CN1085519A - 货物装载系统 - Google Patents

Abstract

象木屑这样的屑状或片状物料通过管道在重力 作用下下落而被导入并紧密地堆积在船舱或其它装 载空间中，管道将物料引至转动叶片。叶片与物料片 接合并沿水平路线将物料片推离叶片。物料片被传 送到一大的区域内并有时间使其平展地落下，因此位 于装载空间中的物料片紧密堆积。叶片与中心轴相 连并向外成一角度以与支承环相接。物料被放入支 承环中心以便当组件转动时与叶片接合。物料可通 过一位于叶片中心的截头圆锥分流器而限制在叶片 的上部速度较快区域。可使用一阻流装置给叶片提 供一缩合的物料片流。并且，阻流装置可使物料流移 离中心以达到不均匀分布。

Description

本发明涉及对货物的装载，具体地说涉及一种有效地将屑状或片状物料装到货物空间中的方法和装置。

在给轮船、火车、或其它运输工具装货时，为提高运输的效率，需要最大限度地利用有效空间。当装载密度高或重量大的货物时，可很容易达到最大重量限度而不需要特别注意装载方式。然而，当装较轻的货物时，必须紧密排放货物以接近重量限度。

有些货物相对来说较易排放。例如，矩形盒子就可紧密堆积而不会浪费空间。其它一些货物则比较难以紧密堆积。像木屑这样的产品，太小了以致无法一个一个地堆放，而必须使用某种高速输送工具来将其输送至某个空间。使用这种输送工具，不能整齐地堆放木屑或其它屑状或片状物料，而是随意地放置，留下大的空隙。

为了说明堆积屑状或片状物料的松散程度，木片每立方英尺重26磅，或每立方米重417公斤。航海轮船和驳船通常设计成每公吨的货物可占用50立方英尺或4.6立方米的空间。因此，每公吨木屑应占用大约85立方英尺或7.9立方米。然而，由于木屑的松散堆积，每公吨的木屑常常需占用大约97至104立方英尺，或9.7立方米。这多余的体积是由于随意堆积木屑而产生的空间。

为使每吨木屑占用较少体积已进行了许多努力。将木屑直接投入货仓中，然后用推土机或类似装置使其移动，但这种技术对压紧木屑没有任何作用。另一种技术是使用空气传送机将木屑吹入装货空间的所有部位。这样做确实可完全充满货仓的所有部分，但不能压实木屑，因此，单位体积的重量并未提高，此外，为将木屑吹入装货空间的所有部位，使用了高速旋转器。再者，这种技术可填满装货空间，但尚未发现可提高单位体积的重量。此外，还可使用震动器来压紧装载后的木屑，但所有这些都不能达到大幅度提高单位体积重量的目的。

本发明提供了一种方法，其中将屑状或片状物料在重力作用下倾倒并落入装载货物空间中。当物料位于货物空间中时，利用推进装置使所述物料接合并使其离开进口而进入货物空间中。这些物料片覆盖一大的面积，在放置这些物料片时有一时间延滞。在可利用的时间与空间中，物料片趋于摆放平整并相对使用先有技术来装载时占据较少的空间。

本发明的装置利用普通的传送带和类似装置将物料输送到装货空间区域，而且当物料在重力作用下落入装载空间时利用通常的垂直管道对其加以引导。然而，在管道的下端有一阻流机构以保证物料以较高的密度流入，以及一将物料从垂直供应管或入口向外推的机构。在本发明的一个实施例中，至少有一个叶片与物料接合并将物料向外推。叶片由一适当的驱动装置转动，从供应管中落下的物料与叶片接合并被向外推，叶片从旋转轴向供应管的周边倾斜，因此，叶片的线速度沿其长度方向变化。高的线速度比低线速度将物料推得更远，因而物料将有某种分布。

本发明的这些和其它特征和优点将通过下面结合附图所做的描述变得非常明显，附图中：

图1是根据本发明的装置的侧视图，并示出从装置卸出物料的抛射轨迹;

图2是图1中所示装置在装载时的放大的，纵截面图;

图3是图2中所示装置的底部平面视图，其中省略了驱动马达;

图4是沿图2中4-4线所截取的横截面图;

图5是显示图1-4中所示装置详细结构的局部示图;

图6是图1-3中所示叶片装置的放大的纵剖面图;

图7是沿图1中线7-7所截取的放大的横截面图;

图8是沿图7中8-8线所截取的模截面图。

现在参照附图对本发明的实施例进行说明，图1表示一部分管道10，通过它输送物料。11为分配和定向装置，它装在管道10的端部。而阻流机构位于管道10中分配和定向装置11之上，其标号为13。

