Транспортный контейнер, транспортное средство, тяговая группа, способ погрузки в транспортный контейнер и способ транспортировки сыпучего материала - RU2604947C2

Чертежи

Описание

Данное изобретение относится к транспортному контейнеру, транспортному средству, в частности рельсовому транспортному средству, и тяговой группе, которая содержит по меньшей мере одно из транспортных средств согласно изобретению. Изобретение также относится к способу погрузки в транспортный контейнер и способу транспортировки сыпучего материала посредством транспортного средства согласно изобретению.

В пассажирских поездах все чаще применяются аэродинамические транспортные средства из-за требований энергоэффективности и экологической устойчивости. Напротив, в грузовом железнодорожном транспорте почти не проводится оптимизация в отношении энергетических потерь, причиняемых аэродинамическими свойствами, поскольку из-за менее высокой скорости также теряется меньшие энергии. В связи с грядущим уменьшением сырьевых запасов и сопутствующими повышениями затрат на энергию, а также спросом на лучшую экологическую устойчивость в грузовом транспорте аэродинамический дизайн также начинает играть все более важную роль.

Установлено, что определенные вагоны, которые открыты с верхней стороны, такие как, например, вагоны для сыпучих грузов, уже при относительно низких скоростях также порождают воздушные потоки, в которых векторы силы противодействуют, по меньшей мере, пропорциональным образом соответственным силам, которые ускоряют транспортное средство. Это, в частности, является результатом турбулентностей воздуха на боковых стенках, расходящихся в направлении движения.

Вагоны для сыпучих грузов часто конструируют таким образом, чтобы их можно было разгружать с боковых сторон вниз под действием силы тяжести. Альтернативно их оснащают опрокидывающими устройствами для погрузочной площадки. В этом случае разгрузка происходит с боковой стороны с использованием опрокидывающего устройства.

Большая турбулентность воздуха в области отверстия вагонов для сыпучих грузов может создаваться, когда последние находятся в порожнем состоянии и, таким образом, обладают более высоким сопротивлением, чем в загруженном состоянии, или когда поверхность погруженного сыпучего материала находится ниже отверстия вагона. Хотя скорости потока и связанные с ними потери энергии в случае грузовых поездов относительно невелики из-за скоростей, которые, по сравнению с пассажирскими поездами, являются низкими, они все-таки оказывают экспоненциальный эффект по отношению к сопротивлению, который необходимо преодолеть. Из соображений логистики относительно много прогонов вагонов грузовых поездов приходится осуществлять, когда они порожние или только частично заполненные. Как следствие, на указанные вагоны грузового поезда тратится существенное количество энергии, что обусловлено сопротивлением и, с одной стороны, увеличивает эксплуатационные расходы, а с другой стороны, приводит к более интенсивному воздействию на окружающую среду.

Традиционным решением этой проблемы является применение глухих крышек для вагонов или брезентовых покрытий. Однако им присущ тот недостаток, что сыпучий материал может засыпаться только относительно сложным образом, поскольку сначала нужно убрать крышку и/или брезент, а после погрузки ее/его нужно вернуть на место. Более того, закрывающаяся система усложняет техническое обслуживание.

В документе DE 29510635 U1 раскрывается контейнер для сыпучего материала, содержащий кровельные покрытия, выполненные с возможностью открытия, при этом кровельные покрытия состоят из кровельных панелей. Альтернативу этому предлагает устройство для изоляции погрузочных площадок средств для транспортировки сыпучих материалов при помощи легко заменяемой оснащенной пружиной изоляционной планки, которая заполнена резиновыми ребрами и о которой говорится в документе DE 102006044609 A1. В документе US 4,909,154 раскрывается устройство в виде обшивки и/или чехла, который может крепиться на саморазгружающийся вагон, чтобы снизить сопротивление последнего.

Кроме того, обнаружено, что короткие интервалы между отдельными вагонами и укороченные вагоны дают позитивный эффект в плане сопротивления. Кроме того, в документе DE 69511603 T2 предлагается устанавливать дополнительные ребра, которые предназначены для уменьшения сопротивления между отдельными вагонами.

В документе DE 20320857 U1 описывается складной открытый контейнер. Преимущество этого контейнера заключается в том, что он более аэродинамичный в порожнем и сложенном состоянии, чем в разложенном состоянии. Однако, что немаловажно, при этом создаются повышенные затраты и дополнительные усилия по эксплуатации контейнера.

