Контейнер для транспортирования грузов в системах трубопроводного транспорта Советский патент 1983 года по МПК B65G51/06 

(54) КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГРУЗОВ В СИСТЕМАХ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА

1

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к контейнерам для транспортирования грузов в системах трубопроводного транспорта.

Известен контейнер для транспортирования - грузов в систем ix трубопроводного транспорта, содержащий корпус с осями на торцовых поверхностях и продольным отверстием, перекрывающую отверстие крыщку, шарнирно установленную на осях корпуса и имеющую выступ для взаимодействия с закрепленными на трубопроводе направляющийи, и уплотнение крышки, размещенное в корпусе по всему периметру отверстия 1.

К.рыщка этого контейнера, имеющая форму небольщой-части цилиндрической поверхности, поворачиваясь на осях корпуса контейнера, не требует больщого пространства для открытия и закрытия отверстия корпуса, а наличие на крышке выступа позволяет посредством направляющих, расположенных на трубопроводе, автоматизировать поворот крышки в обоих направлениях.

Однако отверстие корпуса контейнера и его крышка расположены сверху, а это не дает возможности при использовании его в системах гидротранспорта освободить контейнер от полезного груза на станции разгрузки и от несущей жидкости на станции погрузки без его поворота внутри трубопровода на 180°, что удлиняет время операции погрузки и разгрузки. Кроме того, уплотнение крыщки, выполненное в виде скользящей по поверхности щетки, не обладает способностью герметизировать разъем и поэтому такой контейнер нельзя использовать в гидротранспортных трубопроводах из-за невозможности обеспечить нулевую плавучесть как в прямой ветви трубопровода во время транспортировки его с грузом, так и в обратной, по которой возвращаются контейнеры. Нельзя в нем транспортировать и груз, портящийся от контакта с несущей жидко15 стью.

Целью изобретения является ускорение процесса погрузки и разгрузки контейнера и улучшение его герметизации.

Эта цель достигается тем, что в контейнере для транспортирования грузов в системах трубопроводного транспорта корпус и крыщка имеют форму полуцилиндров, выступ крышки укреплен на ней при помощи шарнира и на крышке смонтированы упоры для ограничения поворота в обоих направлениях выступа, подпружиненного относительно упоров, корпус снабжен жестко прикрепленным к нему выступом, расположенным диаметрально противоположно выступу крышки, при этом уплотнение крышки представляет собой упругую эластичную трубку, а контейнер снабжен соединенными последовательно между собой насосом, гидроаккумулятором давления и двумя золотниковыми переключателями, первый из которых установлен на шарнире выступа крышки, а второй - на оси корпуса с возможностью сообщения его полости с полостью упругой эластичной трубки.

На фиг. 1 показан контейнер в транспортном положении, пространственное изображение; на фиг. 2 - корпус контейнера, пространственное изображение; на фиг. 3 - крышка контейнера, пространственное изображение; на фиг. 4 элементы корпуса крышки и уплотняюшей трубки при подаче давления, разрез; на фиг. 5 - то же, при отсутствии давления; на фиг. 6 - схема работы золотников; на фиг. 7 - контейнер в транспортном положении, поперечный разрез; на фиг. 8 - трубопровод с контейнером при его загрузке, поперечный разрез; на фиг. 9 - то же, при его разгрузке; на фиг. 10 - то же, при заполнении контейнера несущей жидкостью; на фиг. 11 - то же, при движении порожнего контейнера в обратной ветви трубопровода.

Контейнер для транспортирования груза п системах трубопроводного транспорта состоит из пустотелого корпуса 1, снаружи которого на центральных осях 2 поворотно установлена пустотелая крышка 3, имеющая несколько больший диаметр для возможности бесконтактного поворота. Корпус 1 и крышка 3 имеют форму полуцилиндров с несколько расширенными краями для того, чтобы в транспортном положении контейнера (фиг. 1 и 7), когда их диаметральные срезы 4 и 5 расположены в оДной вертикальной плоскости, края отверстия корпуса были бы перекрыты краями крышки. Торцы ,6 корпуса 1 выполнены в виде сплошного диска и имеют сплошной цилиндрический поясок 7, а торцы 8 крышки 3 могут быть перфорированными или состоять из отдельных стержней. Торцы 8 крышки 3 также имеют сплошные цилиндрические пояски 9, причем цилиндрические пояски 7 перекрыты поясками 9. Корпус 1 и крышка 3 имеют, по крайней мере, по одному дополнительному цилиндрическому пояску 10 и 11, которые выполняют роль ребер жесткости. Пояски 10 перекрь1ты поясками 11.

