Транспортное устройство для емкостей с опасным материалом и способ фиксации емкостей с опасным материалом в транспортных контейнерах - RU2138433C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к области транспортировки емкостей с опасным грузом, в частности, к транспортному устройству для емкостей с опасным материалом и способу фиксации емкостей с опасным материалом в транспортных контейнерах.

Известно транспортное устройство для перевозки шпуль для пряжи в контейнерах, а именно, картонных коробках (см. патент США N 3375919 от 2 апреля 1968 г. ). Контейнеры вмещают в себя шпули, а также средства для фиксации шпуль внутри контейнера, причем средства для фиксации шпуль имеют полностью заполняющую поверхность дна контейнера первую базовую поверхность с отверстиями для точно пригнанной установки нижней части каждой шпули и вторую базовую поверхность, полностью заполняющую параллельную поверхности дна промежуточную поверхность контейнера и снабженную отверстиями для точно пригнанной установки верхней части шпуль, установленных в первую базовую поверхность.

Недостаток известного транспортного устройства заключается в том, что оно пригодно лишь для сравнительно небольших емкостей и контейнеров, так как для контейнеров большего размера цельные базовые поверхности были бы неудобными в обращении и вызывали бы значительные сложности при загрузке и разгрузке контейнеров. Такие сложности могут вызвать проблемы в случае емкостей с опасным материалом, которые требуют особенно осторожного обращения.

Известен также способ фиксации емкостей, в частности, бочек, в транспортных контейнерах (см. международную заявку, опубликованную под N WO 85/01714, от 25 апреля 1985 г.). Согласно известному способу в качестве средства для фиксации емкостей поверхность дна контейнера полностью заполняют первой базовой поверхностью с отверстиями для точно пригнанной установки нижней части каждой емкости, емкости устанавливают в отверстия, а промежуточную поверхность контейнера, параллельную поверхности дна, полностью заполняют второй базовой поверхностью, при этом отверстия вмещают в себя с точной припасовкой верхнюю часть установленных в первую базовую поверхность емкостей. Согласно данному способу емкости плотно размещают в контейнере.

Недостаток известного способа заключается в том, что он пригоден лишь для сравнительно небольших емкостей и контейнеров, так как для контейнеров большего размера цельные базовые поверхности были бы неудобными в обращении и вызывали бы значительные сложности при загрузке и разгрузке контейнеров. Кроме того, плотное размещение емкостей в контейнерах не отвечает правилам техники безопасности, поскольку при плотном прилегании емкостей одна к другой при ускорениях контейнера инерция всех емкостей одного ряда воздействует на стенку контейнера без амортизации, что при необходимых испытаниях на ускорение приводило бы к повреждению стенок контейнера. Таким образом, известный способ нельзя использовать в случае перевозки емкостей с опасным материалом.

Изобретение касается, в частности, транспортирования радиоактивных отходов, закладываемых в емкость для опасных материалов, например в стальные бочки, размещаемые с целью перевозки в ИСО-контейнерах. Для таких материалов действуют особые правила техники безопасности при перевозках опасных материалов. По одному из условий требуется подтверждение, что контейнеры, а также крепление груза могут в дополнение к нормам ИСО выдерживать повышенные нагрузки. При транспортировке по внутренним водам, железным и автомобильным дорогам, определенные радиоактивные вещества разрешается перевозить в контейнерах лишь в том случае, если они, включая устройство для фиксирования груза, при максимально допустимой общей массе груза и максимально допустимой массе отдельного закрепляемого предмета могут воспринимать усилия при следующих ускорениях:
- двойное значение ускорения силы тяжести в продольном направлении,
- одинарное значение ускорения силы тяжести горизонтально в стороны,
- одинарное значение ускорения силы тяжести вертикально вверх и
- двойное значение ускорения силы тяжести вертикально вниз.

При этом коэффициент надежности должен составлять 1,5.

До сего времени емкости с опасным радиоактивным материалом при обычном использовании стальных бочек закрепляли в контейнере с фиксацией груза с помощью натяжных лент. При этом натяжные ленты прокладывали вокруг нескольких бочек и закрепляли в боковых стенках контейнера. Этот вид фиксации груза оказался отрицательным с разных точек зрения.

Хотя отдельная натяжная лента в отношении предела прочности при растяжении и свойств эластичности хорошо поддается спецификации, это, однако, не распространяется в полной мере на предсказуемость нагрузочных условий в группе закрепленных предметов, когда натяжная лента сложным образом обведена вокруг этой группы.

