Контейнерный пневмотранспорт

Почти 200 лет назад перепад давления воздуха начали использовать для доставки по трубам конторских документов и почтовых отправлений. Такой способ доставки назвали пневмопочтой.

В 1840 г. в Англии была построена первая 2-х километровая дорога, на которой 5-тонная тележка развивала скорость 72 км/ч, а в 1843 г. между Кингстауном и Далки (Ирландия) открылось регулярное движение 60-тонных составов по дороге в виде туннеля длиной 2,8 км. Тяговое усилие создавалось за счет перепада давления воздуха: с одной стороны туннель соединялся с атмосферой, с другой - со стороны станции прибытия - создавалось разряжение. На этой дороге был поставлен рекорд скорости по тогдашним временам - 135 км/ч.

В последующем подобные, как их называли, “атмосферические” дороги были также построены во Франции, а максимальная дальность транспортировки достигала 33,6 км. Однако из-за многочисленных недостатков, а также невозможности решения ряда конструктивных проблем дороги вскоре были закрыты.

Сегодняшний интерес к контейнерному пневмотранспорту объясняется тем, что перевозка некоторых массовых грузов традиционным транспортом стала обходиться в несколько раз дороже, чем их добыча или производство. Активные исследования в области КПТ для грузовых и пассажирских перевозок ведут фирмы Японии, США,

ФРГ, Великобритании. Ведущее место в мире по созданию систем КПТ занимает наша страна. Подтверждением этому являются две системы КПТ, построенные в Японии по отечественной лицензии. По одной из них, имеющей диаметр 1000 мм и длину 3,2 км, транспортируется щебень в количестве 2 млн.т/год, а по другой - диаметром 600 мм и протяженностью 1,5 км - перемещают гашеную известь.

Система КПТ представляет собой комплекс сооружений, обвязанных транспортными трубопроводами, по которым в потоке газа (воздуха), создаваемого воздуходувными или вакуумными станциями, движутся одиночные или объединенные в составы контейнеры.

В состав сооружений систем КПТ входят:

- погрузочные и разгрузочные станции;

- головные и промежуточные воздуходувные станции;

- линейные сооружения.

В зависимости от характера транспортируемого груза различают погрузочные (разгрузочные) станции сыпучих материалов (песок, щебень, уголь, руда и др.), бытовых отходов, крупных штучных и жидких грузов. Они отличаются составом сооружений и способами погрузки-выгрузки. Так, на станциях погрузки сыпучих материалов используются бункера-наполнители, конвейерные устройства для непрерывной подачи грузов, дозаторы, на станциях погрузки бытовых отходов - опрокидывающаяся платформа для перегрузки отходов из автомобилей мусоровозов, бункера-наполнители, прессы для уплотнения отходов в брикеты, питатель для перемещения мусора из бункера в загрузочную камеру пресса. Сыпучие материалы и жидкие грузы загружаются и разгружаются самотеком, а спрессованный мусор и штучные грузы - механическим путем.

Воздуходувные станции предназначены для создания потока воздуха в трубопроводах систем КПТ.

Станции разделяют на головные, устанавливаемые на концевых участках трубопровода, и промежуточные, расположенные в расчетных точках трассы трубопровода и соединенные с ним при помощи специальных шлюзовых устройств или эжекторов.

Воздуходувная станция состоит из группы воздуходувных агрегатов, установленных на соответствующих фундаментах, всасывающего и нагнетательного коллекторов, регулятора расхода воздуха, затворов и обратных клапанов.

В состав линейной части систем КПТ входят:

- транспортный трубопровод с байпасными устройствами, опорами, компенсаторами, полнопроходными запорными устройствами, стрелочными переводами, устройствами для ввода-вывода составов и воздухопереключающей арматурой;

- установки электрохимической защиты;

- линии технологической связи;

- вдольтрассовые дороги (на период строительства);

- переходы через естественные и искусственные препятствия.

В связи с особенностями работы систем КПТ к транспортным трубопроводам предъявляются повышенные требования. Так, их укладка “змейкой” в вертикальной и горизонтальной плоскости не допускается. Отклонение трубопровода от проектного положения не должно превышать в плане ± 20 мм, по вертикали ± 10 мм. При прокладке трубопровода на поворотах или с уклонами используют гнутые трубы с радиусом изгиба не менее 40 диаметров трубопровода при условии полного отсутствия гофр. Несовпадение кромок труб более, чем на 2 мм, не допускается.

Системы КПТ классифицируются по способу создания перепада давления, по виду подвижного состава, по конструкции ходовой части, по числу труб.

Перепад давления, необходимый для обеспечения движения контейнеров (около 10⁴ Па), создается либо турбовоздуходувками, центробежными нагнетателями, компрессорами (напорная система), либо вакуум-насосами (вакуумная система), либо комбинировано (напорно-вакуумная система). Для перевозки грузов на расстояния свыше 5 км более перспективными являются напорные системы КПТ. Число воздуходувных станций зависит от производительности системы, рельефа местности, характеристики воздуходувных агрегатов. При равнинно-холмистом рельефе с уклонами не более 3 градусов и применении воздуходувных агрегатов, обеспечивающих избыточное давление до 10⁵ Па, расстояние между станциями составляет от 5 до 15 км.

