Багатопорційна система і спосіб завантаження залізничних вагонів в широкому діапазоні вантажопідйомності і конструкцій

1. Багатопорційний спосіб, здатний задовольняти характеристики вагонів широкого діапазону вантажопідйомності і конструкцій, для завантаження вагона, що переміщається, від початку і до кінця заданою для даного вагона вагою сипкого матеріалу, застосовуючи систему завантаження залізничного складу, що включає в себе проміжний бункер, бункер-ваги, які мають максимальну корисну вантажопідйомність, а також максимальну задану вантажопідйомність для грубо завантажуваної порції, розташовані під проміжним бункером, максимальна задана вантажопідйомність для грубо завантажуваної порції менша, ніж максимальна корисна вантажопідйомність, керовану і поетапно діючу завантажувальну заслінку для вибіркового заповнення точно і грубо завантажуваних порцій сипкого матеріалу з проміжного бункера в бункерваги, і керовану випускну заслінку для розвантаження сипкого матеріалу з бункер-ваг через завантажувальний рукав у вагон, при цьому спосіб включає етапи, на яких: щонайменше спочатку обчислюють число і конкретну задану вагу порцій з метою завантаження вагона заданою вагою вагона, виходячи з первинної зваженої порції, що має вагу, яка щонайменше приблизно дорівнює максимальній корисній вантажопідйомності бункер-ваг, кінцеву зважену порцію, встановлену за розмірами не більше кількості сипкого матеріалу, яким можуть бути точно заповнені бункер-ваги за час, який займає повне спорожнення завантажувального рукава, і нуль або більше проміжних зважених порцій, що мають 2 (19) 1 3 95808 4 кер-вагами для вимірювання ваги згаданих бункерваг і сипкого матеріалу, що міститься там, причому згаданий щонайменше один перетворювач має вихід зважування; керовану і поетапно діючу завантажувальну заслінку з вибірковими параметрами розкривання для вибіркового заповнення точно і грубо завантажуваних порцій сипкого матеріалу із згаданого проміжного бункера в згадані бункер-ваги; завантажувальний рукав, розташований під згаданими бункер-вагами для конвеєрного транспортування сипкого матеріалу із згаданих бункер-ваг у вагони; керовану випускну заслінку для розвантаження сипкого матеріалу із згаданих бункер-ваг; і контролер, з'єднаний із згаданим виходом зважування перетворювача для визначення ваги згаданих бункер-ваг і сипкого матеріалу, що міститься там, з'єднаний із згаданою завантажувальною заслінкою для керування заповненням згаданих бункер-ваг і з'єднаний із згаданою випускною заслінкою для керування розвантаженням із згаданих бункер-ваг, причому згаданий контролер виконаний з можливістю: щонайменше первинного обчислення числа і конкретної заданої ваги порцій з метою завантаження вагона заданою вагою вагона на основі первинної зваженої порції, що має вагу, яка щонайменше приблизно дорівнює максимальній корисній вантажопідйомності згаданих бункер-ваг, кінцевої зваженої порції з встановленими розмірами не більше кількості сипкого матеріалу, яким можуть бути точно заповнені згадані бункер-ваги за час, який необхідний для повного спорожнення згаданого завантажувального рукава, і нуля або більше проміжних зважених порцій за розмірами не більше максимальної заданої вантажопідйомності згаданих бункер-ваг для грубо завантаженої порції; відкривання згаданої завантажувальної заслінки і потім поетапного закривання, поки здійснюється моніторинг згаданого виходу зважування перетворювача при досягненні конкретним вагоном згаданого завантажувального рукава з тим, щоб точно заповнити згадані бункер-ваги первинною зваженою порцією матеріалу; відкривання згаданої випускної заслінки і потім її закривання, коли згадані бункер-ваги спорожняються, з тим, щоб розвантажити первинну порцію із згаданих бункер-ваг за допомогою згаданого завантажувального рукава у вагон; якщо будуть потрібні одна або декілька проміжних зважених порцій, поки матеріал від попередньої порції висипається із згаданого завантажувального рукава у вагон, відкривання згаданої завантажувальної заслінки, поки виконується моніторинг згаданого виходу зважування перетворювача, щоб грубо заповнити згадані бункер-ваги кожною проміжною порцією матеріалу, відкривання згаданої випускної заслінки, а потім її закривання, коли згадані бункер-ваги повністю спорожняються, з тим, щоб розвантажити кожну проміжну порцію із згаданих бункер-ваг через згаданий завантажувальний рукав у вагон; в той час як матеріал від попередньої порції висипається через згаданий завантажувальний рукав у вагон, відкривання згаданої завантажувальної заслінки і потім поетапного закривання, поки виконується моніторинг згаданого виходу зважування перетворювача, з тим, щоб точно заповнити згадані бункер-ваги кінцевою зваженою порцією, яка визначається, як необхідно, для досягнення заданої ваги вагона після того, як первинна і будь-яка кількість проміжних зважених порції зважується і завантажується у вагон; і відкривання згаданої випускної заслінки, а потім закривання, коли згадані бункер-ваги спорожняються, з тим, щоб розвантажити кінцеву порцію із згаданих бункер-ваг за допомогою згаданого завантажувального рукава у вагон. 4. Система за п. 3, в якій згаданий контролер забезпечує надалі, у випадку, якщо будуть потрібні одна або декілька проміжних зважених порцій, після того, як згадані бункер-ваги будуть заповнюватися кожною проміжною порцією, повторне обчислення числа і конкретної заданої ваги будь-якої кількості додаткових проміжних порцій, що може бути потрібна, а також заданої ваги кінцевої зваженої порції. Головним чином, даний винахід стосується прецизійних завантажувальних систем для завантаження вугілля або іншого сипкого матеріалу до рухомого складу залізничних вагонів, а конкретніше, багатопорційних завантажувальних систем і методів, здатних задовольнити характеристики вагонів широкого діапазону вантажопідйомності і конструкцій. З економічних причин бажано завантажувати вагони точно до заданої ваги приблизно до відповідної максимальної корисної вантажопідйомності конкретних вагонів. Перевантаження вагона є небажаним через можливість підвищеного зносу залізничного полотна і самих вагонів. Недованта ження також небажане в зв'язку з неефективним використанням повної вантажопідйомності вагона. Вантажопідйомність і конструкції вагонів значно змінюються від країни до країни, а також в межах однієї країни. У Сполучених Штатах вантажопідйомність стандартного вагона становить 120 тонн (109 метричних тонн) вугілля. Однак, використовуються також вагони набагато більшої вантажопідйомності. Таким чином, щонайменше в Сполучених Штатах, застосовуються зчленовані вагони з вантажопідйомністю для перевезення вугілля до 500 тонн (454 метричні тонни). У деяких інших країнах використовуються відносно невеликі вагони, які мають вантажопідйомність в межах від 5 60 тонн (54 метричні тонни) до 90 тонн (82 метричні тонни). Як приклад, систему, розкриту в Campbell et al U.S. Pat. No. 4629392, можна охарактеризувати як однопорційну завантажувальну систему для завантаження вугіллям залізничних вагонів. Розкрита система включає в себе порівняно великий проміжний бункер, розташований вище відносно менших бункер-ваг. Нижче, під проміжним бункером, розташована керована випускна заслінка для засипання порцій вугілля в бункер-ваги з проміжного бункера. Бункер-ваги механічно сумісні з тензометричними датчиками ваги так, щоб можна було визначити вагу бункер-ваг і вугілля, що міститься там. Під бункер-вагами розташовується керована випускна заслінка для розвантаження вугілля з бункер-ваг в залізничні вагони за допомогою завантажувального рукава, поки вагони проходять під ним. До проміжного бункера підведена конвеєрна система, яка, в основному, знаходиться в безперервному русі, поки склад залізничних вагонів проходить під завантажувальною системою зі швидкістю конвеєра, узгодженою з середньою швидкістю завантаження, в той час, як вагони рухомого складу, що ідуть послідовно, проходячи, наприклад, зі швидкістю 0,5-1 миль/год. (0,8-1,6 км/год.), завантажуються. Під час експлуатації такої системи завантаження вугілля в залізничний склад, завантажувальна заслінка відкривається, щоб заповнити бункер-ваги з проміжного бункера порцією вугілля, яка має вагу, еквівалентну заданій вазі вугілля для вантаження в конкретний залізничний вагон, таким чином, складаючи зважену порцію вугілля. Потім, як тільки вагон досягає своєї належної позиції під бункер-вагами і завантажувальним рукавом, випускна заслінка відкривається, починаючи розвантаження зваженої порції вугілля з бункер-ваг в залізничний вагон. В ідеалі, вугілля висипається незмінно у вагон, заповнюючи рівномірно кожний вагон від початку і до кінця. Така однопорційна завантажувальна система складу стала непридатною для вагонів з більшою вантажопідйомністю. Тому, з економічних мотивів, а заодно і з практичних причин, при завантаженні вагона порівняно більшої вантажопідйомності бажано застосовувати багатопорційні системи і методи, які досягають задовільних результатів при високих швидкостях завантаження з меншими, і тому менш дорогими, засобами. Відомі дво-, три- і чотирипорційні системи завантаження залізничних вагонів. Наприклад, трипорційна система розкрита в Walker U.S. Pat. No. 6155767. У одному аспекті представляється багатопорційний метод по завантаженню рухомого вагона від початку і до кінця із заданою для вагона вагою сипкого матеріалу, здатною задовольнити характеристики вагонів широкого діапазону вантажопідйомності і конструкцій. Даний метод застосовує систему завантаження складу, яка включає в себе проміжний бункер і бункер-ваги, розташовані під проміжним бункером. Бункер-ваги мають максимальну корисну вантажопідйомність, а також максимальну задану вантажопідйомність для грубо завантаженої порції, меншу максимальної корис 95808 6 ної вантажопідйомності. Крім цього, метод застосовує керовану і поетапно діючу завантажувальну заслінку для вибіркового заповнення як грубо, так і точно завантажуваних порцій сипкого матеріалу з проміжного бункера в бункер-ваги, і керовану випускну заслінку для вивантаження сипкого матеріалу з бункер-ваг через завантажувальний рукав у вагон. Метод включає в себе кроки щонайменше первинного підрахунку числа і конкретної заданої ваги порцій з метою завантаження залізничного вагона до заданої ваги вагона на основі первинної зваженої порції, що має вагу, яка щонайменше приблизно дорівнює максимальній корисній вантажопідйомності бункер-ваг, кінцевої зваженої порції, встановленої по розміру не більше кількості сипкого матеріалу, яка може бути точно засипана в бункер-ваги за час, необхідний для повного спорожнення завантажувального рукава, і жодної або декілька проміжних зважених порцій, встановлених по розміру не більше максимальної заданої корисної вантажопідйомності бункер-ваг для грубо завантажуваної порції; як тільки вагон досягає завантажувального рукава, точного наповнення бункер-ваг первинною зваженою порцією матеріалу, а потім розвантаження первинної порції з бункер-ваг через завантажувальний рукав в залізничний вагон; якщо потрібна одна або декілька проміжних зважених порцій, поки матеріал попередньої порції висипається із завантажувального рукава у вагон, грубого заповнення бункер-ваг кожною проміжною порцією матеріалу, а потім розвантаження кожної проміжної порції з бункер-ваг через завантажувальний рукав у вагон; і поки матеріал попередньої порції висипається із завантажувального рукава у вагон, точного заповнення бункер-ваг кінцевою зваженою порцією, ваги кінцевої зваженої порції, необхідної для досягнення заданої ваги вагона після того, як початкова і проміжні зважені порції зважуються і завантажуються у вагон, і потім розвантаження кінцевої порції з бункер-ваг через завантажувальний рукав у вагон. У іншому аспекті представляється система для завантаження послідовних вагонів рухомого складу сипким матеріалом, здатна задовольнити вимоги вагонів широкого діапазону вантажопідйомності і конструкцій. Система включає в себе проміжний бункер і бункер-ваги, розташовані під проміжним, бункером. Бункер-ваги мають максимальну корисну вантажопідйомність, а також максимальну задану вантажопідйомність для грубо завантажуваних порцій, максимальна задана вантажопідйомність для грубо завантажуваної порції менше максимальної корисної вантажопідйомності. Щонайменше