Настоящее изобретение исходит из цели предоставить транспортный контейнер, в частности транспортный контейнер для рельсового транспортного средства, причем транспортное средство содержит этот транспортный контейнер, и тяговую группу, содержащую такое транспортное средство, при этом транспортный контейнер, несмотря на стационарное отверстие на своей верхней стороне и, по существу, независимость от своего состояния загрузки, включает вариант осуществления, обладающий аэродинамическими преимуществами.

Эта цель достигается транспортным контейнером согласно изобретению по пункту 1 и транспортным средством по пункту 10.

Преимущественные варианты осуществления транспортного контейнера указаны в зависимых пунктах формулы изобретения 2-9. Преимущественный вариант осуществления транспортного средства указан в пункте 11.

Кроме того, предоставляется тяговая группа согласно пункту 12 формулы изобретения, которая включает по меньшей мере одно из транспортных средств согласно изобретению.

Изобретение также относится к способу погрузки в транспортный контейнер согласно изобретению и к способу транспортировки сыпучего материала посредством транспортного средства согласно изобретению по пунктам 13 и 14 формулы изобретения.

Транспортный контейнер согласно изобретению, в частности, спроектирован для применения в рельсовом транспортном средстве.

В предпочтительном варианте осуществления транспортный контейнер является составляющей частью вагона для сыпучих грузов. Однако применение изобретения в вагонах-платформах и/или вагонах для перевозок, содержащих перегородки, в настоящем документе также не исключается.

Более того, не следует исключать применения транспортного контейнера в автомобильном, морском или воздушном транспорте.

Транспортный контейнер содержит транспортную емкость для приема груза, подлежащего транспортировке, которая на своей верхней стороне содержит по меньшей мере одно отверстие, при этом транспортный контейнер содержит решетку, которая по меньшей мере частично закрывает отверстие. Преимущество изобретения заключается, в частности, в повышении аэродинамической эффективности при транспортировке транспортного контейнера на относительно высокой скорости и в то же время обеспечении загрузки сверху путем ссыпания без необходимости снимать решетку в данном процессе. Разумеется, решетка в данном документе должна применяться таким образом, чтобы она обладала достаточной прочностью, даже под нагрузкой ссыпания подлежащего транспортировке груза. Дальнейшее преимущество транспортного контейнера согласно изобретению состоит в увеличении площади его поперечного сечения, а также осевого и полярного момента сопротивления и, как следствие, также допустимых нагрузок на растяжение, сжатие, изгиб и кручение в транспортном контейнере, так чтобы последний мог подвергаться воздействию более мощных сил и/или мог принимать более тяжелые грузы, причем другие части, в частности структурные части, транспортного контейнера могли менять свою геометрию таким образом, чтобы транспортный контейнер обладал меньшим весом и, как следствие, большей грузоподъемностью. Решетка, размещенная согласно изобретению, кроме того, обеспечивает защиту мелкозернистого сыпучего материала от рассеивания воздушным потоком, так что решетка, размещенная согласно изобретению, также обладает преимуществами в случае низких скоростей перевозки, таких как в морском транспорте.

Это означает, что транспортный контейнер может использоваться в рельсовом транспорте или автомобильном транспорте в качестве единицы, которая загружается в вагон, или в качестве составляющей части вагона, такой как, например, вагон для сыпучих грузов.

В качестве единицы, которая выполнена с возможностью отделения от вагона, транспортный контейнер может, например, осуществляться в виде грузового контейнера, преимущественный эффект которого может также применяться в морском транспорте. Здесь не следует исключать, что судно может быть обеспечено грузовым отсеком, который осуществлен согласно транспортному контейнеру согласно изобретению.

Транспортный контейнер согласно изобретению предпочтительно осуществлен таким образом, что он включает боковые стенки, которые по боковым сторонам разграничивают транспортную емкость, и между которыми расположена решетка. Транспортный контейнер, таким образом, содержит контейнер, который является открытым на своей верхней стороне, как обеспечивается, например, в вагоне для сыпучих материалов. Решетка соединяет боковые стенки. Боковые стенки проходят в целом в направлении продольной протяженности и, таким образом, разграничивают транспортную емкость и/или контейнер перпендикулярно направлению продольной протяженности. В частности, в случае транспортных контейнеров, которые применяются в железнодорожном и/или автомобильном транспорте, продольный размер в направлении продольной протяженности больше, чем продольный размер в направлении поперечной протяженности.

В этом случае предполагаемое направление движения отвечает направлению продольной протяженности транспортного контейнера.

