Енергоавтономна система транспортування відходів ii-v класу небезпеки

Номер патенту: 101725

Опубліковано: 25.04.2013

Автор: Бондаренко Іван Валерійович

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Енергоавтономна система транспортування відходів ІІ-V класу небезпеки, що містить прохідний тунель і танкер транспортування, яка відрізняється тим, що прохідний тунель виконаний із подовжніми напрямними, а танкер транспортування виконаний із вбудованою акумулятивною системою перетворення енергії, причому система додатково містить гравітаційну пневматично-силову установку, що складається з одного або декількох пневматичних циліндрів з клапанно-магістральною системою пневматичної циркуляції і підвісним штоком, ківшову пневматичну турбіну з електрогенератором, захисний короб для силової установки, що підтримує танкер, платформу із зарядним портом, напрямний рейковий шлях та його прохідну щілину, причому до складу системи додатково введена натяжна захисна блокувальна плівка тунельного люка і приймально-розвантажувальний пристрій підвищення ступеня автоматизації процесу роботи системи і розвантажувальний клапан, встановлений на одній з основ циліндрового танкера.

2. Енергоавтономна система за п. 1, яка відрізняється тим, що зовнішня поверхня прохідного тунелю покрита панелями об'єднаних фотоелектричних перетворювачів (фотоелементів), які являють собою напівпровідникові пристрої, розташовані з можливістю перетворення сонячної енергії в постійний електричний струм, а до складу системи ведені ролики танкера транспортування, виконані у вигляді електрогенератора енергорекуперації, який сполучений з головним елементом акумуляції вбудованої акумулятивної системи перетворення енергії.

3. Енергоавтономна система за п. 2, яка відрізняється тим, що прохідний тунель має додаткові завантажувальні люки із індикаторами, розташовані в проїзних ділянках тунелю перешкоджання випаданню відходів, а також огороджувальний штир, встановлений на передній основі танкера циліндрової форми.

Текст

Дивитися

Реферат: Винахід належить до транспортних засобів з електропневматичним приводом для збору і транспортування відходів і містить прохідний тунель, виконаний із подовжніми напрямними, причому танкер транспортування виконаний із вбудованою акумулятивною системою перетворення енергії, а пристрій додатково містить гравітаційну пневматично-силову установку, що складається з одного або декількох пневматичних циліндрів з клапанно-магістральною системою пневматичної циркуляції і підвісним штоком, ківшову пневматичну турбіну з електрогенератором. У пристрої досягається зниження енергоємності в процесі збирання і транспортування відходів різного походження і агрегатного стана, і, як наслідок, зниження утворення стихійних звалищ твердих побутових відходів і поліпшення ландшафту великих міст. UA 101725 C2 (12) UA 101725 C2 UA 101725 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до транспортних засобів з електропневматичним приводом для збору і транспортування відходів, у тому числі побутових. Винахід може бути використаний для централізованого збору і автоматичного транспортування некондиційних виробів і відпрацьованих речовин в умовах розвиненої інфраструктури мегаполісів без використання додаткового палива. Відомий "Сміттєвоз" (Патент на винахід РФ № 2166469, опубл. 10.05.2001), що включає автомобільне шасі із змонтованим на ньому закритим кузовом з приймальним бункером і завантажувальним пристроєм для контейнерів До 40, До 1100 і До 6, що складається з упорів і захватно-упорного пристосування для контейнерів До 40, крюків для відкриття кришки і захватів для контейнера До 1100 і гідроциліндрів Відомий "Мобільний пристрій для роздільного збору і транспортування побутових відходів" (Патент на корисну модель РФ № 54577, опубл. 10.07.2006), що включає транспортний засіб, ємкості для роздільного збору відходів. Відомий "Комплекс для підземного збору і зберігання твердих побутових відходів" (Патент на винахід РФ № 2415799, опубл. 10.04.2011), що містить шахту з компаратором, розташованим в ній на напрямних, що встановлені похило на основі шахти і що взаємодіють з роликами компактора, кришку, виконану з приймальною тумбою, механізм повороту кришки, виконаний у вигляді важеля, сполученого через систему тросів і блоків з електромеханічним приводом, виконаним у вигляді одновальної двобарабанної лебідки, механізм підйому компактора, що є штовхаючим візком і через систему тросів і блоків сполучений з електромеханічним приводом. Відомий також Пристрій для зберігання і транспортування відходів (Патент на корисну модель РФ № 84007, опубл. 27.06.2009.), що містить корпус, розвантажувальний патрубок і зливний клапан. Всі перераховані прилади і пристосування мають ряд істотних недоліків, серед яких: складність технологічних систем, з огляду на наявність великої кількості системних вузлів, необхідність використання паливних елементів для роботи і функціонування заявлених систем, неможливість використання ваги відходів, що транспортуються, для генерування енергії, великий ступінь впливу людського фактору на процес транспортування, можливість засмічення бункерів з відходами, що спричиняє за собою виникнення хвороботворних мікроорганізмів при експлуатації систем з рідкісним техобслуговуванням, великі габарити підземних сховищ для збору відходів. Також недоліком є, обмеження по видах і фракціях відходів, з якими може працювати та або інша транспортна система. Найбільш близьким до винаходу за технічною суттю, призначенням і результатом, що досягається, і вибраним за прототип є "Пристрій транспортування відходів" (Патент РФ на винахід № 2102305, опубл. 20.01.1998), до складу якого входить прохідний тунель і танкер транспортування. Пристрій містить підвідну шахту, яка підключена до транспортного каналу, в подовжньому напрямі якого розташована шнекова спіраль з валом. Край ділянки шнекової спіралі забезпечений першою викривленою відносно осі вала ріжучою металевою деталлю, а ділянка транспортного каналу забезпечена другою викривленою відносно осі вала ріжучою металевою деталлю, радіус кривизни якої більший, ніж радіус кривизни першої ріжучої металевої деталі, причому обидві ріжучі металеві деталі при певному положенні обертання шнекової спіралі розташовані поряд одна з іншою. При роботі двигуна відходи по шнеку транспортуються зліва направо до піролізного реактора. Основними недоліками даного прототипу є висока енергоємність пристрою через використання великої кількості енергії, потрібної для роботи двигуна, відсутність енергорекуперативних елементів, небезпека затуплення ріжучих деталей, що може ускладнити роботу пристрою транспортування і роботу піролізного реактора, нездатність транспортувати важкооброблювані відходи (камені, будівельні відходи, токсичні і малотоксичні фракції твердих побутових відходів і т. д.), відсутність автоматичної активації процесу. Актуальність сучасної проблеми у сфері поводження з відходами загострюється через недостатність одиниць спеціального комунального транспорту, призначеного для завантаження і транспортування. Технічне обслуговування даного виду транспорту, його постачання паливномастильними матеріалами і запасними частинами, також є чинниками, які погіршують економічну непривабливість традиційного підходу до транспортування відходів. Окрім низької ефективності і малої економічної рентабельності, використання спецтехніки має негативні екологічні наслідки, так як "сміттєві машини" як транспортні засоби (на базі вантажних автомобілів ГАЗ, ЛАЗ, КАМАЗ) є пересувними джерелами забруднення атмосферного повітря вихлопними газами бензинового або дизельного двигуна. Задачею, поставленою в основу винаходу, що заявляється, є зниження енергоємності пристрою в процесі збирання і транспортування відходів різного походження і агрегатного 1 UA 101725 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 стана, а також зниження утворення стихійних звалищ твердих побутових відходів (далі ТПВ) і поліпшення ландшафту великих міст. Поставлена задача вирішується тим, що до складу запропонованої системи входить прохідний тунель і танкер транспортування. Відповідно до винаходу, прохідний тунель виконаний із подовжніми напрямними, а танкер транспортування виконаний із вбудованою акумулятивною системою перетворення енергії, причому пристрій додатково містить гравітаційну пневматично-силову установку, що складається з одного або декількох пневматичних циліндрів з клапанно-магістральною системою пневматичної циркуляції і підвісним штоком, ківшову пневматичну турбіну з електрогенератором, захисний короб для силової установки, що підтримує танкер, платформу із зарядним портом, напрямний рейковий шлях та його прохідну щілину, причому до складу пристрою додатково введена натяжна захисна блокувальна плівка тунельного люка і приймально-розвантажувальний пристрій підвищення ступеня автоматизації процесу роботи системи і розвантажувальний клапан, встановлений на одній з основ циліндрового танкера. Згідно з одним варіантом виконання пропонованої системи, зовнішня поверхня прохідного тунелю покрита панелями об'єднаних фотоелектричних перетворювачів (фотоелементів), які являють собою напівпровідникові пристрої, розташовані з можливістю перетворення сонячної енергії в постійний електричний струм, а до складу системи введені ролики танкера транспортування, виконані у вигляді електрогенератора енергорекуперації, який може бути сполучений з головним елементом акумуляції вбудованої акумулятивної системи перетворення енергії. Також можливий варіант виконання системи, у якому прохідний тунель має спеціальні додаткові завантажувальні люки із індикаторами, розташовані в проїзних ділянках тунелю перешкоджання випаданню відходів, а також огороджувальний штир, встановлений на передній основі танкера циліндрової форми. У винаході досягається зменшення енергоємності системи завдяки вирішенню проблеми недосконалої системи збору і транспортування різних відходів шляхом виключення необхідності використання комунальної спецтехніки. Даний корисний ефект можливий завдяки заміні паливних елементів, енергорекупераційними комплексами цього пристрою. Використання блокувальної плівки дозволяє виключити несанкціоноване проникнення відходів або інших сторонніх предметів в люк прохідного тунелю під час руху танкера транспортування. Також натяжна захисна плівка-блокувальник тунельного люка, виключає проникнення атмосферних опадів в систему транспортування відходів. Використання фотоелектричних перетворювачів дозволяє доповнити енергетичну складову пропонованої системи стабілізуючим компонентом. Актуальність впровадження пропонованого винаходу для України підтверджується тим, що державними програмами передбачене будівництво сміттєпереробних заводів на території регіонів. Пропонована система дозволить вирішити виникаючу проблему транспортування ТПВ і інших видів відходів без залучення спеціального транспорту і витрати паливного ресурсу. Пропонований винахід пояснюється наступними кресленнями, де на фіг. 1 наведена принципова схема системи транспортування; на фіг. 2 - схема транспортної системи (у поперечному перерізі); на фіг. 3 - танкер транспортування (вигляд зверху з відкритою кришкою люка); на фіг. 4 - схема розташування натяжної захисної плівки-блокувати тунельного люка; на фіг. 5 - схема приймально-розвантажувального пристрою і спеціального розвантажувального клапана; на фіг. 6 - схема додаткового завантажувального люка; на фіг. 7 - схема запобіжного індикатора; на фіг. 8 - схема рейкового напрямного шляху системи транспортування відходів (вигляд зверху). Пропоноване технічне рішення складається з прохідного тунелю 1, танкера транспортування 2, захисного короба гравітаційної пневматично-силової установки 3, кришки танкера транспортування 4, ручки для відкриття 5, люка завантаження 6, ведучого ролика 7, веденого інерційного ролика 8, тунельного люка 9, підвісного штока 10, що підтримує платформи із зарядним портом 11, електрокабелю 12, центрального акумулятора 13, електрокабелю провідного ролика 14, електродвигуна 15, зарядного кабелю 16, пневматичного циліндра 17, робочого поршня 18, гвинтової пружини 18а, пневматичних магістралей 19, 19а, ківшової пневматичної турбіни 20, фіксатора підтримуючої платформи 21, напрямних подовжніх виступів 22, напрямних обмежувачів 23, ручка кришки танкера, що висувається, 24, подовжнього напрямного виступу кришки, що висувається, 25, захисної плівки-блокатора тунельного люка 26, блокувального упора 27, розвантажувального клапана 28, контактної труби приймальнорозвантажувального пристрою 29, розвантажувального компресора 30, кнопки активації 31, 2 UA 101725 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 електрокабелю кнопки активації 32, електрокабелю розвантажувального компресора 33, патрубка звалища 34, захисних ґрат 35, кришки додаткового завантажувального люка 36, загину тимчасового захоплення 37, огорожного штиря 38, навісу додаткового люка 39, замка додаткового люка 40, індикаторів 41-41а, напрямного рейкового шляху 42-42а, прохідної щілини 43. Пропонована енергоавтономна система транспортування відходів працює таким чином: після максимального заповнення танкера транспортування 2 твердими побутовими відходами 3 (близько 800 кг ТПВ при об'ємі танкера циліндрової форми в 3,9-4 м , питомій щільності відходів 3 0,20-025 т/м (Табл. № 1-4) і з урахуванням внутрішнього простору, займаного електроустаткуванням) за допомогою завантажувальних люків 6, вага відходів починає надавати дію на підтримуючу платформу 11, впливаючи при цьому на підвісний шток 10 і робочий поршень 18, встановлений в пневматичному циліндрі 17, стискаючи пружину 18а (фіг. 1). Внаслідок цього відбувається зниження танкера 2 і поршня 11, при цьому стиснений газ повітря, що знаходиться в циліндрі 17, витісняється з порожнини, відкриваючи випускаючий односторонній клапан, що знаходиться у нижній підставі циліндра, надходить на лопаті турбіни 20, приводячи її в рух і активуючи вироблення електроенергії вбудованим електрогенератором. Вказаний клапан може компонувати з соплом Лаваля, що дозволить збільшити тиск стисненого газового середовища, кількість оборотів турбіни 20 і електроенергії, що виробляється генератором. Виходячи з турбіни, стиснений газ надходить в магістраль 19а, де відкриваючи односторонній клапан, надходить у верхню частину циліндра 20, ізольовану від нижньої його частини, робочим поршнем 18. Отримана в результаті роботи турбіни 20, електроенергія за допомогою кабелю 16, надходить на зарядний порт платформи 11, сполученої з центральним акумулятором 13, що живить електродвигун 15 через кабель 14. Протягом спуску танкера 2, в тунельний люк 9 прохідного тунелю 1, акумулятор 13 досягає повної зарядки. Після повного зниження танкер 2 і занурення його в люк 9, відбувається стиковка подовжніх направляючих виступів 22 і напрямних обмежувачів 23, що дозволить забезпечити безпечний рух танкера 2 усередині тунелю 1 (фіг. 2). Потім, шляхом стиснення кріплення ведучого ролика, активується робота електродвигуна 15, що веде до початку руху танкера в тунелі. При цьому фіксується платформа 11 за допомогою фіксатора 21 (фіг. 1). Обов'язковою умовою для коректного функціонування транспортної системи є, повне закриття кришки 4, після кожного завантаження танкера 2 відходами (фіг. 3). При блокуванні платформи 11 газоподібне середовище (повітря), що знаходиться в пневматичному циліндрі 17, повністю переміщається у верхню частину циліндра через магістраль 19а. Далі, після початку руху танкера транспортування 2, відбувається роз'єднання зарядного порту платформи 11 і центрального акумулятора 13. Рух танкера відбувається в автономному режимі і не вимагає контролю. У разі використання варіанта винаходу, що передбачає використання додаткових завантажувальних люків (фіг. 6), підчас руху танкер 2 здатний захоплювати мішки, що містять відходи, які підвішені на спеціальному загині 37, розташованому на кришці люка 36. Захоплення здійснюється за наявності жорстко встановленого огорожного штиря 38, що має таку форму, що перешкоджає випадання додаткових мішків із сміттям, що транспортуються, при русі танкера 2. Кришка люка легко відкривається, завдяки навісу 39, що дозволяє легко помістити мішки з наповнювачем (наприклад, з ТПВ) і замкнути люк за допомогою замка 40. Додаткові завантажувальні люки можуть компенсувати і частково замінити стихійні звалища відходів в межі міста. Після прибуття танкера транспортування 2 до місця призначення - (на сміттєпереробний завод або на високотехнологічний полігон) передню основу циліндрового корпусу танкера, виконану відповідно до одного з варіантів системи транспортування відходів у вигляді розвантажувального клапана 28 ударяється об контактну трубу приймальнорозвантажувального пристрою і кнопку активації 31, що приводить до запуску розвантажувального компресора 30 (фіг. 5). Тягова сила компресора відкриває клапан 28 і може дозволити провести виїмку відходів з танкера в автоматичному режимі. При видаленні відходи затримуються захисними гратами 35 і потрапляють через патрубок звалища 34 в перетворюючий пристрій (наприклад, в піролізний реактор). Енергія, необхідна для живлення розвантажувального компресора 30, виникає в результаті роботи перетворюючого пристрою, що дозволяє підвищити енергозбереження системи. Згідно з раніше заявленим варіантом виконання винаходу, танкер 2 може мати функцію автоматичного енергозбережного заднього ходу. Дана функція системи можлива при модифікації веденого ролика 8, що має на увазі під собою додавання в його конструкцію осьового електрогенератора. Генератор повинен бути сполучений з центральним акумулятором 3 UA 101725 C2 5 10 15 20 25 30 13 за допомогою електрокабелю 12. Робота і корисний ефект даної модифікації полягає в тому, що при цільовому русі танкера 2 відбувається вироблення електричного струму шляхом веденого ролика 8. Отримувана електроенергія заряджає додатково акумулятор 13, що дозволяє акумулювати достатню кількість енергії, необхідну для здійснення зворотного руху порожнього розвантаженого танкера до місця розташування тунельного люка. Активація заднього ходу танкера відбувається завдяки вбудованому у ведений ролик ваговому датчику, що реагує на спустошення танкера. Після повернення танкера 2 на початкове місце відправки, відбувається зняття блокування платформи 11 шляхом зворотної механічної дії на фактор 21, що приводить до підйому танкера в результаті активування другої частини циклу роботи силової установки. При цьому відбуваються наступні дії: розтиснення пружини 18а, підняття робочого поршня 18, витіснення газу з верхньої частини циліндра 17 в нижню його частину за допомогою магістралі 19 в результаті відкриття, що знаходиться в ній клапана. Ці дії приводять до висунення танкера 2 з тунельного люка 9. Після цього танкер готовий до повторного завантаження транспортування відходів. Танкер 2 при цільовому русі здатний замикати люк 9. Захисна блокувальна плівка 26 тунельного люка 9 розтягується за допомогою упора 27 (фіг. 4). Також система може мати ряд індикаторів проходження танкера 2 в тунелі 1. Індикатори 4141а (фіг. 7) встановлений поряд із завантажувальними люками, запобігаючи завантаженню тунелю підчас заднього ходу танкера 2. Танкер 2 може бути адаптований до різних вимог. При незначній модифікації і підборі кислотостійких матеріалів для виготовлення танкера, система може бути використана для транспортування як ТПВ, так і хімічних відходів II, III класу небезпеки, для роздільного збору фракцій ТПВ. Можливе виконання пропонованої системи, що виключає з конструкції прохідний тунель 1, замінюючи його рейковим напрямним шляхом 42-42а (фіг. 8). Цей варіант зменшує кількість матеріалу, необхідного для виконання пристрою, що заявляється. Вказаним рейковим напрямним шляхом є напрямний короб для роликів 7 і 8 з утворенням прохідної щілини 43. Даного виконання не вимагає змін танкера і силової частини пропонованої системи. Проте, при цьому танкер 2 може мати різні форми і параметри. Як приклад конкретної реалізації системи наведемо такі технічні параметрів основних компонентів системи (з урахуванням варіанта системи для транспортування ТПВ). Таблиця № 1 Параметри танкера (при його циліндровій формі) Найменування параметра Показник і розмірність Довжина корпусу 5м Радіус корпусу 50 см Площа поверхні корпусу (без виступаючих 2 17,2 м люків) 3 Об'єм 3,92 м Середня вага навантаженого танкера (з 800 кг - ТПВ + 200 кг - вага корпусу, батарей, 3 урахуванням питомої щільності ТПВ=0,25 т/м ) роликів і двигуна Таблиця № 2 Параметри одного з двох або трьох пневматичних циліндрів силової установки Показник і Найменування параметра розмірність Висота циліндра 1,5 м Діаметр циліндра 51 см 3 Об'єм циліндра 0,29 м Діаметр поршня 50 см 2 Площа робочої поверхні поршня 1962,5 см 2 Площа вихідного отвору 19,5 см Товщина поршня 5 см Тиск струменя повітря на виході з циліндра (без установки сопла Лаваля і 2 2 без урахування можливого попереднього стиснення повітря до 5-6 кг/см 0,5 кг/см на виході з циліндра) 4 UA 101725 C2 Таблиця № 3 Параметри прохідного тунелю Найменування параметра Показник і розмірність Діаметр труби 1,1 м Ширина танкерного люка 1,03 м Довжина танкерного люка 5,03 м Таблиця № 4. Параметри захисного короба силової установки (форма прямокутної призми) з урахуванням двох циліндрів Найменування параметра Показник і розмірність Висота до 1,8 м Ширина 1,1 м 5 Таким чином, у пристрої, що заявляється, досягається зниження енергоємності пристрою в процесі збирання і транспортування відходів різного походження і агрегатного стана, і, як наслідок, зниження утворення стихійних звалищ твердих побутових відходів і поліпшення ландшафту великих міст. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 1. Енергоавтономна система транспортування відходів ІІ-V класу небезпеки, що містить прохідний тунель і танкер транспортування, яка відрізняється тим, що прохідний тунель виконаний із подовжніми напрямними, а танкер транспортування виконаний із вбудованою акумулятивною системою перетворення енергії, причому система додатково містить гравітаційну пневматично-силову установку, що складається з одного або декількох пневматичних циліндрів з клапанно-магістральною системою пневматичної циркуляції і підвісним штоком, ківшову пневматичну турбіну з електрогенератором, захисний короб для силової установки, що підтримує танкер, платформу із зарядним портом, напрямний рейковий шлях та його прохідну щілину, причому до складу системи додатково введена натяжна захисна блокувальна плівка тунельного люка і приймально-розвантажувальний пристрій підвищення ступеня автоматизації процесу роботи системи і розвантажувальний клапан, встановлений на одній з основ циліндрового танкера. 2. Енергоавтономна система за п. 1, яка відрізняється тим, що зовнішня поверхня прохідного тунелю покрита панелями об'єднаних фотоелектричних перетворювачів (фотоелементів), які являють собою напівпровідникові пристрої, розташовані з можливістю перетворення сонячної енергії в постійний електричний струм, а до складу системи ведені ролики танкера транспортування, виконані у вигляді електрогенератора енергорекуперації, який сполучений з головним елементом акумуляції вбудованої акумулятивної системи перетворення енергії. 3. Енергоавтономна система за п. 2, яка відрізняється тим, що прохідний тунель має додаткові завантажувальні люки із індикаторами, розташовані в проїзних ділянках тунелю перешкоджання випаданню відходів, а також огороджувальний штир, встановлений на передній основі танкера циліндрової форми. 5 UA 101725 C2 6 UA 101725 C2 7 UA 101725 C2 8 UA 101725 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 9

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Power autonomous system for transportation of waste of ii-v classes of danger

Автори англійською

Bondarenko Ivan Valeriiovych

Назва патенту російською

Энергоавтономная система транспортировки отходов ii-v классов опасности

Автори російською

Бондаренко Иван Валерьевич

МПК / Мітки

МПК: B65F 3/00

Мітки: класу, транспортування, небезпеки, відходів, енергоавтономна, система

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/11-101725-energoavtonomna-sistema-transportuvannya-vidkhodiv-ii-v-klasu-nebezpeki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Енергоавтономна система транспортування відходів ii-v класу небезпеки</a>

Подібні патенти