МОДУЛЬНАЯ МОБИЛЬНАЯ КАНАТНАЯ ДОРОГА Российский патент 2024 года по МПК B61B7/00 

Предлагаемое изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к устройствам на основе подвесных канатных систем для оперативного мобильного развертывания транспортно-перегрузочных грузовых и пассажирских канатных дорог в условиях необорудованной и труднодоступной местности, при необходимости создания временных или сезонных переправочных сооружений, ликвидации природных или техногенных чрезвычайных ситуаций с транспортировкой к месту развертывания преимущественно с помощью авиационных средств доставки (вертолетов).

Известны мобильные подвесные канатные дороги (патент RU №2247671, В61В 7/00, 2005 г. [1]; патент RU №2269443, 7/02, 2006 г. [2]; патент RU №2337023, В61В 7/02, 2008 [3]), содержащие приводной шкив, кинематически соединенный с движителем основной самоходной транспортной установки, натяжной шкив и огибающий их замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами, дополнительную самоходную транспортную установку, заякоренную натяжным устройством вдоль оси канатной дороги, причем мобильная канатная дорога дополнительно оснащена линейными роликовыми балансирами, установленными на телескопических опорах вдоль продольной оси мобильной канатной дороги.

Наиболее существенным недостатком указанных конструкций мобильных подвесных канатных дорог является их ограниченная мобильность, так как доставка необходимого технологического оборудования для развертывания на местности подвесной канатной дороги выполняется с помощью самоходных транспортных установок наземного базирования. Использование наземных самоходных транспортных установок может значительно усложнять или даже исключать развертывание мобильной канатной дороги в тех ситуациях, когда отсутствуют необходимые дороги или вид почвы неблагоприятен для передвижения самоходных установок (пустынные районы, болотистая почва, тайга, тундра, побережье Арктики или Дальнего Востока и т.п.), когда требуется переправлять одну из концевых самоходных установок через природные препятствия (реки, проливы, глубокие овраги, горные ущелья, разрушения в зонах техногенных или природных катастроф и т.п.), когда требуется быстрая доставка оборудования к месту развертывания канатной дороги.

Известна также разновидность мобильной судоходной канатной дороги, подходящей для сложных участков рельефа (патент CN 108791318 A, В61В 7/00, В61В 7/06, 2018) [4], содержащая две концевые самоходные транспортные установки на гусеничном шасси, соединенные общим несуще-тяговым канатом, по которому перемещается грузовая тележка с транспортируемым грузом, причем дополнительные промежуточные опоры для поддержания каната в пролете между концевыми транспортными установками не предусмотрены.

Технические недостатки данной конструкции в полной мере аналогичны недостаткам рассмотренных выше аналогов [1-3].

Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемому изобретению и принятой за его прототип является быстромонтируемая мобильная канатная дорога (патент RU №2780877, В61В 7/00, 2022 г.) [5] в виде двух концевых станций, соединенных единой канатной системой с прицепными устройствами, каждая из которых в своем составе имеет закрепленную на несущем основании концевую опору с расположенными на ней канатным шкивом, приводным и натяжным механизмами для поддержания, необходимого натяжения и обеспечения движения гибких канатов, а также механизм перевода концевой опоры из транспортного положения в рабочее положение и механизм удержания концевой опоры в рабочем положении, причем несущее основание выполнено из шести шарнирно соединенных между собой несъемных несущих пластин, которые в транспортном положении складываются, а в рабочем положении раскладываются, образуя плоскую горизонтальную площадку, причем необходимое технологическое оборудование, включающее в том числе концевую опору изменяемой высоты, механизм перевода концевой опоры из транспортного положения в рабочее положение, механизм удержания концевой опоры в рабочем положении, устройства крепления несущего основания на грунте и грузоподъемное устройство, стационарно закреплено на несущих пластинах и не предусматривает дополнительной перестановки при развертывании мобильной канатной дороги.

Рассмотренный прототип имеет ряд конструктивных и функциональных недостатков. Фиксированное (без дополнительного монтажа и демонтажа) крепление необходимого технологического оборудования для обслуживания концевой станции на боковых пластинах требует использования несущих пластин повышенных размеров, так как требуется обеспечить взаимную компоновку достаточного большого числа единиц этого оборудования (в том числе, габаритных - концевой опоры, крана-манипулятора, канатного шкива и др.) в пределах крайне ограниченного замкнутого пространства, которое несущие пластины образуют в сложенном транспортном положении концевой станции. Также указанное крепление технологического оборудования обуславливает необходимость проектирования пластин с повышенной материалоемкостью (весом), чтобы обеспечить их прочность и жесткость, так как при эксплуатации канатной дороги они служат несущим основанием для технологического оборудования, нагруженного высокими эксплуатационными нагрузками со стороны канатной системы и транспортируемых грузов. Как следствие, в суммарном весе концевой станции вес собственно несущих пластин занимает заметную долю - до 30…35%, что ограничивает возможности выбора средств авиационной доставки, так как требует использования, например, вертолетов максимальной на сегодняшний день грузоподъемностью (в частности, грузовых вертолетов типа Ми-26 и его модификаций Ми-26К, Ми-26Т, Ми-26ТМ с допустимым весом груза на внешней подвеске 20 т). Кроме того, при раскрытии боковых и верхней несущих пластин образуется общее несущее основание достаточно больших габаритных размеров, что требует наличия выровненной грунтовой или скальной площадки порядка 50…60 м, что затруднительно обеспечить в условиях пересеченной, холмистой или горной местности.

Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются:

1) снижение массо-габаритных характеристик ключевых элементов конструкции мобильных канатных дорог и расширение возможностей по выбору возможных средств их воздушной доставки к месту развертывания;

2) существенное снижение финансовых и материальных затрат, сокращение числа эксплуатационного персонала и повышение оперативности развертывания (монтажа и демонтажа) мобильной канатной дороги, существенное снижение издержек на эксплуатацию и техническое обслуживание мобильной канатной дороги во время ее работы;

3) расширение возможности использования мобильной канатной дороги в труднодоступных и (или) в заранее необорудованных местностях со сложным природным рельефом, доступ к которым с помощью известных видов транспорта, кроме воздушного, невозможен или весьма проблематичен по причине недопустимых затрат средств или времени (например, в прибрежных зонах Арктики и Приморья, таежных районах Сибири и т.п.).

Для решения указанных технических задач конструкция модульной мобильной канатной дороги, содержащей приводной и натяжной канатные шкивы, концевые и промежуточные опоры с технологическим оборудованием для обеспечения их эксплуатации при работе канатной дороги, а также огибающий канатные шкивы и поддерживаемый промежуточными опорами замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами для крепления транспортируемого груза, состоит из комплекта автономных технологических модулей в составе модуля концевой приводной станции, модуля концевой натяжной станции, модулей промежуточных опор и силового модуля, причем входящее в конструкцию каждого модуля оборудование для его перевода из транспортного положение в рабочее положение и обратно и для его эксплуатации закреплено на индивидуальном основании в виде несущей рамной конструкции, к которой с помощью быстроразъемных соединений крепятся съемные боковые кожухи, образующие в транспортном положении ограждающую закрытую конструкцию вокруг оборудования модуля, а в рабочем положении снимаются, обеспечивая свободный доступ к оборудованию модуля.

Изобретение поясняется более подробно с помощью чертежей. Все не требующиеся для непосредственного понимания изобретения элементы исключены.

На фиг.1 показан общий вид сверху модульной мобильной канатной дороги перед развертыванием; на фиг.2 - общий вид сбоку модульной мобильной канатной дороги в процессе эксплуатации; на фиг.3 - общий вид сбоку технологического модуля в транспортном положении (установленное внутри технологическое оборудование условно не показано); на фиг.4 - общий вид сверху технологического модуля в транспортном положении (установленное внутри технологическое оборудование условно не показано).

Суть изобретения заключается в следующем.