В случае транспортных контейнеров, в которых продольные размеры в направлении продольной протяженности и в направлении поперечной протяженности равны, предполагаемое направление движения отвечает направлению продольной протяженности или направлению поперечной протяженности транспортного контейнера. В одном из вариантов осуществления обеспечивается решетка, которая содержит только поперечные брусья, которые проходят в целом поперечно по отношению к направлению продольной протяженности. Решетка, таким образом, содержит поперечные брусья, которые проходят между двумя стенками, которые проходят в целом в направлении продольной протяженности транспортного контейнера. Поперечные брусья, как следствие, выполнены в виде сетки. Поперечные брусья предпочтительно проходят в точности перпендикулярно направлению продольной протяженности транспортного контейнера.

В другом варианте осуществления обеспечивается решетка, которая содержит поперечные брусья, которые проходят в целом поперечно относительно направления продольной протяженности, и содержит продольные брусья, которые проходят в целом в направлении продольной протяженности. Решетка, таким образом, содержит взаимно пересекающиеся брусья решетки, где поперечные брусья предпочтительно проходят в точности перпендикулярно к направлению продольной протяженности транспортного контейнера, а продольные брусья проходят в точности в направлении продольной протяженности транспортного контейнера. Преимущество этого варианта осуществления заключается в большем значении осевого момента сопротивления, обусловленном продольными брусьями, и большей площади поперечного сечения транспортного контейнера поперек направления продольной протяженности, благодаря чему силы растяжения и, кроме того, силы сжатия, которые, когда транспортный контейнер используется в качестве составляющей части железнодорожного транспортного средства, обуславливают наибольшее натяжение, могут лучше поглощаться в направлении продольной протяженности, и/или в транспортном контейнере создаются более слабые напряжения. Как следствие, вся конструкция транспортного контейнера и, как следствие, также транспортного средства может выполняться таким образом, чтобы быть легче, чем в обычных транспортных контейнерах и/или транспортных средствах того же типа, так чтобы для передвижения транспортного контейнера и/или транспортного средства требовался меньший расход энергии и/или в транспортный контейнер и/или транспортное средство мог загружаться груз большего веса.

Это означает, что решетка содержит взаимно пересекающиеся брусья, которые размещены с равными интервалами, причем брусья решетки первой ориентации размещены так, чтобы быть в целом параллельными друг другу, а брусья решетки второй ориентации размещены так, чтобы быть в целом параллельными друг другу. Ориентации брусьев решетки в данном изобретении предпочтительно перпендикулярны или параллельны боковым стенкам транспортного контейнера, но при этом данное изобретение не ограничивается такими угловыми условиями. Кроме того, данное изобретение не ограничивается расположением брусьев решетки только в двух ориентациях, но опционально могут также иметься брусья решетки в других ориентациях. Эти ориентации могут отклоняться от 90° (по отношению к одной из боковых стенок) или отклоняться от этого значения в кратное число раз.

В дальнейшем альтернативном варианте осуществления обеспечивается решетка, которая представляет собой пластину, в которой предусмотрено множеством отверстий. В варианте реализации, выполненном из металла, эта решетка, как следствие, представляет собой перфорированный лист, где брусья образованы областями материала, которые окружают отверстия.

Выгодным образом обеспечивается, чтобы решетка механическим образом жестко соединялась по меньшей мере с одной боковой стенкой. Значение этого механически жесткого соединения в контексте изобретения также включает расположение решетки, выполненное с возможностью вращения на боковой стенке. Решетка предпочтительно жестко соединена по меньшей мере с двумя стенками, которые проходят в направлении продольной протяженности, в частности, когда решетка состоит только из поперечных брусьев. В варианте осуществления, в котором решетка содержит как поперечные, так и продольные брусья, может также обеспечиваться решетка, жестко соединенная с двумя стенками, которые проходят в направлении продольной протяженности, и жестко соединена с двумя стенками, которые проходят перпендикулярно к направлению продольной протяженности. В случае выполненной с обеспечением вращения конфигурации на одной боковой стенке, должно иметь место механически разъемное закрепление решетки на противоположной боковой стенке. Боковые стенки предпочтительно являются закрытыми стенками.

Относительно закрепления решетки также может альтернативно обеспечиваться, чтобы решетка опиралась по меньшей мере на две боковые стенки и/или соединялась с геометрическим замыканием по меньшей мере с двумя боковыми стенками. Опора на боковую стенку может выполняться таким образом, чтобы решетка опиралась на дополнительный опорный элемент, который крепится к одной боковой стенке, так чтобы сила тяжести решетки пропорционально передавалась через соответственный опорный элемент на боковую стенку.