На наружной цилиндрической поверхности корпуса 1 установлен, по крайней мере, один выступ, выполненный в виде жестко прикрепленного кронштейна 12 со свободным роликом 13, а на торцах 8 крышки 3 - аналогичный выступ, выполненный в виде кронштейна 14 со свободным роликом 15. Выступы корпуса 1 и крышки 3 в транспортном

положении контейнера расположены диаметрально в горизонтальной плоскости (фиг. 1 и 7).

Если контейнер предназначен для использования в системе безнапорного трубопроводного транспорта и, в частности, для такого, в котором перемещение контейнеров осуществляется посредством канатных транспортеров, то на свободных концах кронштейнов 12 и 14 за роликами 13 и 15 установлены любые подходящие прицепные

0 замки 16, автоматически соединяющиеся с канатами 17. Для соединения контейнеров в состав, на свободных концах центральных осей 2 корпуса 1 выполнены сферические наконечники 18. В том случае, если контей- нер предназначен для использования в системе напорного гидротранспорта, в котором контейнеры передвигаются напором жидкости, на центральных осях 2 могут быть установлены ходовые тележки (не показаны, центрирующие контейнеры в трубопрово0 де 19.

По всему периметру 20 продольного отверстия корпуса 1 контейнера установлено уплотнение крышки 3, которое герметизирует стыки корпуса и крышки, предотвращая неуправляемое заполнение грузового объема 21

контейнера несущей жидкостью 22. Это же уплотнение фиксирует закрытое положение крышки 3. Уплотнение выполнено в виде эластичной упругой, например из резины, трубки 23, прикрепленной к фасонной отборg товке 24 корпуса 1. В «надутом состоянии трубка 23 плотно прилегает к фасонной отборотовке 25 крышки 3, а при снятии давления ее внешний диаметр меньше радиального зазора между корпусом 1 и крышкой 3. Трубка 23 посредством каналов 26-

5 29, а также последовательно установленных золотниковых переключателей 30 и 31 соединена с насосом 32 несущей жидкости 22 и гидроаккумулятором 33 давления. Золотниковый переключатель 30, расположенный на одной из центральных осей 2 корпуса 1,

0 состоит из радиального отверстия 34 в оси 2 и отверстия 35 в ступице 36, жестко прикрепленной к торцу 6 крышки 3. Расположение отверстий 34 и 35 должно быть таким, чтобы они совпадали в транспортном положении контейнера (фиг. 1, 6, 7 и 11), когда диаметральные срезы корпуса 1 и крышки 3 расположены в вертикальной плоскости, и разобщали бы трубку 23 от магистрали высокого давления несущей жидкости, когда контейнер открыт. Золотниковый переключатель 30

0 необходим для того, чтобы предотвратить поступление давления жидкост в трубку 23 в тех положениях контейнера, когда трубка 23 снаружи не защищена отбортовкой 25 крышки 3.

Золотниковый переключатель состоит из жестко прикрепленной к ,торцу 8 втулки 37 и поворотно установленной в ней пробки 38, к которой жестко прикреплен кронштейн 14.

Пробка 38 имеет кривой канал 39 с расширением 40 на его конце, обращенном к каналу 27, а втулка 37 имеет отверстия 41 и 42, соединенные соответственно с каналами 28 и 27, а также отверстия 43 и 44, открытые в межкойтейнерноё пространство. Кронштейн 14 cнaбжeн-sDlвyмя упорами 45 и 46 с пружинами 47 и 48, возвраш,аюшими кронштейн 14 в нейтральное положение, при котором кривой канал 39 сообщает канал 27 с каналом 28. Расположение упоров 45 и 46 и размер расширения 40 должны быть такими, чтобы при максимальном повороте кронштейна 14 в каждую из сторон расширение 40 соединяло бы канал 27 с одним из отверстий 43 или 44, а отверстие 41 при этом должно быть перекрыто.