один перетворювач, що має вихід зважування, з'єднаний з бункер-вагами для вимірювання ваги бункер-ваг разом з сипким матеріалом, що знаходиться там. Більше того, система включає в себе керовану і поетапно діючу завантажувальну заслінку з параметрами розкриття, що задаються, для вибіркового заповнення як точно, так і грубо завантажуваних порцій сипкого матеріалу з проміжного бункера в бункер-ваги. Завантажувальний рукав розташовується під бункер-вагами для конвеєрного транспортування сипкого матеріалу з бункер-ваг у вагони, і керована 7 випускна заслінка розвантажує сипкий матеріал з бункер-ваг. Контролер, підключений до виходу зважування перетворювача для визначення ваги бункер-ваг і сипкого матеріалу, що міститься там, приєднаний до завантажувальної заслінки для контролювання заповнення бункер-ваг, а також приєднаний до випускної заслінки для контролювання розвантаження з бункер-ваг. Контролер забезпечує щонайменше первинне обчислення числа і конкретної заданої ваги порцій з метою завантаження вагона заданою вагою для вагона на основі первинної зваженої порції, що має вагу, яка щонайменше приблизно дорівнює максимальній корисній вантажопідйомності бункер-ваг, кінцевої зваженої порції, що має розміри не більше кількості сипкого матеріалу, яка може бути точно засипана в бункер-ваги за час, необхідний для повного спорожнення завантажувального рукава, і жодної або декілька проміжних зважених порцій, що мають розміри не більше максимальної заданої вантажопідйомності бункер-ваг для грубо завантажених порцій. Контролер забезпечує додатково, як тільки конкретний вагон наближається до завантажувального рукава, відкривання завантажувальної заслінки, а потім поступове її закривання, здійснюючи тим часом моніторинг виходу зважування перетворювача для того, щоб здійснити точне заповнення бункер-ваг первинною зваженою порцією матеріалу; і відкривання випускної заслінки, а потім її закривання, коли бункер-ваги спорожняються, щоб розвантажити первинну порцію з бункер-ваг через завантажувальний рукав у вагон. Якщо потрібна одна або декілька проміжних зважених порцій, контролер додатково забезпечує, поки матеріал попередньої порції висипається із завантажувального рукава у вагон, відкривання завантажувальної заслінки, здійснюючи тим часом моніторинг виходу зважування перетворювача з тим, щоб провести грубе заповнення бункер-ваг кожною проміжною порцією матеріалу, відкривання випускної заслінки, а потім її закривання, коли бункер-ваги спорожняються з тим, щоб розвантажити кожну проміжну порцію з бункер-ваг за допомогою завантажувального рукава у вагон. Контролер додатково забезпечує, поки матеріал попередньої порції висипається із завантажувального рукава у вагон, відкривання завантажувальної заслінки, а потім її поступове закривання, тим часом здійснюючи моніторинг виходу зважування перетворювача з тим, щоб здійснити точне заповнення бункера-ваг кінцевою зваженою порцією матеріалу, вага кінцевої зваженої порції добирається для досягнення заданої ваги вагона після того, як первинна і деяка кількість проміжних зважених порцій зважуються і завантажуються у вагон; відкривання випускної заслінки і потім її закривання, коли бункер-ваги будуть спорожнені з тим, щоб розвантажити кінцеву порцію з бункерваг через завантажувальний рукав у вагон. Фіг. 1 зображує схематичне представлення багатопорційної завантажувальної системи залізничних складів, здійснюваної в даному винаході. Фіг. 2 показує режим роботи під час експлуатації системи, коли бункер-ваги точно заповнюються або завантажуються первинною зваженою 95808 8 порцією вугілля, по мірі того, як вагон завантажується підходами. Фіг. 3 зображує первинну зважену порцію, що розвантажується в первісно порожній вагон. Фіг. 4 описує режим роботи під час експлуатації системи, коли бункер-ваги спорожняються від первинної зваженої порції матеріалу, з вугіллям, що залишилося в завантажувальному рукаві, і передня частина вагона заповнюється до самого розвантажувального кінця завантажувального рукава так, що виходить "загальмований режим потоку". Фіг. 5 зображує режим роботи під час експлуатації системи, коли грубо завантажена перша проміжна зважена порція (коли необхідно) виконана в бункер-вагах. Фіг. 6 зображує режим роботи під час експлуатації системи, коли бункер-ваги спорожняються від першої проміжної зваженої порції, з вугіллям, що залишається в завантажувальному рукаві, і підтримується "загальмований режим потоку". Фіг. 7 описує режим роботи під час експлуатації системи, коли бункер-ваги спорожняються від грубо завантаженої четвертої проміжної порції (коли це необхідно), з вугіллям, що залишається в завантажувальному рукаві, і підтриманий "загальмований режим потоку"; Фіг. 8 зображує режим роботи під час експлуатації системи, коли точно завантажена кінцева зважена порція була складена в бункер-вагах. Фіг. 9 зображує розвантажувану кінцеву точно дозовану зважену порцію. З посиланням спочатку на фіг. 1, яка схематично зображує багатопорційну систему завантаження залізничних складів, що в більшості випадків позначається 20, для завантаження послідовних вагонів, таких, як представлені зчленовані вагони 22, 24 і 26 рухомого складу 28, з відповідною заданою вагою сипкого матеріалу, в розкритому здійсненні - вугілля. (У більшості випадків, саме вугілля зображується тільки на фіг. 2-9, які зображують процес експлуатації багатопорційної системи завантаження складу 20, як описано в цьому документі далі.) Кожний з представлених зчленованих вагонів 22, 24 і 26 має приблизно 100 футів (30 метрів) в довжину і складається з п'яти секцій із з'єднувальними пристроями між секціями для того, щоб з'єднані вагони 22, 24 і 26 могли проходити повороти, а також бічні панелі (не показано), які плавно переміщаються між собою для підтримання вугільного включення. Зчленований вагон іноді називають "жолобним вагоном". Таким чином, безперервний приймаючий вугілля простір визначається в межах кожного із зчленованих вагонів 22, 24 і 26 протягом всіх п'яти секцій. У рамках числового прикладу в цьому документі далі кожний із зчленованих вагонів 22, 24 і 26 має вантажопідйомність для перевезення вугілля в 250 тонн (227 метричних тонн). Хоч на кресленнях показані тільки зчленовані вагони з 5 секціями 22, 24 і 26, зчленований вагон може мати ще більше секцій, наприклад, тринадцять секцій і мати вантажопідйомність для перевезення вугілля в 500 тонн (454 метричні тонни). На протилежність цьому, система завантаження 9 складу 20, здійснювана в даному винаході, може застосовуватися для завантаження вагонів, які порівняно менші стандартних вагонів і мають вантажопідйомність для перевезення вугілля в 60 тонн (54 метричні тонни). Відповідно до цього потрібно зазначити, що багатопорційна система завантаження складів 20 здатна задовольнити параметри вагонів широкого діапазону вантажопідйомності і конструкцій. Потрібно додатково зазначити, що число порцій, необхідних для завантаження вагона, може значно варіюватися залежно від вантажопідйомності конкретного вагона. У напрямі на фіг. 1 склад 28 рухається зліва направо, як вказано стрілкою 30, в основному, з постійною швидкістю в межах зразкової -области0,5-1 миль/год. (0,8-1,6 км/год.), в той час як вугілля завантажується в представлені вагони 22, 24 і 26. Відповідно, представлений вагон 24 має передню частину 32 і задню частину 34. На фіг. 1 вагон 22 повністю завантажений, вагон 24 завантажується, а вагон 26 ще порожній, оскільки тільки наближається до системи 20 завантаження складу. Багатопорційна система 20 завантаження складу включає в себе проміжний бункер 40 стандартної конструкції і закріплена вище основи опорної конструкції (не показано). Як приклад, наведений проміжний бункер 40 з вантажопідйомністю 150 тонн (140 метричних тонн) вугілля, його діаметр - двадцять п'ять футів (8 метрів), а габаритна висота приблизно дорівнює двадцяти двом футам (7 метрів), що піднімається приблизно від сорока одного фута (12 метрів) вище основи до приблизно шістдесяти трьох футів (19 метрів) вище основи. Для підведення вугілля 42 до проміжного бункера 40, в основному, на безперервній основі, застосовується система 44 транспортування сипкого матеріалу у вигляді стандартного конвеєра 44. Конвеєр 44 функціонує безперервно під час завантаження конкретних вагонів залізничного складу 28, і проміжний бункер 40 ніколи не буває повністю порожнім під час процесу завантаження вагонів складу 28. (Відповідно, фіг. 2-8, що представляють експлуатацію багатопорційної системи завантаження складу 20, зображують об'єм вугілля 45 в проміжному бункері 40 на всіх етапах експлуатації.) Все ще посилаючись на фіг. 1, швидкість подачі конвеєра 44 змінюється так, щоб під час завантаження рухатися згідно, як це потрібно, з конкретним залізничним складом 28. Під проміжним бункером 40 розташовані бункер-ваги 46, так само стандартної конструкції, і закріплені вище основи опорної конструкції (не показано). Як приклад, бункер-ваги 46 мають конструктивну вантажопідйомність в сорок п'ять тонн (41 метрична тонна) вугілля, діаметр - сімнадцять футів шість дюймів (5 метрів) і габаритна висота приблизно п'ятнадцять футів (4,5 метра), піднімаючись приблизно від двадцяти п'яти футів (8 метрів) до приблизно сорока футів (12 метрів) вище основи. Аналогічно стандартному способу бункерваги 46 встановлені таким чином, що вага бункерваг 46 і вугілля, що міститься там, закріпляється 95808 10 або в іншому випадку надходить щонайменше до одного перетворювача 48, такого як тензометричний датчик ваги 48, що має вихід зважування перетворювача 50. На схематично представленій фіг. 1 штриховим пунктиром 52 зображене механічне з'єднання між тензометричним датчиком ваги 48 і бункер-вагами 46, в результаті чого вимірюється вага бункер-ваг 46 і вугілля, що міститься там. Для заповнення порцій вугілля з проміжного бункера 40 в бункер-ваги 46 є керована і поетапно діюча завантажувальна заслінка 60, що приводиться в дію модульованим приводом 62 завантажувальної заслінки, яка звичайно складається з множини гідравлічних циліндрів і зв'язаних розподільних клапанів, за допомогою механічного з'єднання, зображеного штриховим пунктиром 64. Завантажувальна заслінка 60 може бути будь-якої придатної конструкції, маючи, наприклад, два або чотири елементи завантажувальної заслінки (не показано), які можуть згадуватися як "пелюстки". Також може застосовуватися одиничний елемент завантажувальної заслінки ("пелюстка"), за умови, що він може рухатися поетапно. У будь-якому випадку, і як відомо в галузі техніки, завантажувальна заслінка 60 здатна вибірково як до точного, так і до грубого заповнення порцій сипкого матеріалу з проміжного бункера 40 в бункер-ваги 46. Згідно з цим, щоб належним чином скласти точну порцію, завантажувальна заслінка 60 закривається поетапно так, щоб вугілля спочатку швидко висипалося в бункер-ваги 46, і швидкість потоку поступово знижувалася, в той час як вага вугілля в бункервагах 46 наближалася; що і потрібно, до конкретної порції. Тому можливе більш точне припинення подачі в порівнянні з тим, коли завантажувальна заслінка не працює в поетапному режимі. На практиці точне заповнення або дозування досягаються за допомогою програмування множини встановлюваних величин. Як тільки кожна встановлювана величина досягається, закривається один або декілька елементів завантажувальної заслінки 60 і, коли досягається остання встановлювана величина, завантажувальна заслінка 60 повністю закривається. Як альтернатива, одиничний елемент завантажувальної заслінки 60 може поетапно рухатися, поки повністю не закриється. Точне дозування може бути досягнуте лише при наявності двох встановлюваних величин. Грубе заповнення можна інакше охарактеризувати як заповнення з "одиничною встановлюваною величиною", а точне заповнення може бути, як варіант, описане як заповнення з "множиною встановлюваних величин". Іншими словами, у випадку точного заповнення завантажувальна заслінка 60 здатна до вибіркової величини розкриття з метою модулювання потоку вугілля в бункер-ваги 46. Практичні відмінності між точним і грубим заповненням виражаються в швидкості, з якою вугілля засипається в бункер-ваги 46 (і таким чином необхідний для цього час), і як близько задана вага для конкретної порції може бути досягнута, іншими словами, як точно може бути складена порція. (У обох випадках фактична вага порції в межах бункер-ваг 46, як фіксується тензометричним датчиком ваги 48, вимірюється досить точно.) 