本发明可用于任何屑状或片状物料，即通常为平面的物料，并且，本发明可用于装载包括船舶、卡车、火车和类似装置中的任何装货空间。下面以举例的方式对将木屑装入船中进行说明，但这种例子并不限定本发明的范围。

通常，木屑被装在传送带上，通过传送带而将木屑运到装载区域。吊车抓住例如管道10的管道的延伸端，并控制管道10以将其下端放入船舱中。传送带将木屑送进管道，而木屑在重力作用下掉进船舱中。

如图1所示的装置包括一部分管道10，并包括本发明的阻流机构13和分配与定向装置11。装置11包括一个由管道10支承的壳体12，在壳体12侧面固定有马达14。马达14带动推进装置15转动，这在后面还要进一步描述。

当木屑从管道10中穿过时，它们将进入阻流机构和壳体12，并从中自由落下。当木屑离开壳体12后，它们将与推进装置15接合，并由推进装置赋予其横向运动。推进装置15整体转动，并包括倾斜的物料接合机构，这样推进装置的上部具有较高的线速度，从而使木屑获得大量能量并被抛出如箭头16所示的很远的距离。接合机构的中部线速度较低，不能将木屑抛得很远，如图中箭头18所示;接合机构的下部的线速度更低，不能将木屑抛得象中部那么远，这种情况用箭头19表示。使这种装置适当地沿船舱四处移动以便填满整个船舱。

现参照附图2来对本发明装载装置的结构进行详细描述，尤其对分配和定向装置11加以说明。壳体12由一直径略小于管10的过渡元件20支承。轴向安装的轴21由轴承22和24支承。这些轴承22和24由标号为25和26的通常为径向的支撑件支承，在下文中还将对此详细描述。

值得注意的是，壳体12固定到过渡件20上，而过渡件20固定到管道10上;因而，这些结构都不可转动。在轴21的下端有一可相对壳体12转动的推进装置15。

推进装置15包括物料接触装置，该接触装置包括多个叶片28。叶片28从中心轴21向上向外延伸至环29。因而，叶片28上端相对轴21的半径相对来说较大，而下端相对轴21的半径相对较小。由此可知叶片的上端将以较高的线速度运动，而叶片的下端将以较低的线速度运动。其结果是，当木屑与叶片上端接触时，叶片将传送给木屑相当大的能量，这些木屑将横向移动较长的轨迹，如图1中轨迹16所示。另一方面，当木屑与叶片下端接触时，将传送给木屑较小能量，这些木屑将横向移动较短的轨迹，例如如图1中轨迹19所示。如下面还要详述的那样，可根据需要限制木屑与叶片28上部的接触。

如上所述，支撑件25和26分别支承轴承22和24、支撑件25和26从壳体12的壁上伸出并被固定在轴承22和24上。在装载木屑时已经发现在木屑中混有树皮条，这些树皮条挂在支撑件25和26上。时间一长，这些树皮条便堆积在支撑件上而将通道几乎堵塞。必须将树皮条去掉，才能再继续装木屑。

为解决在被装载物料中混有树皮条或其它条状物，应注意到支撑件25和26的上表面向下朝向轴21倾斜。这种倾斜将使任何树皮条或类似物向轴承22或24移动。参见图5，当条状物接近轴承24时，条状物将与切割器30接触。

如图5中所示，切割器30包括固定在21上的轴套31和一对从轴套31上伸出的刀片32。刀片32的一边非常靠近支撑件26的上边，因此，当切割刀片经过支撑件时将切断位于支撑件26上的条状物。应当理解，刀片32和支撑件26之间将相距一定的距离，因为一旦有条状物堆积在支撑件上而造成问题，这些条状物将被切割。但没有必要试图去切断每一个挂在支撑件上的条形物。还应该理解到，靠近轴承22的地方也有如图5中所示的切割器。对此下文中将不再重述。

下面参照图2、3、4和6来说明推进装置15。通常由马达14驱动推进装置15。从图中可看出，马达14支承于可通过螺丝35调整的平台34上。一个槽轮36由马达14的轴支承，V形皮带38绕过槽轮36并绕过由推进装置15支承的从动槽轮39。因而，螺丝35可作为皮带38的张紧机构。

特别参见图2和6，推进装置15，略微离开壳体12。支承槽轮39的驱动构件40有靠近壳体12最下端的倾斜内表面41。由于驱动构件40在使用过程中转动，任何与表面41接触的木屑将在离心力的作用下沿该表面向上移动并被卸下。因此，表面41和壳体12之间的空间最好足够大，以便使该装置装载的木屑通过。

下面参见图6，图中详细地显示了限制装置42。本发明的部分目的是将给定数量的木屑装到一更宽的面积上，因而希望限制到达叶片28上端的木屑。为此目的，限制装置42为截头圆锥形，并且其上有用来容纳叶片28的槽44。与截头圆锥形装置42成一整体的轴套45可有选择地将该装置固定到中心构件46上。因而，限制装置42可被上下移动以将木屑引导至叶片28，并阻止木屑与叶片的下端接触。

如这里所述，推进装置15是可更换的。可将包括驱动构件40，叶片28和中心构件46的推进装置从轴21上拆下，然后在其上装上另一种不同的推进装置。

中心构件46包括一根中心轴21A，其上端固定有套筒48。穿过套筒48和轴21开有合适的孔以允许螺栓49通过，从而将套筒48固定到轴21上。这样只需取下V形皮带38和螺栓49，就可取下推进装置15。可将一个不同的推进装置放到位，然后装上螺栓49和皮带38，则该装置又可使用了。

考虑到推进装置15的结构，可以理解，当物料流被导向装置的一侧时，从其中分配出的物料将是不均匀的。尽管有时也需要分布不均匀，但通常最好是在所有方向上分布均匀。为了达到对进料（不论其体积大小）进行某些控制，提供了一种阻流机构13。阻流机构13在图7和图8中得到最好显示。

阻流机构13安装在壳体50内，它包括一截头圆锥形阻流构件51。如图7所示，管10或壳体50的直径被有效地减小到位于阻流构件51上的中心开口52的直径。阻流构件由多个阻流板54a-54d组成，每一阻流板为截头阻流构件51的一部分。此外，每一阻流板都可独自在图7所示位置和图8中所示板54d抵靠住壳体50的壁的位置之间移动。这两个位置代表了穿过阻流机构13的最小和最大开口。

本领域技术人员将知道，可应用多种机械结构来铰接阻流板54，但图8最好地显示了一种简单的结构。由一铰接板55将每一阻流板54在56处铰接到壳体50上。因而，当气缸的活塞杆伸出时，铰接板55将被转动从而使阻流板靠近壳体50。当活塞杆缩回时，铰接板将向相反方向转动从而使阻流板朝图7中实线所示位置移动。

本领域技术人员将知道，在闭合时，阻流板54的上边具有与壳体50的形状相适应的形状，但在打开时，形状将不再配合。为防止物料聚集到阻流板54的后面，轴套59将所有物料引导至阻流板54的上边。

记住阻流机构的结构将会理解到，在将小体积的物送入分配机构15时，可能有物料在管10中分布不均匀的趋势，这将导致来自分配机构15的不均匀分布。然后可将阻流机构13调节至如图7中实线所示的窄开口。因而使物料流通过阻流机构被集中。当流量有某种增加时，所有阻流板54可如图7中点划线所示向下移动，以形成一种较大的开口52A。当流量进一步增加时，可进一步移动阻流板，直至使所有的阻流板处于图8中板54d所示位置，形成最大开口。

为完成上述控制，阻流板可被当作一个整体来同时控制;然而，也可以设想分别控制以允许对物料流的附加控制。举例来说，有人或许希望在分配机构15的一侧分布比另一侧多的物料，也许将物料装入一角落，或避开已装载区域。为此可移动阻流板54，使开口处于穿过刀片而偏离中心的位置。这将导致物料被引导离开分配机构15的中心，因此，分布方式将是不均匀的。

因此，本发明提供了一种简单、有效的用于将木屑状物料以较以往为高的密度装载的装置。木屑下落穿过管10和壳体12并与旋转叶片28接合以分配木屑使其成为高密度的物料堆。

装载的改善被认为是由于木屑流被分散以履盖一大的面积。当径向移动时，单个木屑有自由的空间使其可平躺，并且有时间在被其它木屑接合前躺平。这种理论被用于解释这种改善;然而，这种理论仅仅被提出来作为一种可能的解释，并不限定本发明的范围。无论如何，本发明的装置易于使用且易于维修。并且由于推进装置易于置换将缩短推进装置损坏或类似情况的停工期。

因为只是将木屑简单地抛入舱中，不能期望对木屑的完美的装载，但实验证明可提高装载指数15%至25%。装载指数为一公吨货物所占体积;因而，装载指数提高15%至25%意味着在船舱或汽车中可多装货物15%至25%。

对于本领域技术人员来说，当然会理解这里提出的本发明的具体实施例只是为了说明，而不是为了限制;因此，采用相应物所做的各种变型和修正并不脱离由所附权利要求书所概括出的本发明的精神和范围。

Claims (19)

1、对片状物料在装载空间中定向和分配的方法，所述方法包括如下步骤：将物料片以流体的形式供入所述装载空间；将所述物料流供入推进装置以将物料片推离推进装置；从而分散所述物料流并将物料片分布在一大的区域，并使许多物料片中的每一片在被别的物料片覆盖前平展地落下。

2、如权利要求1中所述的方法，其特征在于所述推进装置包括多个成一角度的叶片以使其一端绕一较大的半径旋转从而提供一高的线速度，而其相对端绕一较小半径旋转从而提供一低的线速度，并具有如下操作步骤，即用其具有高线速的叶片部分与第一组物料片接合以将所述第一组物料片从所述叶片推出一较远的距离，而用其具有低速度的叶片部分与第二组物料片接合以将所述第二组物料片推出一距所述叶片一较小的距离。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于所述将物料片放入所述装载空间的步骤包括放下物料片使其在重力作用下下落，而所述将物料片供入推进装置的步骤包括将在重力作用下下落的物料片引导到所述推进装置的步骤。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于所述放下并引导物料片的步骤包括如下步骤，即在所述装载空间邻近处支承一管道并使管道的一端位于装载空间内，和将物料片放入所述管道，使物料片在重力作用下穿过管道。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于还包括使管子在所述装载空间中移动以用物料填满所述装载空间。

6、如权利要求3所述的方法，其特征在于所述在物料下落时对其引导的步骤包括在将所述物料供入推进装置前使物料流缩合为一较小物料流的步骤。

7、在装载空间中用于对片状类物料定向和分配的装置，所述装置包括将许多物料放入所述装载空间的装置，位于所述装载空间中的推进装置用以在所述载空间中横向推送所述的物料，用于将所述材料供入推进装置的装置，推进装置的结构使其沿大致水平的方向穿过空气将物料片推离所述推进装置。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于所述推进装置包括绕同一轴设置的多个叶片，和使所述多个叶片绕所述轴旋转的装置。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于所述多个叶片的每一个叶片包括离开所述轴的第一端和邻近所述轴的第二端，所述第一端以较高的线速度转动而所述第二端以较低的线速度转动。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于该装置还包括一叶片组件，该叶片组件包括所述多个叶片，一中心轴和一与所述轴同轴的支承环，所述叶片的第一端固定在所述支承环上，所述将物料片供给叶片的装置包括一将所述物料片引入所述叶片组件的壳体。

11、如权利要求10所述的装置，其特征在于使叶片转动的装置包括一固定在所述支承环上的驱动构件，由所述驱动构件支承的滑轮装置，一由所述壳体支承的电机，安装在所述电机上的第二滑轮装置，与所述滑轮装置和所述第二滑轮装置接合的皮带。

12、如权利要求11所述的装置，其特征在于所述驱动机构件邻近所述壳体并与壳体相距一充分的距离以使所述物料片可从所述壳体和所述驱动构件之间通过，所述驱动构件有一邻近所述壳体的向外倾斜的表面。

13、如权利要求8所述的装置，其特征在于该装置还包括一沿位于叶片上面的所述轴延伸的轴，至少有一个轴承用以可转动地支承所述轴，以及用于支承所述至少一个轴承的多根支柱，并包括一安装在所述轴上的切割器，所述切割器刀片通过邻近所述多根支柱的位置用以切割挂在支柱上的物料。

14、如权利要求13所述的装置，其特征在于所述支柱向下朝向轴倾斜用以使挂在所述支柱上的所述物料滑向所述轴，所述切割刀片的长度小于所述支柱的长度。

15、如权利要求9所述的装置，其特征在于该装置还包括放置在多个叶片中心的限制装置，所述限制装置包括一截头圆锥表面用以将所述物料片移向所述叶片，从而物料片只与所述多个叶片的上端接合。

16、如权利要求7所述的装置，其特征在于所述将物料片放入所述装载空间的装置包括用于缩合物料流使其成为一较小物料流的阻流装置。

17、如权利要求16所述的装置，其特征在于所述阻流装置包括一壳体，该壳体限制用于接受所述物料片从中通过的开口，和多个可选择地移动以限制开口大小的阻流叶片。

18、用于缩合物料流的阻流装置，所述阻流装置包括一具有墙壁的壳体，所述墙壁限制一用于接受所述物料流从中通过的开口，多个可选择地移动从限制开口大小的阻流叶片，所述阻流叶片可在所述阻流叶片相接触并在所述开口内限定一较小开口的第一位置和所述阻流叶片平行于所述壳体的墙壁的第二位置之间移动。

19、如权利要求18所述的阻流装置，其特征在于该装置还包括多个叶片操作装置，该多个叶片操作装置中的每一个与所述多个叶片中的一个相连，从而使所述多个叶片可各自单独移动。

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