Упоры 45 и 46 могут быть расположены в любом подходящем месте крышки 3, (фиг. 1 и 6), а нижняя пружина 48 должна быть жестче пружины 47, если контейнер используется с канатной тягой. Различие в жесткостях пружин 45 и 46 необходимо для того, чтобы компенсировать вес каната 16 и обеспечить нейтральное положение кронштейна 14 при отсутствии внешнего давления на ролик 15 со стороны направляющей 49 трубопровода 19. Необходимо отметить, что при открытии или закрытии контейнера на пробку 38,могут прилагаться значительные усилия, поэтому пробка 38 может быть установлена на валу с подшипниками скольжения или качения (вал и подшипники не показаны).

Давление жидкости в .трубке 23 обеспечивается насосом 32, который качает несущую жидкость во время передвижения контейнера в трубопроводе 19. Поскольку время транспортировки велико, а расхода жидкости в это время нет, насос 32 может быть маломощным и должен содержать редукционный клапан для перепуска лишней жидкости в межконтейнерное пространство. Насос 32 может быть любой известной подходящей конструкции, например вибрационным с маятниковым устройством, реагирующим на механические колебания в пути, или иметь укрепленный на кривошипе 50 ролик 51 который, контактируя в пути с внутренней стенкой трубопровода Ю, возбуждает колебания мембраны. Насос 32 может также работать за счет колебаний давления несущей жидкости 22. Параллельно насосу 32 установлен гидроаккумулятор 33, который необходим для поддержания постоянного давления жидкости в системе в то время, когда контейнер находится вне несущей жидкости. Гидроаккумулятор 33 должен быть достаточно емким, чтобы запаса жидкости хватало для операций по уплотнению контейнера после загрузки или разгрузки до начала работы насоса 32. Гидроаккумулятор 33 может быть любого подходящего типа, например двухкамерный, разделенный порщнем с воздушной или пружинной компенсацией.

В том случае, если контейнеры соединены в состав, нет надобности на каждом из них устанавливать насос 32 с гидроаккумулятором 33. Достаточно более мощные насос с гидроаккумулятором установить на

5 одном из, контейнеров, однако тогда все контейнеры должны быть соединены общей магистралью избыточного давления жидкости, к которой присоединены золотники и трубки каждого из них. В случае, если смежные контейнеры не соединены общей

0 ходовой тележкой, трубопровод 19 в тех местах, где он обезвоживается, содержит катки 52 и 53, центрирующие контейнеры и воспринимающие их вес.

Устройство работает следующим образом. Перемещение контейнера с грузом осу5ществляется в прямой ветви трубопровода (фиг. 7). Внутреннее пространство 21 контейнера заполнено полезным грузом 54, который совместно с весом самой конструкции контейнера обеспечивает ему нулевую пла0 вучесть. Корпус 1 контейнера и его крышка 3 расположены так, что их диаметральные среды 4 и 5 расположены в вертикальной плоскости, а отбортовка 25 крышки 3 перекрывает уплотнительную трубку 23. На этих участках трубопровода 19 нет направляю5 щих 49, поэтому на ролики 13 и 15 кронштейнов 12 и 14 не действуют никакие силы, и они установлены горизонтально.

Несущая жидкость под давлением насоса 32 и гидроаккумулятора 33 по каналам 29

- и 28 через отверстие 41 втулки 37 поступает по кривому каналу 39 через отверстие 42 втулки 37 и по каналу 27 - в отверстие 35 ступицы 36, а затем по каналу 34 центральной оси 2 и каналу 26 в уплотнительную трубку 23, которая под давлением имеет по5 ложение, изображенное на фиг. 4, при этом она надежно уплотняет стык между корпусом 1 контейнера и его крышкой 3, а также фиксирует их положение за счет фигурной формы отбортовок 24 корпуса 1 и 25. При возникновении небольших протечек в гидро0 системе насос 32 обеспечивает постоянство давления в уплотнительной трубке 23, тем самым полезный груз 54 надежно герметизирован от попадания в него несущей жидкости 22.,