Модульная мобильная канатная дорога состоит из комплекта автономных технологических модулей, каждый из которых выполняет одну из ключевых функций и представляет собой законченную конструкцию со всем необходимым для выполнения ключевой функции технологическим оборудованием: модуля концевой приводной станции 1 (фиг.1,2), модуля концевой натяжной станции 2 (фиг.1,2), модулей промежуточных опор 3 (фиг.1,2) и силового модуля 4 (фиг.1,2). Ключевая функция модуля концевой приводной станции 1 (фиг.1,2) - обеспечение движения замкнутого несуще-тягового каната 5 (фиг.2) с прицепными устройствами 6 (фиг.2) для крепления транспортируемого груза 7 (фиг.2). Ключевая функция модуля концевой натяжной станции 2 (фиг.1,2) - обеспечение необходимого усилия натяжения несуще-тягового каната 5 (фиг.2). Ключевая функция модуля промежуточной опоры 3 (фиг.1,2) - обеспечение поддержания несуще-тягового каната 5 (фиг.2) на требуемой высоте вдоль трассы канатной дороги. Ключевая функция силового модуля 4 (фиг.1,2) - энергетическое обеспечение работы приводного механизма движения 11 (фиг.2) несуще-тягового каната 5 (фиг.2). Для обеспечения выполнения ключевой функции в конструкцию каждого технологического модуля включено необходимое для этого технологическое оборудование, которое закрепляется на несущей рамной конструкции 8 (фиг.2-4) и не требует дополнительного монтажа/демонтажа при развертывании аэромобильной канатной дороги. Основные виды технологического оборудования, как правило, включают: для модуля концевой приводной станции 1 (фиг.1,2) - концевая опора 9 (фиг.2), например, телескопической конструкции с размещенными на ее оголовке приводным канатным шкивом 10 (фиг.2) и механизмом движения 11 (фиг.2) несуще-тягового каната 5 (фиг.2), механизм подъема концевой опоры 12 (фиг.2), например, с помощью силового гидроцилиндра, механизм фиксации концевой опоры 13 (фиг.2), например, с помощью удерживающего каната 14 (фиг.2) и лебедки 15 (фиг.2); для модуля концевой натяжной станции 2 (фиг.1,2) - концевая опора 9 (фиг.2), например, складывающейся конструкции с размещенным на ее оголовке неприводным канатным шкивом 16 (фиг.2), механизм подъема концевой опоры 12 (фиг.2), например, с помощью передачи винт-гайка, механизм натяжения 17 (фиг.2) несуще-тягового каната 5 (фиг.2), например, с помощью силового полиспаста 18 (фиг.2) и лебедки 15 (фиг.2); для модуля промежуточной опоры 3 (фиг.1,2) - промежуточная опора 19 (фиг.2), например, складывающейся конструкции с размещенным на ее оголовке батареей поддерживающих роликов 20 (фиг.2), механизм подъема и фиксации концевой опоры 21 (фиг.2), например, с помощью передачи винт-гайка; для силового модуля 4 (фиг.1,2) - двигатель внутреннего сгорания, электрогенератор или насосная станция в зависимости от типа приводного двигателя (электрический или гидравлический) механизма движения 11 (фиг.2) несуще-тягового каната 5 (фиг.2). Несущие рамные конструкции 8 (фиг.2-4) технологических модулей 1-3 удерживаются на поверхности грунта 22 (фиг.2) против опрокидывания при действии значительных горизонтальных эксплуатационных нагрузок с помощью анкерных аутригеров 23 (фиг.2), например, винтового или прокалывающего типа [6]. Несущие рамные конструкции 8 (фиг.2-4) представляют собой, например, сварные решетчатые конструкции, образованные поперечными или продольными металлическими балками 24 (фиг.4) коробчатого или открытого профиля и покрытые с рабочей стороны металлическим тонколистовым настилом 25 (фиг.3,4). В процессе ожидания и транспортировки технологическое оборудование каждого модуля закрыто защитными съемными боковыми кожухами 26 (фиг.3,4), выполненными, например, из гофрированного тонколистового металла. Соединение указанных боковых кожухов 26 (фиг.3,4) между собой и с несущей рамной конструкцией 8 (фиг.2-4) выполнено в виде быстроразборного соединения. Как вариант создания такого соединения, боковые кожухи 26 (фиг.3,4), образующие вертикальные стенки вокруг технологического оборудования модуля 1-3, своим нижним краем с помощью отверстий надеваются на резьбовые бобышки 27 (фиг.3,4), жестко прикрепленные, например, сваркой по периметру несущей рамной конструкции 8 (фиг.2-4), а затем фиксируются гайками 28 (фиг.3,4). Между собой боковые кожухи 26 (фиг.3,4) по высоте скрепляются установленными по высоте разъемными соединениями типа болт-гайка 29 (фиг.3,4), с помощью угловых скоб 30 (фиг.3,4), жестко прикрепленных, например, сваркой к наружной поверхности боковых кожухов 26 (фиг.3,4). Аналогично соединяются боковые кожухи 26 (фиг.3,4) с верхним кожухом 31 (фиг.3,4).