11 Чим швидше складається порція, тим менш ймовірно, що задана вага для порції досягається точно. Таким чином, втрати, пов'язані з точним дозуванням, відбиваються на тому, що витрачуваний на складання порції час збільшується. Виражаючись по-іншому, менша порція може бути складена з більшою точністю, ніж більша порція за даний проміжок часу. У випадку грубого заповнення з "одиничною встановлюваною величиною", завантажувальна заслінка 60 повністю відкривається для максимальної швидкості потоку, а потім закривається, коли досягається встановлена величина ваги, яка вимірюється тензометричним датчиком ваги 48. При застосуванні грубого заповнення з "одиничною встановлюваною величиною", щоб звести до мінімуму ризик перевантаження бункер-ваг 46, задана вага порції не повинна перевищувати 90% конструктивної вантажопідйомності бункер-ваг 46. Як конкретний приклад, швидкість потоку при повністю відкритій завантажувальній заслінці 60 становить 10 тонн (9 метричних тонн) за 5 с Потрібно зазначити, що при цій порівняно високій швидкості потоку присутня множина факторів, які ускладнюють вибір встановлюваної величини, при якій потрібно почати закривати завантажувальну заслінку 60. Ці фактори включають в себе кількість матеріалу при транспортуванні, кількість матеріалу, що пропускається через завантажувальну заслінку 60, поки завантажувальна заслінка знаходиться в процесі .закривання, і динамічне навантаження матеріалу, яке реєструється тензометричним датчиком ваги 48. Ці фактори також на практиці роблять нездійсненними досягнення точної величини порції при високих швидкостях потоку без застосування множинних встановлюваних величин. Грубо заповнена порція зважується точно, але не виконується точно до конкретної ваги. У випадку точного заповнення з "множиною встановлюваних величин" завантажувальна заслінка 60 може спочатку відкриватися повністю для максимальної швидкості потоку, але закриватися поетапно, як тільки досягається кожна з множини вагових встановлюваних величин, які вимірюються тензометричним датчиком 48 ваги. Як тільки досягається кінцева встановлювана величина завантажувальна заслінка закривається на етапі, коли швидкість потоку досить низька, що дозволяє точно визначити кількість матеріалу в бункер-вагах 46 за допомогою тензометричного датчика 48 ваги, тобто при тій швидкості, при якій динамічне навантаження матеріалу,що надходить в бункер-ваги 46, понадміру не впливає на визначення ваги. Менша кількість матеріалу при транспортуванні полегшує визначення відносно правильної і узгодженої встановленої величини, яка виражається в точно завантажуваній порції. Пов'язуючи зі всім вищезгаданим, бункер-ваги 46 мають максимальну корисну вантажопідйомність, а також максимальну задану вантажопідйомність для грубо завантажуваної порції, максимальна задана вантажопідйомність для грубо завантажуваної порції менше, ніж максимальна корисна вантажопідйомність. Більш детально, бункер-ваги 46 з номінальною вантажопідйомністю 45 95808 12 тонн (41 метрична тонна) має коефіцієнт перевантаження приблизно 10%, включений в номінальну вантажопідйомність, і можуть насправді витримати 50 тонн (45 метричних тонн) вугілля, як максимальна корисна вантажопідйомність, раніше, ніж буде досягнутий режим перевантаження, що відобразиться на дисплеї, з'єднаному з тензометричним датчиком 48 ваги, відбудеться замкнення. При точному заповненні з "множиною встановлюваних величин" бункер-ваги можуть бути заповнені до своєї максимальної корисної вантажопідйомності, але для цього потребується відносно багато часу. У іншому випадку, при заповненні з - "одиничною встановлюваною величиною", максимальна порційна задана вантажопідйомність для грубо завантажуваної порції обмежена, наприклад до 42 тонн (38 метричних тонн). З грубим заповненням, навіть при тому, що задана вага порції становить тільки 42 тонни (38 метричних тонн), фактична вага порції має можливість досягнути 50 тонн (45 метричних тонн) максимальної корисної вантажопідйомності. Відповідно, існує ризик перевантаження бункер-ваг 46 навіть з відносно низькою порційною заданою вагою. Під бункер-вагами 46 знаходиться керована випускна заслінка 66 стандартної конструкції, яка приводиться в дію приводом 68 випускної заслінки, який також складається з множини гідравлічних циліндрів і зв'язаних розподільних клапанів через механічне з'єднання, представлене штриховим пунктиром 70. Випускна заслінка висипає вугілля в телескопічний завантажувальний рукав 72. Телескопічний завантажувальний рукав 72, таким чином, призначений для транспортування вугілля від бункер-ваг 46 в конкретні вагони, наприклад такі, як зображений вагон 24. Телескопічний завантажувальний рукав 72 виконаний у вигляді стандартної конструкції і має фіксовану верхню секцію 74 і вертикально рухому нижню секцію 76, керовану приводом завантажувального рукава 78, що включає множину гідравлічних циліндрів через механічне з'єднання, представлене штриховим пунктиром 80. Нижня секція 76 завантажувального рукава 72 має розвантажувальний кінець 82, з якого вугілля висипається під час завантаження залізничного складу. Коли здійснюється процес завантаження, досягається так званий "загальмований режим потоку", як описувалося в цьому документі вище з посиланням на фіг. 4, за допомогою чого частина вагона 24 під завантажувальним рукавом 72 заповнена вугіллям, в основному, до розвантажувального кінця 82 завантажувального рукава 72 таким чином, що швидкість потоку із завантажувального рукава 72 у вагон 24 ефективно керується поступальним рухом залізничного складу 28. Отже, на доповнення до його функції жолоба, завантажувальний рукав 72 виконує функцію буферизації. Система завантаження залізничного складу 20 додатково включає в себе контролер 84, наприклад такий, як відповідно сконфігурований і запрограмований контролер Аллена-Бредлі в комбінації з відповідно запрограмованим PC типом комп'ютера. У звичайному виконанні контролер 84 підклю 13 чений через представницьку лінію 86 до виходу зважування перетворювача 50 так, щоб вагу бункер-ваг 46 і їх вмісту можна було визначити. Крім того, контролер 84 підключений за допомогою представницьких ліній керування 88 і 90 до приводу завантажувальної заслінки 62 і до приводу випускної заслінки 68, щоб керувати заповненням і розвантаженням бункер-ваг 46. Відповідно до іншої представницької лінії керування 92, приєднаної до приводу завантажувального рукава 78, контролер 84 керує підйомом і опусканням нижньої секції 76 завантажувального рукава 72. Потрібно зазначити, що лінії 86, 88, 90 і 92 є представницькими для будь-якого придатного обладнання, за допомогою якого дані і контрольні сигнали можуть бути передані, включаючи, як приклади, об'єднання даних, технології на базі організації обчислювальної мережі, а також лінії радіозв'язку. Весь хід процесу ініціалізується і щонайменше контролюється людиною-оператором 94, яка направляє всю роботу контролера 84за допомогою стандартного вхідного сигналу 96 керування. Введення сигналу 96 керування здійснюється різними вхідними пристроями, включаючи такі, як, наприклад, клавіатура, пускові кнопки, перемикачі і джойстики. Як відомо в галузі техніки, багатопорційна система завантаження залізничного складу 20 додатково включає в себе набір стандартних керуючих елементів, наприклад, кінцевих вимикачів і інших сенсорів, включаючи різні запобіжники для ефективної і надійної роботи системи завантаження рухомого залізничного складу 20. Сюди входять сенсори (не показано) для моніторингу рівня вугілля в проміжному бункері 40, а також зчитувачі для зчитування ідентифікаційних номерів з конкретних вагонів, наприклад, таких, як ідентифікаційні номери зі штриховим номером. Крім цього, застосовується обладнання для маніпулювання тестовою вагою з метою калібрування бункер-ваг, що також відомо в галузі техніки. У більшості випадків, все, що треба виконувати оператору 94, це стежити за вагонами 24, як тільки вони наближаються до завантажувального рукава 72, і приводити в дію випускну заслінку 66, запускаючи тим часом нижню секцію 76 завантажувального рукава 72, щоб опустити її у вагон, і надалі запускаючи нижню секцію 76 завантажувального рукава 72, щоб переводити її на відповідну висоту для завантаження вугілля в представлений вагон 24. Коли кожний вагон виявиться завантаженим, нижня секція 76 завантажувального рукава 72 повинна бути піднята з тим, щоб очистити планшир, що може бути виконано під керуванням оператора 94, який візуально стежить за процесом, або запущено автоматично кінцевим вимикачем або іншим запобіжником. Контролер 84 під керуванням оператора 94 застосовується для керування експлуатації системи завантаження залізничного складу для реалізації багатопорційного методу, здійснюваного в даному винаході для завантаження послідовних вагонів, таких як представлений вагон 24, як описано в цьому документі далі. Контролер 84 щонайменше спочатку розраховує число і конкретну задану вагу порцій з метою 95808 14 завантаження вагона 24 заданою для цього вагона вагою, виходячи з початкової зваженої порції 100, яка має вагу, яка щонайменше приблизно дорівнює максимальній корисній вантажопідйомності бункер-ваг 46, кінцевої зваженої порції 102, що має розміри не більше кількості сипкого матеріалу, яка може бути точно засипана в бункер-ваги 46 за час, який іде на повне спорожнення завантажувального рукава 72, і жодної або декілька проміжних зважених порцій (наприклад, першої проміжної зваженої порції 104), що мають розміри не більше максимальної заданої вантажопідйомності бункерваг 46 для грубо завантажуваної порції. Таким чином, залежно від вантажопідйомності конкретного вагона, проміжні порції можуть потребуватися або будуть не потрібні. Задана вага для кінцевої зваженої порції 102, яка точно заповнюється в бункер-ваги 46, визначається вантажопідйомністю вагона, а також сумарною фактичною вагою попередніх порцій. У конкретному прикладі, описаному тут детально, задана вага для вагона становить 250 тонн (227 метричних тонн). Первинна точно завантажена зважена порція 100 має задану вагу в 50 тонн (45 метричних тонн). Представлені чотири проміжних грубо завантажених зважених порції, кожна з яких з початково розрахованою заданою вагою в 42,5 тонни (38,5 метричні тонни). Кінцева точно завантажена зважена порція 102 має спочатку розраховану задану вагу в 30 тонн (27 метричних тонн). Незважаючи на це, після того, як бункер-ваги 46 були заповнені кожною проміжною зваженою порцією, число і конкретна задана вага будь-яких додаткових проміжних порцій, що може бути потрібно, а також задана вага кінцевої точно завантаженої зваженої порції, розраховуються наново. Посилаючись додатково на фіг. 2, коли представлений вагон 24 наближається до завантажувального рукава 72 (з нижньою секцією 76, піднятою для звільнення вагонів 22 і 24), бункер-ваги 46 точно заповнюється первинною зваженою порцією 100 вугілля, що має вагу, яка щонайменше приблизно дорівнює максимальній корисній вантажопідйомності бункер-ваг 46. Таким чином, використовується множина встановлювальних величин: завантажувальна заслінка 60 може бути спочатку відкрита повністю для максимальної швидкості потоку, але закриватися поетапно, тим часом вихід зважування перетворювача 50 тензометричного датчика 48 ваги контролюється і кожна величина з множини встановлених величин ваги досягається. Бункер-ваги 46, відповідно, точно заповнюються первинною зваженою порцією 100 вугілля. Коли первинна зважена порція 100 складена, завантажувальна заслінка 60 повністю закривається. Відносно довгий інтервал часу доступний для складання первинної зваженої порції 100, для прикладу, двадцять секунд, між тим, коли бункерваги 46 були спорожнені від кінцевої зваженої порції раніше завантажуваного вагона 22, як описано в цьому документі далі з посиланням на фіг. 8, і тим, коли передній кінець вагона 24 буде завантажений при під'їзді під завантажувальний рукав 72. 15 Переважно роблячи первинну зважену порцію 100 більше (що можливо, тому що це точно завантажувана порція), потенційно зменшується число проміжних грубо завантажених порцій і зменшується змінність в фактичній вазі кінцевої зваженої порції, тому що кінцева зважена порція може бути порівняно меншою порцією. Фіг. 3 зображує первинну зважену порцію 100, що розвантажується в передню частину 32 вагона 24 до того, як рівень вугілля у вагоні 24 досягне розвантажувального кінця 82 завантажувального рукава (з нижньою секцією 76, тепер опущеною), і фіг. 4 описує режим роботи, коли бункер-ваги 46 спорожняються від первинної зваженої порції 100. На фіг. 4 вугілля залишається в завантажувальному рукаві 72, і передня частина 32 вагона 24 заповнюється аж до розвантажувального кінця 82 завантажувального рукава 72 так, що подальше висипання вугілля назовні із завантажувального рукава 72 в "режимі загальмованого потоку" керується поступальним рухом конкретного вагона 24. На доповнення, первинної зваженої порції 100 буде достатньо для завантаження передньої частини 32 спочатку порожнього вагона 24 повністю до самого розвантажувального кінця 82 завантажувального рукава 72 так, що досягається "режим загальмованого потоку", первинної зваженої порції 100 достатньо для того, щоб залишити необхідну кількість вугілля в завантажувальному рукаві 72 з тим, щоб підтримувати безперервний потік вугілля із завантажувального рукава 72 в інтервалі часу між спорожненням бункер-ваг 46 від первинної порції 100 і заповненням бункер-ваг 46 наступною порцією. (Залежно від розмірів, якщо вагон і проміжні порції будуть потрібні, наступна порція може бути першою проміжною зваженою порцією 104 (фіг. 5) або кінцевою точно завантажуваною зваженою порцією 102 (фіг. 8 і фіг. 9).) У будь-якому випадку, випускна заслінка 66 відкривається, щоб почати розвантаження наступної порції. Відповідно, у вагоні 24 підтримується постійний профіль завантаження. Як і раніше звертаючись до фіг. 3 і фіг. 4, коли бункер-ваги 46 повністю спорожняються від первинної порції 100, що визначається тензометричним датчиком 48 ваги або іншим відповідним сенсором, випускна заслінка 66 закривається. Залежно від вантажопідйомності вагона 24 і вантажопідйомності конкретної порції багатопорційної системи завантаження залізничного складу 20, можуть бути потрібні одна або декілька проміжних зважених порцій. У ілюстрованому прикладі зчленованих вагонів з п'ятьма секціями 22, 24 і 26, кожному з яких 100 футів в довжину (30 метрів), з провізною вантажопідйомністю вугілля в 250 тонн (227 метричних тонн), ймовірно буде потрібно чотири проміжних порції на доповнення до первинної і кінцевої порцій. У випадку більш довгих зчленованих вагонів буде потрібне більше число проміжних порцій. З іншого боку, у випадку відносно малого стандартного вагона, можуть не бути потрібні додаткові проміжні порції; первинної і кінцевої порцій буде достатньо, щоб повністю завантажити вагон. 95808 16 Фіг. 5 зображує режим роботи, коли перша проміжна зважена порція 104 (коли необхідно) була складена в бункер-вагах 46 до того, як випускна заслінка 66 буде відкрита, щоб розвантажити першу проміжну порцію 104, і поки вугілля від первинної порції 100 все ще висипається з розвантажувального рукава 72. Продовжуючи в цілях пояснення з числовим прикладом, перша проміжна порція 104 має задану вагу в 42,5 тонни (38,5 метричні тонни). Однак, тому що бункер-ваги 46 в швидкому режимі грубо заповнюють, перша проміжна порція 104 може мати фактичну вагу в межах від 38 тонн (34 метричних тонни) до 45 тонн (41 метрична тонна). Отже, і приводячи до режиму фіг. 5, поки матеріал з первинної порції 100 (фіг. 2) все ще висипається із завантажувального рукава 72 в конкретний вагон 24, завантажувальна заслінка 60 повністю відкривається, в той же час здійснюється моніторинг виходу!/50 тензометричного датчика 48 ваги, використовуючи одиничну встановлену величину, щоб заповнити бункер-ваги 46 першою проміжною зваженою порцією 104 матеріалу. Коли перша проміжна зважена порція 104 виконується, завантажувальна заслінка 60 закривається. Перша проміжна порція 104 зважується точно, але немає ніякої необхідності в її точному виконанні до конкретної заданої ваги. Після цього і раніше, ніж завантажувальний рукав 72 опустіє, випускна заслінка 66 відкривається для розвантаження першої проміжної зваженої порції 104, тим часом підтримуючи постійний профіль завантаження у вагон 24. Після того, як фактична вага першої проміжної зваженої порції 104 була визначена (і знов після того, як фактична вага кожної подальшої проміжної зваженої порції, при наявності таких, була визначена), контролер 84 повторно обчислює число і конкретну задану вагу порцій, що залишаються, необхідних для завантаження вагона 24 до заданої ваги вагона. Прийняті в розрахунок параметри включають в себе фактичну вагу первинної зваженої порції 100 і фактичну вагу першої проміжної зваженої порції 104, а також задану вагу вагона. Надалі проміжні порції можуть потребуватися або будуть не потрібні. Задана вага для кінцевої точно завантажуваної зваженої порції 102 повторно обчислюється, знов маючи розміри не більше кількості сипкого матеріалу, яким можуть бути точно заповнені бункер-ваги 46 за час, який іде на повне спорожнення завантажувального рукава 72. Продовжуючи з числовим прикладом, що описується тут, після перерахунку проміжні грубо завантажувані зважені порції, що залишаються, можуть, кожна, мати перераховану задану вагу, яка більше або менше спочатку обчислених 42,5 тонни (38,5 метричні тонни). Кінцева точно завантажувана зважена порція 102 аналогічно може мати перераховану задану вагу, яка більше або менше спочатку обчислених 30 тонн (27 метричних тонн). Фіг. 6 представляє режим роботи, коли бункерваги 46 були звільнені від першої проміжної зваженої порції 104 безпосередньо до наступної порції, що складається. На фіг. 6 випускна заслінка 66 закривається. Завантажувальний рукав 72 майже повністю заповнюється, дозволяючи підтримувати 17 "пригальмований режим потоку" без надмірної критичності, поки наступна порція виконується. У конкретному числовому прикладі, наведеному тут, наступна порція, яка буде складена, є другою грубо завантажуваною проміжною порцією (не показано). У випадку меншого вагона, для якого потрібна тільки одна проміжна зважена порція, наступна порція, яка буде складена, може бути кінцевою точно завантажуваною зваженою порцією 102 (фіг. 8 і фіг. 9). Хоч це спеціально не показане, подібним же чином друга, третя і четверта грубо завантажувані проміжні порції (в конкретному числовому прикладі, наведеному тут) послідовно складаються і завантажуються у вагон 24, досягаючи вищої точки в режимі, представленому на фіг. 7, яка зображує ситуацію, коли бункер-ваги 46 були звільнені від четвертої проміжної зваженої порції (не показано) раніше, ніж кінцева точно завантажена зважена порції 102 (фіг. 8 і фіг. 9) буде складена. На фіг. 7 випускна заслінка 66 закривається, і завантажувальний рукав 72 майже повністю заповняться, дозволяючи підтримувати "пригальмований режим потоку" без надмірної критичності, в той час як остання і характерно менша точно завантажена зважена порція 102 складається. Знов, після того як фактична вага кожної проміжної зваженої порції, включаючи четверту проміжну зважену порцію, була визначена, контролер 84 повторно обчислює число і конкретну задану вагу порцій, що залишаються, необхідних для завантаження вагона 24 до його заданої ваги. Прийняті на розгляд параметри включають в себе фактичну вагу первинної зваженої порції 100 і фактичну вагу кожної проміжної зваженої порції, а також задану вагу вагона. Задана вага кінцевої зваженої порції 102 повторно обчислюється, знов маючи розміри не більше кількості сипкого матеріалу, яким можна точно заповнити бункер-ваги 46 за час, необхідний для повного звільнення завантажувального рукава 72. Продовжуючи з числовим прикладом, представленим тут, кінцева точно завантажувана зважена порція 102 може мати перераховану задану вагу, яка більше або менше спочатку розрахованих 30 тонн (27 метричних тонн). У будь-якому випадку, оскільки кінцева точно завантажувана зважена порція 102 відносно менше попередніх порцій, то є достатньо часу для точного заповнення, коли складається порція, і змінність в фактичній вазі кінцевої зваженої порції знижується. Посилаючись тепер спеціально на фіг. 8, яка зображує режим роботи, коли кінцева точно завантажена зважена порція 102 була складена в бункер-вагах 46, до того, як випускна заслінка 66 буде відкрита для розвантаження кінцевої зваженої порції 102, і поки вугілля від попередньої порції, в цьому прикладі від четвертої проміжної порції, все ще продовжує висипатися із завантажувального рукава 72. Поки матеріал четвертої проміжної порції все ще висипається із завантажувального рукава 72 у вагон 24, завантажувальна заслінка 60 відкривається в третій раз, знов одночасно проводячи моніторинг виходу зважування перетворювача 50 тензометричного датчика ваги 48, щоб заповнити 95808 18 бункер-ваги 46 кінцевою зваженою порцією 102 вугілля. Задана вага кінцевої точно завантажуваної зваженої порції 102 є тією, яка необхідна для досягнення заданої ваги вагона для конкретного вагона 24 після того, як всі попередні зважені порції завантажені у вагон 24. Після того, як кінцева точно завантажувана зважена порція 102 виконана, завантажувальна заслінка 60 закривається, але раніше, ніж завантажувальний рукав 72 остаточно опустіє, випускна заслінка 66 відкривається для того, щоб розвантажити кінцеву зважену порцію 102, знов тим часом підтримуючи профіль постійного завантаження у вагон 24. Фіг. 9 зображує кінцеву точно завантажену зважену порцію 102, що розвантажується за допомогою випускної заслінки 66 і завантажувального рукава 72 у вагон 24. Коли бункер-ваги 46 повністю спорожняються від кінцевої точно завантажуваної зваженої порції 102, випускна заслінка 66 закривається, і весь процес наново повторюється для завантаження наступного вагона 26, тим же чином, який був щойно описаний, починаючи з фіг. 2. Все ще посилаючись на фіг. 9, на якій вугілля висипається із завантажувального рукава 72, поки вагон 24 повністю не заповниться, що співпаде з остаточним спорожненням завантажувального рукава 72. Нижня секція 76 завантажувального рукава 72 підіймається, якщо буде необхідно, так, щоб звільнити частини вагонів 24 і 26. З урахуванням викладеного вище, треба зазначити, що здійснення даного винаходу надають багатопорційні системи завантаження залізничних складів і методи, наприклад, для завантаження вугілля, які здатні задовольнити характеристики вагонів широкого діапазону вантажопідйомності і конструкцій. Кожний вагон завантажується щонайменше відносно великою первинною зваженою порцією 100, що має вагу, яка щонайменше приблизно дорівнює максимальній корисній вантажопідйомності бункер-ваг, і відносно меншою кінцевою зваженою порцією 102. Первинна зважена порція 100 і кінцева зважена порція 102 складаються точно із застосуванням множини зважених встановлювальних величин. Якщо буде потрібно, одна або декілька проміжних зважених порцій (наприклад, порція 104) завантажуються у вагон. Проміжні порції, у випадку необхідності, складаються швидко, застосовуючи одиничну зважену встановлювальну величину, але не обов'язково з точністю. Переважно, складаючи первинну зважену порцію 100 більше (що можливо тому, що це точно завантажувана порція), потенційно зменшується число проміжних грубо завантажуваних порцій, і зменшується мінливість у фактичній вазі кінцевої зваженої порції 102, тому що кінцева зважена порція 102 може бути відносно меншою порцією. Крім того, тому що кінцева зважена порція 102 порівняно менше, доступно достатньо часу для складання точної порції. Немає ніякої необхідності, щоб проміжні порції були складені з точністю, таким чином, вони можуть бути складені швидко. Хоч в цьому документі проілюстрований і описаний приклад здійснення даного винаходу, зрозуміло, що фахівці в даній галузі техніки розроб 19 лять множину модифікацій і змін. З цієї причини мається на увазі, що прикладені пункти формули винаходу призначені для охоплення всіх таких модифікацій і змін, які підпадають під дію даної суті і об'єму винаходу. 95808 20 Промислова застосовність Спосіб, яким винахід може експлуатуватися, і спосіб, яким він може бути виконаний і застосований, будуть виявлятися з вищевикладеного. 21 95808 22 23 95808 24 25 95808 26 27 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 95808 Підписне 28 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601