На практике, в частности, бывает, сложно по заданной схеме крепления осуществлять надежную и воспроизводимую фиксацию емкостей с опасным материалом, таких, например, как стальные бочки, которые не имеют специальных направляющих элементов (например, крепежных проушин или серег) для натяжных лент. Кроме того, при транспортировке контейнеров неизбежно происходят сотрясения и смещения емкостей внутри контейнера, что может вызывать сползание крепежных лент с емкостей и резко изменять нагрузочную способность средств фиксации груза.

Указанные проблемы с фиксацией емкостей с опасным материалом путем их крепления приводят к тому, что нагрузочною способность фиксации груза практически невозможно рассчитать заранее, вследствие чего для каждого плана загрузки емкостей с определенным весом и определенной схемой крепления вновь необходимо проводить экспериментальные испытания по соударению в реальных условиях для определения способности контейнеров и средств фиксации груза выдерживать ускорения вышесказанных параметров. Это связано с большими затратами, так как для каждой схемы загрузки проводятся, в принципе, несколько испытаний по соударению.

Задача изобретения заключается в создании транспортного устройства для емкостей с опасным материалом, в котором емкости надежно и стабильно фиксируются от сотрясений и вибрации, а также в разработке способа фиксации емкостей с опасным материалом в транспортных контейнерах, в том числе в контейнерах согласно нормам ИСО.

Указанная задача решается в предлагаемом транспортном устройстве для емкостей с опасным материалом, содержащем контейнеры, которые вмещают в себя емкости с опасным материалом, а также средства для фиксации груза емкостей внутри контейнера, причем средства для фиксации груза имеют полностью заполняющую поверхность дна контейнера первую базовую поверхность с отверстиями для точно пригнанной установки нижней части каждой емкости с опасным материалом и вторую базовую поверхность, полностью заполняющую параллельную поверхности дна промежуточную поверхность контейнера и снабженную отверстиями для точно пригнанной установки верхней части емкостей с опасным материалом, установленных в первую базовую поверхность, за счет того, что первая базовая поверхность образована множеством отдельных, перемещаемых относительно друг друга первых формованных деталей, прилегающих друг к другу и опирающихся по краю первой базовой поверхности на стенку контейнера, вторая базовая поверхность образована множеством отдельных, перемещаемых относительно друг друга вторых формованных деталей, прилегающих друг к другу и опирающихся по краю второй базовой поверхности на стенку контейнера, причем первые и вторые формованные детали имеют по краям выемки, образующие в первой и второй базовой поверхности открытые вверх углубления между примыкающими друг к другу формованными деталями, в которые вставляются клинья.

Кроме того, поставленная задача решается путем способа фиксации емкостей с опасным материалом в транспортных контейнерах, при котором в качестве средства для фиксации груза поверхность дна контейнера полностью заполняют первой базовой поверхностью с отверстиями для точно пригнанной установки нижней части каждой емкости, емкости устанавливают в отверстия, а промежуточную поверхность контейнера, параллельную поверхности дна, полностью заполняют второй базовой поверхностью, при этом отверстия вмещают в себя с точной припасовкой верхнюю часть установленных в первую базовую поверхность емкостей, за счет того, что первую базовую поверхность образуют множеством отдельных, выполненных с возможностью взаимного перемещения и прилегающих друг к другу первых формованных деталей, которые по краю первой базовой поверхности опираются на стенку контейнера, вторую базовую поверхность образуют множеством вторых формованных деталей, насаженных своими отверстиями на емкости с опасным материалом, причем вторые формованные детали выполнены так, что они, прилегая друг к другу, полностью заполняют промежуточную поверхность контейнера, параллельную поверхности дна, и по краю промежуточной поверхности опираются на стенку контейнера, и что в углублении первой и/или второй базовой поверхности вставляют клинья большого веса, причем углубления образованы выемками по краям примыкающих друг к другу формованных деталей.

Предпочтительные формы выполнения изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

За счет вставляемых клиньев обеспечивается такое положение, когда при вызванных транспортировкой сотрясениях и перекосах устройства и при обусловленном этим обстоятельством смещении формованных деталей относительно друг друга клинья под действием своего веса все дальше опускаются в углубления, в результате чего базовые поверхности продолжают фиксироваться и прижиматься к стенкам контейнера. Этим достигается самостабилизация фиксированного груза.