Последовательность действия при развертывании модульной мобильной канатной дороги, соответствующей предлагаемому изобретению, предусматривает выполнение следующих операций.

С помощью воздушных средств доставки, например, вертолетов, вдоль продольной оси 32 (фиг.1) трассы развертываемой канатной дороги на предварительно подготовленные (в частности, выровненные, освобожденные от растительности и т.п.) площадки 33 (фиг.1) устанавливаются технологические модули 1-4. Затем с каждого модуля снимаются боковые 26 (фиг.3,4) и верхний 31 (фиг.3,4) кожухи в следующем порядке: размыкаются разъемные соединения типа болт-гайка 29 (фиг.3,4) между боковыми кожухами 26 (фиг.3,4) и верхним кожухом 31 (фиг.3,4) и снимается верхний кожух 31 (фиг.3,4); далее поочередно для каждого бокового кожуха 26 (фиг.3,4) снимаются гайки 28 (фиг.3,4), размыкаются разъемные соединения типа болт-гайка 29 (фиг.3,4) между данным и примыкающими к нему боковыми кожухами 26 (фиг.3,4), после чего боковой кожух снимается. Затем несущие рамные конструкции 8 (фиг.2-4) всех технологических модулей с помощью анкерных аутригеров 23 (фиг.2) закрепляются на поверхности грунта 22 (фиг.2) и выравниваются в горизонтальной плоскости. Далее выполняется подъем концевых опор 9 (фиг.2) из транспортного положения в рабочее положение с помощью механизма подъема концевой опоры 12 (фиг.2) и их фиксация в рабочем положении с помощью механизма фиксации концевой опоры 13 (фиг.2). Также выполняется подъем и фиксация всех промежуточных опор 19 (фиг.2) с помощью механизма подъема и фиксации промежуточной опоры 21 (фиг.2). Заключительной монтажной операцией является навешивание несуще-тягового каната 5 (фиг.2), например, с помощью вертолета, включая счаливание концов каната быстроразъемным соединительным устройством и навешивание прицепных устройств 6 (фиг.2). Демонтаж модульной мобильной канатной дороги из рабочего (развернутого) положения в транспортное положение выполняется в обратном порядке.

Сформулированные выше технико-экономические результаты, которые могут быть получены при использовании предлагаемого изобретения, достигаются за счет снижения массо-габаритных характеристик автономных технологических модулей. В частности, можно ожидать снижение общего веса модуля на 15…20% по сравнению с прототипом, что расширяет возможности выбора возможных средств их воздушной доставки к месту развертывания и снижает финансовые затраты. Также расширяются возможности использования предлагаемой модульной мобильной канатной дороги в труднодоступных и (или) в заранее необорудованных местностях со сложным природным рельефом, что связано с широкими транспортными возможностями по доставке необходимого технологического оборудования, в том числе, с использованием вертолетов.

Использованная литература

1. Пат. 2247671 Российская Федерация, МПК В61В 7/00. Подвесная канатная дорога / Короткий А.А., Хальфин М.Н., Котельников B.C., Попиашвили Б.Д., Короткий Д.А., Козловский А.Е., Рыпинский Ю.В.; заявитель и патентообладатель ООО "Инженерно-консультационный центр "Мысль" Новочеркасского государственного технического университета. №2003125033/11; заявл. 11.08.2003; опубл. 10.03.2005, Бюл. №7.

