмы, систему управления, отличающаяся тем, что грузонесущая емкость выполнена из гибкой прочной ленты, края которой, закрепленные на катковых подвесах, сведены и зафиксированы в таком положении и придают ей протяженную вдоль монорельса трубообразную форму, при этом опорный рельс монорельсовой дороги в местах погрузки и разгрузки выполнен разветвленным на два рельса с опиранием катковых подвесов каждого края образующей грузонесущую емкость ленты на один соответствующий этому краю рельс, и оба рельса выполнены с задаваемыми по высоте и расстоянием между собой и ориентацией узла "подвес-рельс" в плоскостях сечений, перпендикулярных направлению движения. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что грузонесущая емкость выполнена в виде бесконечной замкнутой по кольцу оболочки для транспортирования грузов по кольцевой траектории монерельса. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что грузонесущая емкость выполнена в виде отдельных протяженных вдоль монорельса секций для кольцевой или разветвленной монорельсовой дороги. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что для упрощения механизма сведения и разведения краев ленты, образования трубообразной грузонесущей емкости и ее раскрытия, два края ленты подвешены катковыми подвесами на два разных соответствующих каждому краю рельса по всей тряссе движения. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что для транспортировки грузов при крутых углах подъема трассы трубообразная грузонесущая емкость имеет внутри разделительные перегородки.