В конце прямой ветви трубопровода перед станцией выгрузки 55 контейнер попадает в участок трубопровода, в котором нет несущей жидкости 22, и он центрируется роликами 53 (фиг. 9). Ролики 13 и 15 крон0 штейнов 12 и 14 попадают в направляющие 49, которые постепенно приближаются друг к другу в верхней части трубопровода, .при этом под давлением направляющей 49 на ролик 15 кронштейн 14, сжимая пружину 47, поворачивается по часовой стрелке

до упора 45 и поворачивает при этом пробку 38 золотникового переключателя 31. Криволинейный канал 39 и канал 28, соединенный с насосом и гидроаккумулятором давления, запирается, а расширение 40 криволинейного канала 39 соединяет отверстие 42 втулки 37 с другим ее отверстием 44. При этом уплотнительная трубка 23 сжимается и жидкость из нее вытекает по каналам 26, 34, 27 и 39 наружу через отверстие 44. Трубка 23 перестает фиксировать корпус 1 и крышку 3 (фиг. 5). Дальнейшее сближение направляюших 49 приводит к повороту корпуса 1 против часовой стрелки, а крышки 3 - по часовой, при этом постепенно в нижней части контейнера образуется открытое окно 56, через которое высыпается полезный груз 54. В том месте, где направляюш,ие перестают сближаться, на кронштейны 12 и 14 перестают действовать поворачиваюш,ие силы, поэтому под действием пружины 47 кронштейн 14 вместе с пробкой 38 возврашается в нейтральное положение, при котором давление жидкости от гидроаккумулятора 33 поступает в канал 27. Однако центральная ось 2 относительно ступицы 36, жестко прикрепленной к крышке 3, повернута в такое положение, что золотниковый переключатель 30 не пускает жидкость из канала 27 в трубку 23. Тем самым предотвращается раздутие трубки 23, не поддержанной отбортовкой 25 крышки 3. Освобожденный от полезного груза контейнер должен сохранять нулевую плавучесть. Для этого он с открытым внизу окном 56 постепенно опускается в ту часть трубопровода, которая заполнена жидкостью (фиг. 10), при этом грузовой объем 21 наполняется жидкостью 22. При достижении такого уровня жидкости, при котором контейнер получит нулевую плавучесть, направляющие 49 взаимно опускаются, корпус 1 поворачивается по часовой стрелке, а крышка 3 - против часовой стрелки, контейнер закрывается. После того, как направляющие установятся диаметрально и параллельно, кронштейн 14 пружиной 47 поворачивает золотниковый переключатель 31 в нейтральное положение, а золотниковый переключатель 30 также станет в нейтральное положение. При этом жидкость из гидроаккумулятора поступает через каналы 29 и 28 в золотниковый переключатель 31, канал 27, золотниковый переключатель 30, канал 26 и уплотнительную трубку 23, которая фиксирует закрытое положение контейнера и предотвращает обмен жидкости 57 внутри контейнера с несущей жидкостью 22 (фиг. 11). В конце обратной ветви трубопровода перед подходом к станции загрузки 58 (фиг. 8) контейнер поднимается в ту часть трубопровода, которая не имеет несущей жидкости, а направляющие 49, набегая на ролики 13 и 15 кронштейнов 12 и 14, отклоняют кронштейн 14 вниз, поворачивая пробку 38 золотникового переключателя 31 против часовой струлки. При этом гидроаккумулятор 33 с насосом 32 запираются, а трубка 23 сжимается, так как из нее жидкость свободно выходит по каналу 26, золотниковому переключателю 30, каналу 27, отверстию 42 и расширению 40 кривого канала 39, который соединен с отверстием 43 втулки 37. Трубка 23 занимает положение, показанное на фиг. 5, и, следовательно, между корпусом 1 и крышкой 3 образуется щель, через которую выливается жидкость 57 до полного опорожнения контейнера, после чего угол наклона направляющих изменяется и они более интенсивно приближаются внизу друг к другу. При этом корпус 1 поворачивается на центральной, оси 2 по часовой стрелке, а крышка 3 - против часовой стрелки, в результате в верхней части контейнера образуется продольное окно 59, через которое посредством любых известных устройств на ходу насыпается полезный груз в таком количестве, которое обеспечивает нулевую плавучесть контейнера в несущей жидкости. После заполнения контейнера полезным грузом 54 направляющие 49 возвращаются в исходное горизонтальное положение, контейнер закрывается, а золотниковые переключатели 30 и 31 устанавливаются в нейтральное положение. Тогда давление жидкости из гидроаккумулятора 33 поступает через оба золотниковых переключателя в трубку 23, которая, раздуваясь, плотно прижимается к отбортовкам 24 и 25 корпуса 1 и крышки 3, фиксируя контейнер в закрытом положении и хорошо уплотняя стыки между корпусом 1 и крышкой 3, предотвращая проникновение несущей жидкости к транспортируемому грузу, после чего контейнер опускается в несущую жидкость и перемещается по прямой ветви трубопровода до станции выгрузки. Если оказывается, что опорожнение контейнера от несущей жидкости через разуплотненные стыки занимает слишком много времени и требует поэтому большего удлинения той части трубопровода, которая перед станцией загрузки поднята над уровнем несущей жидкости, эту операцию можно выполнять иначе, чем описано выше. При подходе к станции загрузки направляющие 49 трубопровода сначала поднимаются навстречу друг другу, при этом контейнер открывается в нижней части и из него интенсивно удаляется жидкость 57, а затем направляющие 49 опускаются и, тем самым, закрывают нижнюю часть контейнера и открывают верхнюю. Выполнение корпуса контейнера и его крышки в виде размещенных один в другом полуцилиндров позволяет при наличии на них выступов и направляющих внутри трубопровода автоматизировать раскрытие верхней части контейнера при его загрузке мелкозернистым материалом и раскрытие его нижней части при выгрузке указанного материала. Тем самым обеспечивается ускорение процесса загрузки и выгрузки контейнера. Расположение выступов корпуса и крышки диаметрально в горизонтальной плоскости позволяет создавать максимально возможную ширину продольного отверстия контейнера и, тем самым, сокращать время операций погрузки и выгрузки. Уплотнение крышки, выполненное в виде упругой пластичной трубки, установленной на корпусе по всему периметру его продольного отверстия, позволяет при подаче в нее давления жидкости от насоса или аккумулятора давления надежно фиксировать крышку в транспортном положении, тем самым предотвратить ее случайное раскрытие от возможных вибраций в пути, а также автоматически при снятии этого давления снимать фиксацию, что дает возможность свободно поворачивать крышку и корпус в нужных направлениях. Кроме того, такое уплотнение крышки позволяет надежно и быстро осушествлять высокую степень герметизации и тем самым полностью предотвращать проникновение внутрь несущей жидкости. Формула изобретения Контейнер для транспортирования грузов в системах трубопроводного транспорта, содержащий корпус с осями на торцовых поверхностях и продольным отверстием, перекрывающую отверстие крышку, шарнирно установленную на осях корпуса и имеющую выступ для взаимодействия с закрепленными на трубопроводе направляющими, и уплотнение крышки, размещенное в корпусе по всему периметру отверстия, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса погрузки и разгрузки и улучшения герметизации, корпус и крышка имеют форму полуцилиндров, выступ крышки укреплен на ней при помощи шарнира и на крышке смонтированы упоры для ограничения поворота в обоих направлениях выступа, подпружиненного относительно упоров, корпус снабжен жестко прикрепленным к нему выступом, расположенным диаметрально противоположно выступу крышки, при этом уплотнение крышки представляет собой упругую эластичную трубку, а контейнер снабжен соединенными последовательно между собой насосом, гидроаккумулятором давления и двумя золотниковыми переключателями, первый из которых установлен на шарнире выступа крышки, а второй - на оси корпуса с возможностью сообщения его полости с полостью упругой эластичной трубки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 330723, кл. В 65 G 51/46, 17.02.70.

Фиг.З

54

/

Фиг.1

.5

53

52

9

Фиг. 8

///

lull///;

vlI,

55

Фиг. 9

Фиг.Ю