Интервал D между поперечными брусьями должен находиться в соотношении 0,8≤D/H≤1,2 к высоте H брусьев. Предпочтительно D/H=1, иначе говоря, интервал между поперечными брусьями в целом соответствует высоте поперечных брусьев. Выяснилось, что соотношение этого типа вызывает особенно низкое сопротивление и, как следствие, хорошую аэродинамику. Благодаря этому также обеспечивается достаточная несущая способность. Высота Н в данном изобретении является величиной измерения протяженности брусьев в вертикальном направлении. Интервал D измеряется в направлении продольной протяженности и составляет максимум 0,75 м. В общем, интервалы D между поперечными брусьями должны быть кратными диаметру соответственного подлежащего транспортировке груза, для которого разрабатывается транспортный контейнер. Толщина T брусьев должна соответствовать по меньшей мере D/5.

Транспортная емкость транспортного контейнера может, кроме того, разделяться на камеры по меньшей мере одной промежуточной стенкой, при этом промежуточная стенка должна проходить с интервалом по меньшей мере 5 м от боковой стенки, определяя границы в направлении продольной протяженности. Промежуточная стенка в данном изобретении может сама составлять поперечный брус. Эта промежуточная стенка дает эффект повышения несущей способности транспортного контейнера и, кроме того, может действовать как подпорка для решетки.

Транспортный контейнер может также быть осуществлен таким образом, чтобы содержать элемент сброса, при помощи которого разгрузка подлежащего транспортировке груза осуществима через отверстие, отличное от отверстия, предусмотренного в решетке. Благодаря этому для вагона для сыпучих грузов возможна простая направленная вниз разгрузка, которой не чинят препятствий брусья решетки.

Изобретение также относится к использованию транспортного контейнера согласно изобретению для приема и транспортировки сыпучего материала.

Дальнейший аспект изобретения состоит в транспортном средстве, которое содержит по меньшей мере один транспортный контейнер согласно изобретению. Это транспортное средство, в частности, представляет собой вагон для сыпучих грузов.

В случае такого вагона для сыпучих грузов при разгрузке не возникает препятствий, поскольку вагоны для сыпучих грузов разгружаются под уклоном вниз.

В данной заявке транспортный контейнер не обязательно является неотъемлемой составляющей частью транспортного средства, но транспортный контейнер в качестве составляющей части транспортного средства, такой, например, как грузовой контейнер, может также быть соединен с возможностью отсоединения с остальными составляющими частями транспортного средства. Кроме того, согласно изобретению обеспечивается тяговая группа, которая содержит тягач и по меньшей мере одно из транспортных средств согласно изобретению. Несколько транспортных средств, в частности несколько вагонов для сыпучих грузов, которые оснащены решеткой согласно изобретению, предпочтительно размещены в тяговой группе. Такой тяговой группе, на ее верхней стороне, свойственна меньшая турбулентность воздуха, составляющие силы которой противодействуют тяговому усилию.

Более того, обеспечивается способ погрузки в транспортный контейнер согласно изобретению и, как следствие, также в транспортное средство согласно изобретению сыпучего материала, при котором сыпучий материал ссыпается в транспортную емкость через отверстия решетки. Из-за того что в решетке выполнены отверстия, через которые сыпучий материал может попадать в транспортную емкость, при погрузке транспортного контейнера не возникает существенных препятствий. Разгрузка предпочтительно происходит после снятия решетки или при помощи встроенного разгрузочного элемента, или посредством опрокидывания через решетку.

В дополнение к изобретению предоставляется способ транспортировки сыпучего материала, при котором для транспортировки сыпучего материала используется по меньшей мере одно транспортное средство согласно изобретению и/или тяговая группа согласно изобретению. Путем использования транспортного средства согласно изобретению сыпучий материал можно транспортировать более энергоэффективным и, следовательно, также более экологически безопасным образом.

Далее изобретение подробнее объясняется при помощи примерных вариантов осуществления, показанных на прилагаемых графических материалах.

На графических материалах:

Фиг. 1 показывает вид сбоку вагона для сыпучих грузов,

Фиг. 2 показывает вид в перспективе первого варианта решетки, и

Фиг. 3 показывает вид в перспективе второго варианта решетки.

Для объяснения изобретения делается ссылка на вагон 1 для сыпучих грузов, который показан на Фиг. 1 и который содержит транспортный контейнер согласно изобретению. Данное изобретение в настоящей заявка не ограничивается вагоном для сыпучих грузов этого типа, но также относится к отдельному транспортному контейнеру, который должен быть погружен на или в транспортное средство, такое, например, как железнодорожный вагон. В показанном вагоне 1 для сыпучих материалов, который содержит транспортный контейнер согласно изобретению, направление продольной протяженности отвечает предполагаемому направлению 100 движения.

