CN102639416B - 用于装卸集装箱的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于接合和装卸集装箱（12）的装置（10），所述装置具有一框架组件，包括：纵向支撑部件（22）；依赖于纵向支撑部件（22）的两个间隔开的副框架（24）；每个副框架（24）具有一集装箱支撑臂，通过旋转组件轴式安装在它的内表面上，所述旋转组件将副框架（24）连接到它各自的集装箱支撑臂（34）上；一驱动工具，旋转地驱动所述将副框架（24）连接到它的集装箱支撑臂（34）上的旋转组件；每个集装箱支撑臂（34）包括一个或多个可移动组件，具有用于与货物集装箱（12）协作的啮合部件（36）；集装箱支撑臂（34）的可移动组件是可以移动的，使得：被啮合部件啮合的货物集装箱（12）可以在相对副框架（24）的至少两个位置之间移动；在第一位置，集装箱（12）超出两个副框架（24）之间的空间，在第二位置，集装箱（12）至少部分位于两个副框架（24）之间，并且货物集装箱（12）通过该装置旋转以卸放其内容物（14）。

Description

用于装卸集装箱的装置

技术领域

本发明总体涉及用于海运目的的散装物资的装卸，如矿石、煤、谷物等。更具体地，本发明涉及一种改进的系统以装卸侧面通道受限的集装箱。

背景技术

多年来，散装物资是通过使用传送带和抓钩装入船舱内，它们不能有效地装载集装箱或者装载机制受限，不能将物资传递到所需的位置。这样成本昂贵，需要准备时间并且装卸缓慢且复杂。因此，优选使用一种通过采用龙门悬臂式起重机举起并定位的标准货物集装箱。这具有多个优点，包括：能够从不同的运输工具（包括平板卡车和轨道车）装载和卸载货物集装箱。另一好处是保护集装内的散装物资不受环境影响，反之，保护环境不受散装物资（可能的污染物）的影响。

进一步的优点是，与以松散方式传输散装物资相比，集装箱化可以更加精确的配置船舱内的物资。即使散装物资被倒入船舱内，集装箱的使用也可以更加精确的装载这些物资。

美国专利No.4,496,275公开了一种倾倒适配器（tippingadapter），它可以使从起重器械（如龙门悬臂起重机）吊起的货物集装箱选择性地围绕沿集装箱纵向延伸的轴倾倒，使得散装物资，如煤、谷物等，可以从集装箱倒入船舱或其他接收区内。该适配器包括一驱动支撑框架，其在通常用于将集装箱连接到吊具上的连接点处与起重机或者起重机支撑的集装箱吊具连接。枢轴框架在吊具与集装箱相连处以相同的方式连接到集装箱上。所述驱动支撑和枢轴框架是轴啮合的，使得安装在驱动支撑框架上的一个或多个驱动电机可以被用于选择性地轴式旋转枢轴框架，从而倾倒集装箱。控制器被置于起重机控制面板，以便可以选择性地啮合和倾倒集装箱，并且设置了互锁装置，以防止集装箱在其被恰当地啮合之前倾倒。

上述倾倒调节器的难点在于至少某些驱动机制和框架需要在集装箱的两侧延伸。当集装箱在水平面上挤紧时（例如，它们通过火车运输时），该装置就不能啮合集装箱，因为没有足够的空间来容纳该倾倒适配器。这涉及到从待倾倒的船舱吊起集装箱，或者从轨道车的平床吊起集装箱并倒入船舱。

发明内容

本发明涉及通过倾倒货物集装箱将散装物资从货物集装箱传输至指定区域的装置。

在广泛的方面，本发明涉及啮合和装卸货物集装箱的装置，所述装置具有一框架组件，包括：

一纵向的支撑部件；

从纵向支撑部件延伸的两个间隔开的副框架；

每个副框架具有一通过旋转组件轴式安装在它的内表面上的集装箱支撑臂；所述旋转组件将副框架连接到它各自的集装箱支撑臂上；

一驱动工具，用于旋转地驱动所述将副框架连接到它的集装箱支撑臂上的旋转组件；

每个集装箱支撑臂包括一个或多个可移动组件，其具有一用于与货物集装箱协作的啮合部件；

所述集装箱支撑臂的可移动组件是可移动的，使得：

通过啮合部件啮合的货物集装箱可以在相对副框架的至少两个位置之间移动，

在第一位置，集装箱位于两个副框架之间的空间以外，并且在第二位置，集装箱至少部分位于两个副框架之间，以及

所述货物集装箱可通过该装置进行旋转以卸放其内容物。

用于旋转地驱动所述旋转组件的驱动工具可包括一个或多个电机或者齿轮工具，其可以方便地加到或支撑在至少一个副框架上。

优选地，集装箱支撑臂可以（甚至超过）360°旋转。即，它们可以连续旋转（和超过）一周。当它们旋转一周时，旋转仍可以在相同方向上继续——尽管可以，但旋转方向没必要在该（或其他任意）点处逆转。

本发明可设置一种锁定工具，它可以使集装箱支撑臂锁定在优选的位置。

本发明还可设置机械的或者电子的中断装置，以确保集装箱支撑臂不会旋转超过预定位置。

例如，本装置可以吊起或者安装在起重器械上，例如起重机、叉车或者正面吊运机。

附图简要说明

附图被纳入作为本说明书的一部分，与说明书一起说明本发明的实施方式，用于解释本发明的优点和原理。附图中：

图1是本发明第一种实施方式的集装箱装卸装置的前视图，它可以使集装箱围绕其纵向轴转动以从中倾倒出内容物，集装箱显示处于升起的位置，使得倾倒系统位于集装箱的两侧；

图2是图1的集装箱装卸装置的前视图，集装箱显示处于降低的位置，使得倾倒系统位于集装箱侧面上方；

图3是图1的集装箱装卸装置的前视图，其中倾倒系统使集装箱旋转了45度；

图4是图3中集装箱装卸装置的前视图，只是倾倒系统使集装箱旋转了90度；

图5是一个解释说明图1的集装箱装卸装置侧视图的示意图，框架的多个组件被移除，以便更加清楚的说明集装箱（显示处于升起的位置）如何被集装箱装卸装置的集装箱支撑臂的啮合部件举起；和

图6是另一个说明图1的集装箱装卸装置的侧视图的示意图，切面图显示集装箱如何被举起。

不同实施方式的详细描述

以下参考附图详细描述本发明。虽然这些描述包括示范性实施方式，但其他的实施方式也是可能的，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以对所描述的实施方式作出变化。尽可能地，相同的参考数字用于整个附图中，并且以下描述也表示相同和类似部件。为了清楚或说明的目的，附图中显示的某些部件的尺寸可能作了修饰和/或放大。

现参考附图，图1描述本发明的集装箱装卸装置10，它适用于装卸载有散装物资14的集装箱12。在这个实施方式中，集装箱装卸装置被起重机16吊起，使集装箱装卸装置（以及被该装置举起的集装箱）按照需要重新定位。起重机16可通过电缆18操作，并且具有一个或多个扭锁适配器20，用于啮合装置10的纵向支撑部件22。应该理解的是，该装置的部件还包括其他多个结构元件。然而，因为在本领域中是熟知的，所以在本说明书中没有单独地一一列出。

支撑部件22纵向延伸，并支撑两个副框架24，副框架是相互间隔开的，并且可方便地安装在支撑部件22的两端（或附近）。优选地，旋转组件包括旋转耦合30，使集装箱得以旋转的驱动系统包括至少一个电机26和齿轮箱28，构成旋转耦合30，其可位于至少一个副框架24内（或者与之相连）。电机和齿轮箱驱动轴32，轴通过轴套33连接到集装箱支撑臂34上。支撑臂34具有尾端件36，其通过已知的扭锁系统38与集装箱12啮合。根据工程构造，电机26和齿轮箱28可位于每个副框架24中，或者仅位于一个副框架中。例如，齿轮箱28可以是电子控制的偏移传动（offset-drive）或锥齿轮传动（bevel-drive）齿轮箱。

电机和齿轮箱使轴32旋转，假使集装箱通过集装箱支撑臂34与轴连接，引起集装箱旋转（见图3和4），从而倾空集装箱的内容物。

优选地，旋转耦合30可以使集装箱支撑臂旋转360°和以上。即，它们能够连续转一周和以上。这可以通过在该耦合中加入电滑环来完成（代替会限制转动的电线）。或者，可使用回转环、滚珠座圈、链条及链轮系统或其他工具来实现这种连续转动。

这种连续的360°旋转是本发明系统的主要优点。在大多数现有系统中，都只能达到最多170°的旋转。

例如，旋转耦合30可以是液压的或电气的。

在液压耦合中，360°连续旋转可以通过使用液压旋转耦合来实现，使油通过中央旋转轴32并到达扭锁箱38以促进扭锁系统的运转。

在电气耦合中，360°连续旋转是通过使用电气旋转耦合来实现，使电流穿过中央转轴32，并且产生电信号以运转扭锁箱38。

可设置一个或多个安全制动器（保险闸）。例如，可加入一个或多个制动组件（优选地，两个“自动关闭防故障”制动组件）在发生任意类型的故障时在集装箱的两侧提供有效制动，不管是电气、液压还是其他类型的故障。例如，该安全制动系统可构成齿轮箱的一部分。

电子接近传感器可用于追踪集装箱支撑臂34和/或被本装置举起的集装箱12的旋转。

副框架24，位于集装箱装卸装置10的两侧，占据了明显的横向空间，当该装置从（例如）一组在水平面上挤紧的集装箱中举起一个集装箱时，就会存在问题。因此，当从一组或一排并行紧密排列的集装箱中举起一个集装箱时，这种构造就不合适。这个问题可得到至少部分地减轻，例如，通过将集装箱支撑臂34定位在它们各自的副框架24的低端或附近的枢轴连接点（例如轴32）处。

为了进一步减轻该问题，集装箱装卸装置10包括可移动组件（例如可延伸部件40，其构成集装箱支撑臂34的副臂），上面连接有尾端件36。例如，可延伸部件40滑动地连接到集装箱支撑臂34上，以便它们能够从那些臂边界内的第一位置移动到延伸超出那些臂边界的第二位置。例如，每个集装箱支撑臂有两个可延伸部件，并且这些可延伸部件优选地为金属杆。滑动连接可以依靠集装箱支撑臂上的履带或滑动系统（可延伸部件可以沿着它滑动）上的滚轴或球机械装置35来提供。以这种方式，如图2所示，它们可以使集装箱装卸装置的尾端件36延伸超出副框架24外，并且容易地通过扭锁系统38与集装箱啮合。

这使可延伸部件40可以降低到副框架最低点以下，使得它们能够（通过扭锁系统38）与集装箱12啮合，甚至是当集装箱构成挤紧的一组或一排集装箱的部分时。然后集装箱支撑臂34的可延伸部件40向上移动举起该集装箱。

因此，当需要啮合被其他集装箱明显包围的一个集装箱时，起重机操作员只需调节整个集装箱装卸装置，直到副框架24处于该集装箱的上方水平，同时保证扭锁38仍然能够啮合该集装箱。

集装箱装卸装置的尾端件36的扭锁38啮合集装箱的顶部轨道。通过增加那些顶部轨道的强度，集装箱有效地形成一个“底盘”并增加集装箱装卸装置的强度。这可以使集装箱装卸装置在构造上更轻，而不影响强度或负载能力。

当进行啮合时，集装箱装卸装置被操作，使集装箱垂直升起到预定的高度或位置，当有足够空间时，进行操作使得延伸部件40移动到一个位置，此时集装箱至少部分位于副框架24之间的空间内。

当到达一个操作位置时——即集装箱处于待旋转的合适水平，且定位适当（即位于船舱上方，集装箱的内容物将卸放在船舱内）时，该装置被锁定位置，使操作员能够在枢轴上转动该集装箱并倾空其内容物。这在图3和图4中有说明（其中倾倒系统将集装箱分别旋转了45度和90度）。

图5和图6中进一步说明本发明的集装箱装卸装置接合集装箱的方式。

自动防故障措施，例如安全制动器和轴锁定系统，优选地包含在该系统内，万一发生任何类型的故障，对集装箱12的旋转提供有效的制动。此外，可加入如接近传感器或编码器等器械，以追踪集装箱支撑臂34和/或正装卸的集装箱12的旋转。

例如，优选地在该系统内包含一编码器，以追踪每个集装箱支撑臂34的旋转，并确保正装卸的集装箱两端的集装箱支撑臂同步旋转。编码器可以将360°旋转周期细分成3000个部分（或者更多），并且追踪这些部分中每一个的旋转。

本说明书全文中，除了上下文由于表达语言或必要含义的需要外，术语“包括”（comprising，或其变体"comprise"或"comprises"）是指“包含”的意思，即在本发明的不同具体实施方式中，明确说明的特征可与进一步的特征（不管是否明确提及）相联系。

尽管已经描述了本发明的具体实施方式，但应该明确的是在不背离本发明的原则和范围的前提下，可以对具体说明和描述的结构的细节作出变化。

例如，虽然图1至图6说明了从起重机吊起以及副框架24从支撑框架22向下伸出的装置，但在其他实施方式中（如安装在叉车上时），例如，该装置可能旋转90度以便有效地抵靠在它的侧面（当与图1至6的实施方式比较时），并且有关集装箱的或该装置不同组件的升高或降低，在这些情况下应该重新理解为包括不同面上的同等移动，例如水平的，而不是垂直的移动。

Claims (17)

1.一种啮合和装卸货物集装箱的装置，所述装置具有一框架组件，包括：

一纵向的支撑部件；

依赖于纵向支撑部件的两个间隔开的副框架；

每个副框架具有一通过旋转组件轴式安装在所述副框架的内表面上的集装箱支撑臂；

所述旋转组件将副框架连接到它各自的集装箱支撑臂上；

一驱动工具，用于旋转地驱动所述将副框架连接到它的集装箱支撑臂上的旋转组件；

使得每个集装箱支撑臂具有支撑面，每个集装箱支撑臂的内表面上有相当大的平面区域，并包括一个或多个可移动组件，及具有一个或多个扭锁系统用于与货物集装箱协作的接合部件；

所述集装箱支撑臂的可移动组件是可移动的，包括每个集装箱支撑臂上的一个或多个可延伸部件，所述可延伸部件构成集装箱支撑臂的副臂，上面连接有尾端件，所述尾端件通过扭锁系统与集装箱啮合，使得：

通过啮合部件啮合的货物集装箱可以在相对副框架的至少两个位置之间移动，

在第一位置，所述可延伸部件降至副框架的最低点以下，使得可延伸部件通过所述扭锁系统与集装箱啮合，集装箱位于两个副框架之间的空间外部，并且在第二位置，通过集装箱支撑臂的可延伸部件向上举起，使得集装箱至少部分位于两个副框架之间，

所述货物集装箱可通过该装置进行旋转，以卸放其内容物。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述集装箱支撑臂可以360°旋转。

3.如权利要求1至2任一项所述的装置，包括锁定工具，其能够将至少一个集装箱支撑臂锁定在优选位置。

4.如权利要求1所述的装置，包括锁定工具，其能够将每个集装箱支撑臂锁定在优选位置。

5.如权利要求1所述的装置，包括一机械或电气中断，以防止至少一个集装箱支撑臂旋转超出预定的位置。

6.如权利要求5所述的装置，包括一机械或电气中断，以防止每个集装箱支撑臂旋转超出预定的位置。

7.如权利要求1所述的装置，其中至少一个副框架包括电机和齿轮作为驱动工具，用于旋转地驱动所述将副框架连接到它各自的集装箱支撑臂上的旋转组件。

8.如权利要求7所述的装置，其中每个副框架包括电机和齿轮作为驱动工具，用于旋转地驱动所述将副框架连接到它各自的集装箱支撑臂上的旋转组件。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述驱动工具驱动轴，所述轴通过轴套与它各自的集装箱支撑臂连接。

10.如权利要求9所述的装置，进一步包括一轴锁定系统。

11.如权利要求1所述的装置，进一步包括一个或多个制动组件，对正装卸的集装箱的两侧提供有效制动。

12.如权利要求1所述的装置，进一步包括一个或多个器械，以追踪集装箱支撑臂和/或正装卸的集装箱的旋转。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述器械选自接近传感器和编码器。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述器械包括一编码器，用于追踪集装箱两端的集装箱支撑臂的旋转并使旋转同步。

15.如权利要求1所述的装置，所述装置进一步包括一起重器械，用于支撑以及举起和降低框架组件。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述起重器械是起重机。

17.如权利要求1所述的装置，所述装置安装在叉车或正面吊运机上。