Благодаря предложенным согласно изобретению приемам создается транспортное устройство для емкостей с опасным материалом, обеспечивающее надежное прилегание емкостей при вибрациях и сотрясениях, обусловленных транспортировкой. Кроме того, первые и вторые базовые поверхности, охватывающие емкости с опасным грузом сверху и снизу, воспринимают легко определяемые силы инерции емкостей, возникающие при ускорениях транспортного средства, и передают их на стенки контейнера.

Особое преимущество предложенных согласно изобретению приемов заключается в том, что благодаря схватыванию емкостей с опасным материалом базовыми поверхностями распределение и отвод сил при ускорениях устройства под действием сил инерции емкостей в принципе хорошо поддаются определению и расчету. Это относится, в частности, к силам, действующим в продольном и поперечном направлениях контейнера и обычно плохо поддающимся описанию. Здесь на простой модели можно для заданной схемы загрузки рассмотреть несколько известных масс емкостей, соединенных пружинами сжатия с соседними емкостями или жесткими стенками контейнера, при этом пружины сжатия служат для описания зон базовых поверхностей, находящихся между соответствующими емкостями. Такая система связанных осцилляторов по своим существенным свойствам поддается предварительному расчету, что позволяет для определенных схем загрузки определять параметры средств фиксации груза, не проводя для каждой схемы загрузки испытаний по соударению в реальных условиях с целью определения способности устройства выдерживать заданные ускорения.

При этом формованные детали изготавливаются предпочтительно из упругого деформируемого материала, благодаря чему силы инерции, воспринимаемые базовыми поверхностями, поглощаются при упругой деформации базовых поверхностей.

В другой предпочтительной форме выполнения вторые формованные детали с обеих сторон снабжены отверстиями, в результате чего вторая базовая поверхность, если она уложена на емкости с опасным материалом, установленные на первую базовую поверхность, также имеет с верхней стороны отверстия для точно пригнанной установки нижней части каждой емкости, что позволяет размещать на второй базовой поверхности еще один слой емкостей. Второй слой емкостей с опасным материалом может, в свою очередь, фиксироваться с верхней стороны посредством третьей базовой поверхности, которая, как и вторая базовая поверхность, накладывается на слой емкостей и полностью заполняет промежуточную поверхность контейнера, параллельную поверхности дна.

Изобретение более подробно поясняется ниже на примере выполнения со ссылкой на чертежи, на которых
фиг. 1 показывает вид транспортного устройства, сечение второй базовой поверхности,
фиг.2 - разрез транспортного устройства по линии А-А на фиг.1,
фиг.3 - разрез транспортного устройства по линии В-В на фиг.1.

На фиг. 1 показан специальный контейнер 1 согласно нормам ИСО длиной 20 футов (6,08 м), в который помещены емкости 2 для опасного материала в виде бочек вместимостью 200 литров.

На фиг. 2 показан разрез по линии А-А фиг.1, вид сбоку. Поверхность дна контейнера 1 полностью выложена восемью прямоугольными первыми формованными деталями 10, прилегающими друг к другу. Каждая формованная деталь 10 простирается перпендикулярно продольному направлению контейнера 1 и от одной боковой стенки к другой и снабжена тремя отверстиями 12 для точно пригнанной установки нижней части каждой емкости 2 для опасного материала. При этом следует заметить, что для определенных типов емкостей должны быть подготовлены соответствующие формованные детали, а именно для таких стандартных емкостей как бочки на 200 и 280 литров. В приведенном примере на первой базовой поверхности можно установить 24 бочки.

На емкостях 2 для опасного материала насажены вторые формованные детали 20, снабженные с нижней стороны отверстиями 21 для точно пригнанной установки верхней части каждой емкости 2. Отверстия 21 вторых формованных деталей 20 расположены так, что последние могут надеваться на емкости 2 и, прилегая друг к другу, полностью заполнять промежуточную поверхность контейнера 1, параллельную поверхности дна контейнера.

В предпочтительной форме выполнения вторые формованные детали 20 по своим размерам соответствуют первым формованным деталям 10, вследствие чего вторая базовая поверхность имеет такую же структуру, как и вышеописнная первая базовая поверхность.

По краям вторых формованных деталей 20 предусмотрены выемки 24, образующие между прилагающими друг к другу формованными деталями 20 клиновидные углубления во второй базовой поверхности, в которые вставляются клинья большого веса, например заполненные свинцом клинья из стального листа, которые во время транспортировки в случае сотрясений или колебаний базовых поверхностей под действием своего веса опускаются все ниже в углубления 24 и тем самым обеспечивают стабилизацию.

Формованные детали 20 второй базовой поверхности с верхней стороны снабжены, в свою очередь, отверстиями 22, выполненными как и отверстия 12 первой базовой поверхности для точно пригнанной установки нижней части каждой емкости 2' для опасного материала. Это позволяет при определенной схеме укладки груза размещать на второй базовой поверхности второй слой емкости 2'. Этот второй слой емкости 2' с верхней стороны может быть зафиксирован третьей базовой поверхностью, образованной третьими формованными деталям 30, которые, прилегая друг к другу, полностью заполняют промежуточную поверхность, параллельную поверхности дна контейнера. Третьи формованные детали 30 могут иметь ту же конструкцию, что вторые формованные детали 20, в частности они могут быть снабжены по краям выемками 34, образующими клинообразно сужающиеся углубления, в которые вставляются клинья как описано выше.

Как видно из фигур 2 и 3, вторые и третьи формованные детали 20 и 30 верхней стороны снабжены углублениями, которые во второй и третьей базовой поверхности образуют пазы 26 и 36, проходящие перпендикулярно продольной оси контейнера. В каждое из них вставляется фиксируемый в боковых стенках контейнера стопорный стержень. Стопорные стержни служат для удержания вторых и третьих формованных деталей от перемещений перпендикулярно базовым поверхностям.

Первые, вторые и третьи формованные детали 10, 20 и 30 выполнены за пределами отверстия предпочтительно в виде плит постоянной толщины. Параметры формованных деталей, преимущественно их размеры и модуль упругости материала, определены таким образом, что большая часть сил инерции емкостей воспринимается при ускорениях эластично.

Формованные детали подготовлены предпочтительно из эластомера, который при типичной толщине формованных деталей обеспечивает возможность эластичного восприятия возникающих сил инерции емкостей для требуемых параметров ускорения. Формованные детали подготавливают для нескольких типов вертикальных емкостей, так как бочки на 200 и 280 литров, и рассчитывают их параметры для различных схем загрузки, при этом речь может идти о следующих типичных примерах:
a) 48 бочек на 200 л (два слоя, в каждом слое 24 бочки) весом каждая максимально 437,5 кг, общий вес груза (включая средства фиксации груза) - 22000 кг,
б) 24 бочки на 200 л (один слой) весом каждая 875 кг, общий вес (включая средства фиксации груза) - 22000 кг,
в) 42 бочки на 280 л (два слоя, в каждом слое 21 бочка) весом каждая 500 кг, общий вес (включая средства фиксации груза) - 22000 кг,
г) 21 бочка на 280 л (один слой) весом каждая 1000 кг, общий вес (включая средства фиксации груза) - 22000 кг.

Реферат

Изобретения относятся к транспортировке емкостей с опасным грузом. Устройство для емкостей с опасным материалом содержит контейнеры для емкостей с опасным материалом и средства для фиксации груза емкостей внутри контейнера. Средства для фиксации груза имеют полностью заполняющую поверхность дна контейнера первую базовую поверхность с отверстиями для точно пригнанной установки нижней части каждой емкости с опасным материалом и вторую базовую поверхность, полностью заполняющую параллельную поверхности дна промежуточную поверхность контейнера и снабженную отверстиями для точно пригнанной установки верхней части емкостей с опасным материалом, установленных в первую базовую поверхность. В устройстве первая базовая поверхность образована множеством отдельных, перемещаемых относительно друг друга первых формованных деталей. Первые формованные детали прилегают друг к другу и опираются по краю первой базовой поверхности на стенку контейнера. Вторая базовая поверхность образована множеством отдельных, перемещаемых относительно друг друга вторых формованных деталей, прилегающих друг к другу и опирающихся по краю второй базовой поверхности на стенку контейнера. Первые и вторые формованные детали имеют по краям выемки, образующие в первой и второй базовых поверхностях открытые вверх углубления между примыкающими друг к другу формованными деталями, в которые вставляются клинья. Способ фиксации емкостей с опасным материалом в транспортных контейнерах, при котором в качестве средства для фиксации груза поверхность для контейнера полностью заполняют первой базовой поверхностью с отверстиями для точно пригнанной установки нижней части каждой емкости, емкости устанавливают в отверстия, а промежуточную поверхность контейнера, параллельную поверхности дна, полностью заполняют второй базовой поверхностью. При этом отверстия вмещают в себя с точной припасовкой верхнюю часть установленных в первую базовую поверхность емкостей. Изобретения обеспечивают повышение надежности фиксации при транспортировке емкостей с опасным грузом. 2 с. и 12 з.п.ф-лы, 3 ил.

Формула