На фиг. 1 показан вагон 1 для сыпучих материалов, который содержит транспортную емкость 10 для вмещения сыпучего материала, которая, в свою очередь, разграничена боковыми стенками 13. На своей верхней стороне 11 вагон для сыпучих грузов содержит отверстие 12. Транспортная емкость 10 может загружаться сыпучим материалом через такое отверстие 12. Разгрузка происходит при помощи разгрузочного элемента, который расположен в нижней области вагона 1 для сыпучих материалов. Альтернативно, вагон 1 для сыпучих материалов содержит опрокидывающее устройство, при помощи которого всю транспортную емкость 10 можно наклонять в боковую сторону.

Согласно изобретению вагон для сыпучих материалов на своей верхней стороне 11 содержит по меньшей мере одну решетку 20, которая обозначена на фиг. 1 пунктирными линиями и содержит множество поперечных брусьев 21. Эти поперечные брусья 21 размещены с определенными интервалами D относительно друг друга.

Для внутреннего разделения транспортной емкости 10 вагон 1 для сыпучих материалов, кроме прочего, содержит промежуточную стенку 14, которая структурно поддерживает решетку 20 и/или составляет поперечный брус 21.

Два разных альтернативных варианта осуществления решеток согласно изобретению показаны на фиг. 2 и 3. Решетка 20, показанная на Фиг. 2, содержит только поперечные брусья 21, которые размещены с определенными интервалами D относительно друг друга. Очевидно, что поперечные брусья 21 проходят в направлении 200 поперечной протяженности и, таким образом, в целом перпендикулярно направлению движения и/или направлению 100 продольной протяженности. Концы поперечных брусьев 21 подлежат механическому соединению с боковыми стенками 13 вагона 1 для сыпучих материалов.

На фиг. 3 показан вариант решетки, при котором решетка 20 содержит как поперечные брусья 21, так и продольные брусья 22. Видно, что поперечные брусья 21 и продольные брусья 22 на своей верхней стороне предпочтительно обладают одинаковым уровнем высоты, иначе говоря, что они заканчиваются так, чтобы быть вровень друг с другом. Однако продольные брусья 22 не обязательно имеют ту же высоту H, что и поперечные брусья 21, из соображений прочности и аэродинамики, но при этом продольные брусья могут иметь меньшую высоту, в частности, в случае такого завершения, чтобы быть вровень с поперечными брусьями. Толщина T поперечных брусьев 21 и, опционально, также продольных брусьев 22 должна соответствовать, по меньшей мере, интервалу D между брусьями.

Решетка согласно изобретению должна предпочтительно проходить через все отверстие 12 вагона. В альтернативном варианте осуществления решетка 20 может также покрывать отверстие 12 только частично, причем решетка в направлении 100 движения должна предпочтительно размещаться в передней области вагона 1 для сыпучих материалов.

Кроме того, интервалы D между брусьями не обязательно должны быть всегда идентичными, причем в направлении 100 движения, в частности в задней области транспортного средства, интервалы между брусьями могут быть больше, чем в передней области транспортного средства.

Благодаря конструкции решетки 20 согласно данному изобретению, турбулентности воздуха на разграничивающих боковых стенках в направлении 100 движения предотвращаются или, по меньшей мере, в целом уменьшаются, так что сопротивление транспортного средства снижается и, как следствие, меньше энергии нужно расходовать, чтобы перемещать транспортное средство. Более того, транспортное средство усиливается решеткой 20, так что указанное транспортное средство обладает более высокой несущей способностью. Благодаря этому, может приниматься большая коммерческая нагрузка и/или само транспортное средство может эксплуатироваться при меньших вложениях материала и, как следствие, с меньшим весом, так что для ускорения транспортного средства требуются меньшие силы.

Список ссылочных позиций

Реферат

Изобретение относится к грузовому транспорту. Транспортный контейнер содержит транспортную емкость (10) для приема подлежащих транспортировке грузов, содержащую по меньшей мере одно отверстие (12) на своей верхней стороне (11), закрываемое по меньшей мере частично решеткой (20), содержащей поперечные брусья и продольные брусья. В транспортном контейнере отношение интервала D между поперечными брусьями к высоте Н брусьев составляет 0,8≤D/H≤1,2. Транспортный контейнер содержит боковые стенки, разграничивающие транспортную емкость по боковым сторонам, между которыми расположена решетка. Транспортное средство содержит транспортный контейнер, а транспортная группа содержит тягач и транспортное средство с транспортным контейнером. Способ погрузки сыпучего материала и способ транспортировки сыпучего материала осуществляются посредством транспортного средства с транспортным контейнером. Изобретение улучшает аэродинамику. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула