Контейнеровоз для небезпечних, переважно радіоактивних відходів

Винахід відноситься до засобів для поводження із шкідливими, переважно радіоактивними відходами, а більш конкретно - він стосується конструкції знарядь для перевезення контейнерів, в яких відходи транспортуються, зберігаються чи захоронюються. Відомо, що багато виробничих процесів супроводжується появою відходів, шкідливих для навколишнього середовища та людини. В деяких галузях виробництва утворюються дуже небезпечні відходи, наприклад в хімічній промисловості, ядерній енергетиці та виробництвах ядерного паливного циклу, фармацевтичній та мікробіологічній промисловості. При цьому існують відходи, які дуже складно та дорого нейтралізувати чи знешкодити і тому їх переводять в стабільні безпечні форми і захоронюють. Радіоактивні відходи (РАВ) є класом відходів, які вимагають особливих технологій та технічних засобів при поводженні з ними. Насамперед їх взагалі неможливо нейтралізувати і тому захоронения є єдиним варіантом їх знешкодження. Крім цього, РАВ створюють іонізуюче випромінювання, шкідливе для здоров'я персоналу та навколишнього середовища, яке може проникати крізь стінки герметичних місткостей. Джерелом РАВ є не тільки виробничі процеси але і можливі аварії на ядерних установках, при яких утворюється велика кількість РАВ різного рівня активності, які теж необхідно збирати та знешкоджувати. Відомо, що навантаження/розвантаження та транспортування низько активних відходів не викликають ускладнень і можуть виконуватися звичайними транспортними засобами, наприклад вантажними автомобілями з незначними доробками. Транспортування середньо активних відходів (з активністю до 1000мбэр/годину) потребує спеціальних транспортних засобів, що дозволяють виконувати операції навантаження, перевезення і вивантаження РАВ без участі (контакту) персоналу з ними. Загально-прийнятою є схема транспортування РАВ, за якою відходи на місці збору та накопичення вміщуються в контейнери і перевозять автотранспортом до місця переробки і захоронения, де контейнери спорожнюють та повертають тим же транспортом на попереднє місце. Контейнери за такою схемою є оборотною тарою багаторазового використання. Основним елементом в цій схемі є транспортний засіб, так званий контейнеровоз, який має вигляд автомобіля, спеціально обладнаного для перевезення змінних контейнерів. В науково-технічній літературі [1] описані контейнеровози, які для спрощення експлуатації обладнують засобами само-завантаження та само-вивантаження. Відомо, наприклад контейнеровози [2] і [3], у яких засобом само-завантаження та вивантаження служить кран, встановлений на шасі автомобіля. Такі контейнеровози в процесі роботи потребують такелажних робіт, а це неприйнятне при перевезенні небезпечних відходів. Відомо також контейнеровоз [4], що виключає безпосередню участь персоналу у виконанні операцій завантаження і вивантаження контейнера з небезпечним вантажем в тому числі і з РАВ. Цей контейнеровоз виконано у вигляді автомобільного шасі, на рамі якого симетрично відносно її осі встановлені дві поступальні направляючі у вигляді рейок, в яких розміщено візки для контейнера. Переміщення візка забезпечує механізм, що включає двигун, редуктор, тягову лебідку та канатно-поліспасну систему. Це досить складна конструкція, працездатність якої порушується при налипанні на її елемент пилу, піску та іншого бруду, що потребує періодичного обслуговування механізму переміщення візків та направляючих. Найближчим до запропонованого за технічною суттю є контейнеровоз [5], у вигляді автомобільного шасі, зі з'ємним контейнером. На вантажній платформі шасі симетрично відносно її осі встановлені дві циліндричні поступальні направляючі. Між направляючими вздовж рами змонтовано гвинт з ходовою різьбою, на який нагвинчено гайку. При цьому гвинт споряджено приводом обертання у вигляді двигуна та редуктора, а гайка зв'язана жорстко з контейнером. Циліндричні направляючі встановлені на рамі в опорах обертання, виконаних у вигляді півкілець. Контейнер споряджено опорами, закріпленим на його днищі у вигляді півкілець, якими контейнер спирається на направляючі. В процесі роботи поступальне переміщення контейнера вздовж направляючих при його завантаженні чи вивантаженні відбувається за рахунок поступального переміщення гайки відносно гвинта, який обертають за допомогою привода. При цьому згадані циліндричні направляючі теж споряджені приводом їх обертання. Обертання направляючих під час переміщення вздовж них опор контейнера (за замислом авторів конструкції цього контейнеровоза) знижує коефіцієнт тертя, чим зменшуються сила тертя між опорами контейнера та направляючими. Описаний контейнеровоз характеризується суттєвими недоліками. Контейнеровоз споряджено дуже ненадійними в роботі вузлами - ходовою парою гвинт-гайка та направляючими, що обертаються в опорах, тому що, по перше - в процесі довготривалої експлуатації не виключена можливість забруднення елементів механізму переміщення контейнеру і виходу їх із ладу, по друге - правилами поводження з РАВ передбачена обов'язкова дезактивація обладнання лужними розчинами, що також може привести до порушення працездатності вищеназваних вузлів. Таким чином виникає потреба в постійному обслуговуванні вузлів, інакше вони будуть заклинювати і швидко вийдуть з ладу. При транспортуванні контейнерів, що містять РАВ, всі зазначені ненадійні вузли (пара гвинт-гайка та циліндричні направляючі) крім захищеної кабіни являють небезпеку для персоналу, який їх обслуговує. По др уге, описаний контейнеровоз не задовольняє вимог безпеки, оскільки не забезпечує надійного закріплення з'ємного контейнера та ізоляцію його від зовнішнього середовища при транспортуванні. В основу запропонованого винаходу покладена задача удосконалення контейнеровоза, в якому шля хом зміни конструкції механізму переміщення контейнера і зачепа, вводу в конструкцію кузова-фургона, фіксаторів опор контейнера та шляхом зміни зв'язків між вузлами підвищена безпека транспортування РАВ та ліквідована необхідність в обслуговуванні засобів само - завантаження і само - вивантаження контейнерів. Поставлена задача вирішується тим, що в контейнеровозі для небезпечних, переважно радіоактивних відходів, виконаному у вигляді автомобільного шасі, та з'ємного контейнера на його вантажній платформі, при цьому контейнер споряджено опорами, а вантажну платформу поздовжніми поступальними направляючими для опор контейнера і механізмом його переміщення вдовж направляючих, який споряджено засобом зчеплення з контейнером та пристроєм для керування, запропоновано на вантажній платформі встановити кузов-фургон з поворотним до гори заднім бортом, механізм переміщення контейнера виконати у вигляді гідроциліндра двохсторонньої дії, який має виліт штоку за межі фургон у більший довжини контейнера і встановити його паралельно направляючим рами, а засіб зчеплення виконати у вигляді важеля, який шарнірно змонтовано на юнці штока гідроциліндра, споряджено крюком на кінці і гідроприводом повороту навколо осі шарніра, при цьому вантажну платформу спорядити фіксаторами опор контейнера, а кузов-фургон фіксаторами заднього борту у транспортному положенні. Технічним результатом запропонованого рішення задачі з те, що в конструкції ліквідовані ненадійні вузли, які потребують постійного обслуговування, забезпечена висока надійність фіксації з'ємного контейнера в транспортному положенні введено ізоляцію контейнера від зовнішнього середовища, використавши його одночасно для підсилення надійності фіксації контейнера. Спільними з прототипом суттєвими ознаками запропонованого пристрою є такі: - Контейнеровоз для небезпечних, переважно радіоактивних відходів; - Контейнеровоз виконаний у вигляді автомобільного шасі, та з'ємного контейнера на його вантажній платформі; - Контейнер споряджено опорами; - Вантажну платформу споряджено поздовжніми поступальними направляючими для опор контейнера; - Вантажну платформу споряджено механізмом переміщення контейнера вдовж направляючих; - Ме ханізм переміщення споряджено засобом зчеплення з контейнером та пристроєм для керування. Новими у порівнянні з прототипом суттєвими ознаками є такі: - На вантажній платформі встановлено кузов-фургон з поворотним до гори заднім бортом; - Ме ханізм переміщення контейнера виконано у вигляді гідроциліндра двох-сторонньої дії; - Гідроциліндр має виліт штоку за межі фургону більший довжини контейнера; - Гідроциліндр встановлено паралельно направляючим рами; - Засіб зчеплення виконано у вигляді важеля, який шарнірне змонтовано на кінці штока гідроциліндра; - Важіль споряджено крюком на кінці і гідроприводом повороту навколо осі шарніра; - При цьому вантажна платформа споряджена фіксаторами опор контейнера; - Кузов-фургон споряджено фіксатором заднього борту у транспортному положенні. Суть винаходу ілюстр ується кресленнями: На Фіг.1 зображено загальний вигляд контейнеровоза у транспортному положенні. На Фіг.2 зображено контейнеровоз перед завантаженням. На Фіг.3 зображено момент перевантаження контейнера. На Фіг.4 зображено завантажений контейнер з піднятою кришкою і заднім бортом. На Фіг.5 зображено поперечний перетин по лінії А-А на Фіг.4. Запропонований контейнеровоз виконано у вигляді автомобільного шасі 1, із з'ємним контейнером 2 на його вантажній платформі 3. Контейнер споряджено опорами у вигляді катків, які спираються на поступальні направляючі 4, що змонтовані на вантажній платформі симетрично відносно поздовжньої осі платформи. На вантажній платформі змонтовано кузов-фургон 5 з поворотним до гори заднім бортом 6. Вздовж рами шасі змонтовано механізм переміщення контейнера, що складається з гідроциліндра 7 подвійної дії, підключеного до гідростанції та спорядженого засобами керування, які виведені в кабіну 8, захищену від шкідливих факторів РАВ, або на пульт 9 дистанційного управління. Шток 10 гідроциліндра має виліт L за межі кузова більший ніж довжина М контейнера. На кінці штока гідроциліндра змонтовано захват з крюком 11, що взаємодіє з провушиною 12, якою споряджено контейнер. Захват виконаний у вигляді важеля 13, один кінець якого за допомогою шарніра 14 змонтовано на кінці штоку гідроциліндра, а на другому його кінці закріплено згаданий крюк. Важіль споряджено гідроприводом 15 для його повороту навколо шарніра. Задній борт кузова-фургона виконано поворотним догори та споряджено гідроприводом 16 для відкривання та закривання. На рамі контейнеровоза встановлені фіксатори для закріплення опор (катків) контейнера в його транспортному положенні, будь-якої відомої для цього конструкції. Змінний (з'ємний) контейнер для спрощення його заповнення та спорожнення може бути виконаний відкритим зверху. В цьому випадку в кузові-фургоні над контейнером (в його транспортному положенні) встановлено кришку 17, яка споряджена пристроєм 18 для притискання її зверху до контейнера. При цьому гідропривід повороту заднього борту кузова-фургона зблоковано з пристроєм притискання кришки. В контейнеровозі доцільно задній борт кузова-фургона спорядити провушиною під крюк зачепа, закріпленою в кінцевому положенні повороту зачепа. Транспортна система крім контейнеровоза із з'ємним контейнером включає естакаду на пункті відвантаження відходів і естакаду 19 на пункті їх прийому. Обидві естакади обладнані направителями 20 для коліс контейнеровоза для полегшення роботи водія в момент під'їзду заднім ходом до них. Естакади споряджені поступальними направляючими для опор контейнерів, аналогічними направляючим на вантажній платформі контейнеровоза. Для суміщення по висоті направляючих контейнеровоза з направляючими естакад шасі контейнеровоза обладнано підйомними механізмами 21 (аутригерами). В процесі роботи запропонований контейнеровоз забезпечує само-завантаження з'ємного контейнера 2 заповненого РАВ в пункті їх збору (накопичення, утворення), перевезення контейнера та само-вивантаження його на пункті переробки чи захоронения РАВ, а у зворотному напрямку він забезпечує доставку порожніх контейнерів для їх заповнення. При завантаженні (див. Фіг.2) порожнього контейнеровоза, зазначений контейнеровоз з піднятим заднім бортом б під'їжджає "заднім ходом" до естакади 19, на якій встановлено контейнер призначений для перевезення. Для того щоб підняти задній борт спочатку захват з крюком повертають навколо шарніра 14 в нижнє положення за допомогою гідроприводу 15. В результаті цього задній борт звільняється від фіксації, яку забезпечував захва т. За цим включають привод повороту заднього борту і піднімають його догори, а разом з цим піднімається в верхнє положення кришка 17, оскільки пристрій її притискання зблоковано з приводом повороту борту. Рухаючись до естакади, контейнеровоз взаємодіє своїми колесами з направителями 20, чим забезпечується його необхідне положення відносно естакади. При необхідності, за допомогою підйомних механізмів (аутригерів) 21 суміщають по висоті направляючі на естакаді та на вантажній платформі контейнеровоза. За цим включають в роботу механізм переміщення контейнера, тобто гідроциліндр 7. Шток 10 гідроциліндра здійснює прямий хід, переміщаючи в крайнє положення захват з крюком 11. Оскільки, виліт L штоку перевищує довжину М контейнера, то крюк 11 опиняється за задньою стінкою контейнера напроти провушини 12. Після цього включають гідропривод 15 захвата і крюк жорстко зчіплюється з провушиною. Зворотним ходом штока здійснюється переміщення контейнера по направляючих з естакади 19 у кузов-фургон 5 контейнеровоза. При цьому контейнер рухається своїми опорами (катками) по поступальних направляючих вантажної платформи контейнеровоза. За цим захват опускають в нижнє положення, опори контейнера жорстко фіксують відносно кузова та опускають задній борт 6. Одночасно кришка 17 притискається до контейнера зверху, завдяки тому, що механізм притискання зблоковано з приводом повороту заднього борту. Фіксацію заднього борту здійснюють поворотом захвату вгор у. Таким чином захват механізму переміщення контейнера виконує функцію фіксатора заднього борту кузова фургона. В такому стані контейнеровоз від'їжджає від естакади і перевозить контейнер до пункту вивантаження, де описані операції виконуються в зворотній послідовності. При цьому повертають захват в нижнє положення, піднімають задній борт, а з ним і кришку контейнера. Контейнеровоз заднім ходом під'їжджає до естакади, відповідно взаємодіючи з направителями. Сумістивши по висоті свої направляючі з направляючими естакади розфіксовують опори контейнера. За цим захват повертають в верхнє положення де його крюк чіпляється за провушину контейнера і включивши в роботу гідроциліндр 7, здійснюють переміщення контейнера вздовж направляючих. В результаті контейнер переміщується на направляючі естакади 19. Після цього зачіп з крюком повертають у нижнє положення, закривають задній борті і фіксують його зачепом, тобто шток 10 зворотнім ходом втягують в гідро циліндр 7 та повертають зачіп у верхнє положення. В цьому положенні контейнеровоз готовий для переїзду за наступним контейнером. Якщо прийнята схема транспортування РАВ з контейнерами багаторазового використання, то на пункті їх прийому, після вивантаження заповненого контейнера на естакаду, його заміняють черговим порожнім, і контейнеровоз виконує операції по само-завантаженню порожнього контейнера, які повністю повторюють операції, наведені вище, по завантаженню повного контейнера. Можливий варіант, за яким з'ємний контейнер після перевантаження на естакаду зразу спорожнюється в контейнери для захоронения РАВ (подрібнені відходи) або в модуль сховища (крупно-габаритні відходи) при захороненні навалом, а порожній контейнер встановлюють на естакаду і переміщують в кузов контейнеровоза. У випадку коли контейнеровоз на місце завантаження приходить з порожнім контейнером, то спочатку виконують операції по перевантаженню цього контейнера на естакаду, а за цим він завантажується повним контейнером. Запропонований контейнеровоз забезпечує виконання само-завантаження та само-вивантаження контейнерів при дистанційному управлінні всіма робочими органами з захищеної кабіни чи з виносного пульту управління. Суттєвою перевагою запропонованого контейнеровоза перед відомими аналогічними транспортними засобами є проста та дуже надійна в роботі конструкція механізму переміщення з'ємного контейнера, яка довгий час не потребує обслуговування. Важливо, що в контейнеровозі забезпечена надійна фіксація контейнера (фіксація опор і фіксація заднього борту) а також ізоляція контейнера від навколишнього середовища. Важливо і те, що забезпечується можливість транспортування як закритих так і відкритих контейнерів. Джерела інформації прийняті до уваги: 1. Гриф М.И., Затван Р.А. Тро фименков В.Ф. Авто транспортные средства с грузоподъемным устройством для перевозки грузов в контейнерах и пакетах. -М. Транспорт. -1989. 2. Патент Росії №2091700 по М.кл.6 - В60Р1/54. 3. Патент Росії №2148509 по М.кл.6 - В60Р1/54. 4. Маликов В.Г. и др. Наземное оборудование ракет. -м.: Воениздат. 1971. ст.146, рис.4.14. 5. Патент Росії №2033346 по М.кл.6 - В60Р1/64 - прототип.