2. Пат. 2269443 Российская Федерация, МПК В61 В 7/02. Мобильная подвесная канатная дорога / Короткий А.А., Хальфин М.Н., Котельников B.C., Короткий Д.А., Козловский А.Е., Маслов В.Б., Коваленко О.А., Кинджибалов А.В., Бондаренко Б.И., Лоскутов М.А.; заявитель и патентообладатель ООО "Инженерно-консультационный центр "Мысль" Новочеркасского государственного технического университета. №2005109988/11; заявл. 06.04.2005; опубл. 10.02.2006, Бюл. №4.

3. Пат. 2337023 Российская Федерация, МПК В61В 7/02. Мобильная подвесная канатная дорога / Короткий А.А., Хальфин М.Н., Маслов В.Б., Козловский А.Е., А.В., Бондаренко Б.И., Кинджибалов А.В., Коваленко О.А., Потерухина А.А., Есаулов А.А.; заявитель и патентообладатель ООО "Инженерно-консультационный центр "Мысль" Новочеркасского государственного технического университета. №2005109988/11; заявл. 24.01.2007; опубл. 27.10.2008.

4. Пат. 108791318А CN, МПК В61В 7/00, В61В 7/06. Разновидность мобильной судоходной канатной дороги, подходящей для сложных участков рельефа. 2018. Режим доступа: https://patents.google.com/patent/CN108791318А/ en?oq=CN+108791318А

5. Пат. 2780877 Российская Федерация, МПК В61В 7/00. Быстромонтируемая мобильная канатная дорога / Лагерев А.В., Лагерев И.А.; заявитель и патентообладатель А.В. Лагерев. №022117303; заявл. 24.06.2022; опубл. 04.10.2008, Бюл. №28.

6. Лагерев И.А., Лагерев А.В. Современная теория манипуляционных систем мобильных многоцелевых транспортно-технологических машин и комплексов. Конструкции и условия эксплуатации. Брянск: РИО БГУ, 2018. 190 с.

Предлагаемое изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к устройствам на основе подвесных канатных систем для оперативного мобильного развертывания транспортно-перегрузочных грузовых и пассажирских канатных дорог в условиях необорудованной и труднодоступной местности, при необходимости создания временных или сезонных переправочных сооружений, ликвидации природных или техногенных чрезвычайных ситуаций с транспортировкой к месту развертывания преимущественно с помощью авиационных средств доставки (вертолетов). Модульная мобильная канатная дорога содержит приводной и натяжной канатные шкивы, концевые и промежуточные опоры с технологическим оборудованием для обеспечения их эксплуатации при работе канатной дороги, а также огибающий канатные шкивы и поддерживаемый промежуточными опорами замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами для крепления транспортируемого груза. Отличается тем, что конструкция модульной мобильной канатной дороги состоит из комплекта автономных технологических модулей в составе модуля концевой приводной станции, модуля концевой натяжной станции, модулей промежуточных опор и силового модуля, причем входящее в конструкцию каждого модуля оборудование для его перевода из транспортного положения в рабочее положение и обратно и для его эксплуатации закреплено на индивидуальном основании в виде несущей рамной конструкции, к которой с помощью быстроразъемных соединений крепятся съемные боковые кожухи, образующие в транспортном положении ограждающую закрытую конструкцию вокруг оборудования модуля, а в рабочем положении снимаются, обеспечивая свободный доступ к оборудованию модуля. 4 ил.

Модульная мобильная канатная дорога, содержащая приводной и натяжной канатные шкивы, концевые и промежуточные опоры с технологическим оборудованием для обеспечения их эксплуатации при работе канатной дороги, а также огибающий канатные шкивы и поддерживаемый промежуточными опорами замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами для крепления транспортируемого груза, отличающаяся тем, что конструкция модульной мобильной канатной дороги состоит из комплекта автономных технологических модулей в составе модуля концевой приводной станции, модуля концевой натяжной станции, модулей промежуточных опор и силового модуля, причем входящее в конструкцию каждого модуля оборудование для его перевода из транспортного положение в рабочее положение и обратно и для его эксплуатации закреплено на индивидуальном основании в виде несущей рамной конструкции, к которой с помощью быстроразъемных соединений крепятся съемные боковые кожухи, образующие в транспортном положении ограждающую закрытую конструкцию вокруг оборудования модуля, а в рабочем положении снимаются, обеспечивая свободный доступ к оборудованию модуля.