По виду подвижного состава различают отдельно перемещаемые контейнеры и контейнерные поезда (составы). Составы контейнеров перемещаются с помощью пневмовозов - аппаратов, перемещаемых в трубе за счет перепада давления воздуха на их уплотнениях (манжетных, щеточных, комбинированных). Одновременно пневмовозы очищают трубопровод от возможных скоплений воды и грязи. Кроме того, установленный на них постоянный магнит служит для взаимодействия с датчиками прохождения состава, расположенными на транспортном трубопроводе.

Отдельно перемещаемые контейнеры снабжены собственными уплотнениями. В настоящее время разработаны конструкции контейнеров для транспорта сыпучих, жидких и крупных штучных грузов.

По конструкции ходовой части различают контейнеры на радиально расположенных массивных колесах, свободно перемещающиеся по внутренней поверхности трубы; с несущими колесными каретками, катящимися по одной или нескольким направляющим (рельсам); на воздушной подушке; с магнитным взвешиванием подвижного состава.

По числу труб различают однотрубные, двухтрубные и многотрубные системы КПТ. В простейших однотрубных системах (рис. 4.1, а, б) между расположенными по концам погрузочными 1 и рагрузочными 2 станциями курсирует один контейнер или состав.

 

 

 

 

Его движение обеспечивает либо одна воздуходувная станция 3 (рис. 4.1, а), работающая в одном направлении в напорном, а в другом - в вакуумном режиме, либо две головные станции 3 и 4 (рис. 4.1, б), работающие поочередно.

Для увеличения производительности однотрубных систем устраивают разъезды 5 посредине (рис. 4.1, в). В этом случае в транспортном трубопроводе одновременно могут перемещаться два состава: пустой и порожний.

Однотрубные системы КПТ с путевыми разъездами насыщены оборудованием, сложны в управлении и характеризуются повышенной опасностью.

При грузопотоках более 1 млн.т/год целесообразно применять двухтрубные и многотрубные системы КПТ. В двухтрубных системах по одному трубопроводу движутся с заданным интервалом один за другим груженые контейнеры или составы, а по другому - в противоположном направлении - порожние или с другим грузом. Двухтрубные системы выполняют с тупиковым расположением погрузочных и разгрузочных станций (рис. 4.2, а) или с размещением этих станций на замкнутом в кольцо трубопроводе (рис. 4.2, б).

Системы КПТ называют одноадресными, когда одна погрузочная станция связана с одной разгрузочной станцией (рис. 4.1, 4.2) и многоадресными, когда в системе число погрузочных и разгрузочных станций неодинаково (рис. 4.3).

В многотрубных системах большая часть труб используется для доставки грузов, а меньшая - для возврата порожних контейнеров или составов. Надежность многотрубных систем КПТ выше.

Системы КПТ выполняют стационарными и передвижными (сборно-разборными). Последние применяют на крупных стройках для подачи различных строительных материалов (песка, щебня, известняка, цемента) и по мере необходимости перемещают с одного места на другое.

Во времена СССР в Грузии были построены две пневмоконтейнерные системы для транспортировки строительных материалов: “Лило - 1” и “Лило - 2”. Одготрубная одноадресная система “Лило - 1” действует с 1971 г. и служит для доставки щебня, гравия и песка из карьера на бетонный завод на расстояние 2,2 км. Система включает станцию загрузки контейнеров и их ввода в трубопровод, транспортный трубопровод диаметром 1000 мм, а также станцию выгрузки контейнеров. Годовой объем перевозок составляет 640 тыс.т.

Двухтрубная многоадресная система “Лило - 2” пущена в 1980 г. По трубопроводу диаметром 1200 мм и длиной 17,5 км транспортируют щебень и песок на завод железобетонных конструкций.

 

 

Грузы перевозятся составами, состоящими из 8 контейнеров. За один рейс состав перевозит 40 т грузов. Для его движения со скоростью 40 км/ч достаточно избыточное давление 6 кПа.

Системы КПТ эксплуатируются также в г. Волоколамске Московской области (8 млн.т щебня в год на расстояние 3 км) в г. Дзержинске (щебень по трубопроводу диаметром 1200 мм на расстояние 7 км) и в других местах.

На рис. 4.4 приведены результаты расчетов по определению области применения систем КПТ для сыпучих грузов.

Из них следует, что системы КПТ наиболее предпочтительны при сравнительно небольших грузопотоках и средней дальности перевозок. Чем больше грузопоток, тем нижняя и верхняя границы дальности перевозок с помощью КПТ меньше. Так, при объеме перевозок 7 млн.т/год КПТ целесообразен при дальности транспортировки грузов от 3 до 130 км, а при G = 10 млн.т/год - от 2 до 95 км.

Рекомендуемая литература

 

1, Контейнерный трубопроводный пневмотранспорт / А.М. Александров, В.Е. Аглицкий, П.В. Коновалов и др.- М.: Машиностроение, 1979.- 263 с.

2. Смолдырев А.Е., Сафонов Ю.К. Трубопроводный транспорт концентрированных гидросмесей.- М.: Машиностроение, 1989.- 256 с.

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: