WO2015031969A1 - Equipamento e método para a movimentação de contêineres - Google Patents

Equipamento e método para a movimentação de contêineres Download PDF

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WO2015031969A1
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horizontal movement
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Carmine CIFELLI
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Cifelli Carmine
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Definitions

  • the purpose of the present invention is to store and sort containers at the port terminals in order to optimize space and cargo handling processes.
  • the system as a whole consists of a lifting system (3), a set of fixed raised bases (2), mobile interface platforms (5) where each container will be supported and a caster system (4) for horizontal movement.
  • Containers are stacked at a certain number of levels in rows arranged side by side forming sets separated by maneuvering aisles.
  • the system described in this document primarily enables container yard compaction by eliminating the need for aisles between rows of container stacks.
  • Figure 1 perspective of the container stacking base
  • Figure 2 perspective of the container-loaded stacking base
  • Figure 3 perspective of a structural module of the stacking base with a container on top;
  • Figure 4 perspective of a structural module of the stacking base with a container underneath;
  • Figure 6 perspective of a container lifting maneuver
  • Figure 7 perspective of the elevator in the compacted position for horizontal displacement
  • Figure 8 perspective of the structural module of the stacking base in the closed position
  • Figure 9 perspective of the structural module of the stacking base in the open position
  • Figure 10 perspective of the horizontal movement system with the active longitudinal line
  • Figure 12 perspective of the mobile container platform seen from top to bottom; Figure 13 - perspective view of the mobile container platform seen from below; Figure 14 - stacking maneuver of a container; Figure 15 - Container removal maneuver.
  • Figure 1 shows the yard with the stacking base (2) installed.
  • Figure 2 shows the yard with the stacking base (2) loaded with containers.
  • Figure 3 shows a structural module (6) of the stacking base (2) with an overhead container supported on a movable platform (5) which is supported on the movable beam (11) through the support eyes (10).
  • Figure 4 shows a structural module (6) of the stacking base (2) with a container supported on a movable platform (5) in the horizontal movement system (4).
  • Figure 5 shows the lifting system (3) formed by the triangular prism-shaped trolleys (13) which approach during elevation resulting in the elevation of the lifting platform (12) which lies between the two trolleys (13).
  • the lift platform (12) has castors (15) that slide down the rails (16) located on the inclined planes of the cars (13). The approach will be by the pull of steel cables (17) that connect the two cars (13) and coil in the drums (14). The removal will be due to the weight lifting platform action (12).
  • the elevator (3) moves independently to any position of the system via the horizontal movement system (4).
  • Figure 6 shows 3 stages of the lifting operation of a container.
  • Figure 7 shows the elevator (3) in a compact configuration that will allow it to be moved throughout the equipment (1) by means of the horizontal movement system (4).
  • Figure 8 shows the structural module (6) of the stacking base (2) in the closed position as it will serve as elevated support for the container stack.
  • the fixed structure (6) is formed by columns (9), fixed beams (8) and movable beams (11) that will have the function of locking the batteries when raised and also allowing them to be released during container removal maneuvers.
  • Figure 9 shows the structural module (6) in the open position.
  • Figure 10 shows a horizontal movement system module (20) with active longitudinal caster lines (19).
  • the system is formed by fixed longitudinal caster lines (19) and height-adjustable transverse caster lines (18).
  • the elevation of the transverse line level occurs by the active line change mechanism (22).
  • the casters (21) are motorized with controlled speed and direction of rotation.
  • the transverse caster line (18) is leveled above the longitudinal caster line (19)
  • the transverse line (18) is active and the container or elevator (3) will move in the transverse direction.
  • the transverse caster line (18) is level below the longitudinal caster line (19)
  • the longitudinal line will be active and the container or elevator (3) will move in the longitudinal direction.
  • Figure 11 shows a horizontal movement system module (20) with the transverse caster lines (18) active.
  • Figure 12 shows the moving container platform (5) formed by two transverse beams (24) and longitudinal beams (23).
  • the platform has the function of supporting the container during horizontal movement and during its stacking. It has transverse and longitudinal rails (25) that will allow the movement through the horizontal movement system (4). It also has supports (26) that will allow their attachment to the beams (11) of the structural modules (6).
  • Figure 13 shows the moving container platform (5) viewed from below.
  • Figure 14 shows the maneuvering stages for receiving a container in a stack.
  • Figure 15 shows the maneuvering stages for removing a container from a stack.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)
  • Stacking Of Articles And Auxiliary Devices (AREA)

Abstract

O sistema proposto consiste em um novo modelo de movimentação de contêineres em terminais portuários baseado no empilhamento de container de baixo para cima. Esse empilhamento se dá pelo uso de um sistema de elevação criado especificamente para essa finalidade e pela sustentação das pilhas de contêineres sobre bases estruturais fixas a determinada altura do solo.

Description

EQUIPAMENTO E MÉTODO PARA A MOVIMENTAÇÃO DE CONTÊINERES
A presente invenção tem por objetivo armazenar e ordenar os contêineres nos terminais portuários de forma a otimizar o espaço e os processos de movimentação de carga. O sistema como um todo é composto por um sistema elevatório (3), um conjunto de bases elevadas fixas (2), plataformas móveis de interface (5) onde cada contêiner será apoiado e um sistema de rodízios (4) para a movimentação horizontal.
Em uma área plana térrea, serão instaladas as base estruturais fixas que manterão os contêineres elevados a uma determinada altura de modo a permitir que outros contêineres se movimentem horizontalmente por debaixo destes. Ao nível do solo, os contêineres serão colocados sobre plataformas de interface móveis (5) em uma posição definida de recebimento. Então, poderão ser conduzidos horizontalmente pelo sistema de rodízios (4) para posições pré determinadas. A partir daí, um a um, os contêineres poderão ser erguidos para o primeiro nível do sistema através do elevador (3) e ali ficarem sustentados pela base elevada fixa (2). Um contêiner, que venha a se posicionar abaixo de um erguido anteriormente, poderá ser alocado nessa mesma posição elevando o contêiner que estava ali para o segundo nível do sistema. Da mesma forma, um terceiro contêiner poderá tomar a posição do segundo levando o primeiro para o terceiro nível e assim consecutivamente. Isso constitui um empilhamento de contêiner de baixo para cima que será feito de forma automática e possibilita um constante reposicionamento dos contêineres durante as movimentações. O sistema poderá ser controlado para rearranjar as pilhas de acordo com as atualizações na programação de entradas e saídas dos contêineres nos terminais por caminhões e dos embarques e desembarques nos navios.
O modelo de movimentação de contêineres nos terminais mais consagrado atualmente consiste na atuação coordenada de alguns equipamentos como pórticos para contêineres, pontêineres, carreta fueiro, guindaste e empilhadeira de contêineres. Os contêineres são empilhados em um determinado número de níveis em filas dispostas lado a lado formando conjuntos separados por corredores de manobra.
A capacidade operacional dos terminais tradicionais é limitada devido a restrições logísticas operacionais por uma relação otimizada entre o número de níveis de empilhamento, número de filas dispostas lado a lado, comprimento dessas filas, número equipamentos de movimentação envolvidos na operação e área ocupada. Muitas vezes a movimentação de carga nos terminais portuários se tornam os gargalos nos processos de importação e exportação demandando muitos recursos financeiros.
O sistema descrito neste documento possibilita primeiramente a compactação do pátio de contêiner pela eliminação da necessidade de corredores entre as filas de pilhas de contêineres.
Permite também um rearranjo contínuo e automático dos contêineres com manobras mais curtas e em menor número. O aumento do número de combinações possíveis dessas manobras possibilita a potencialização do uso dos recursos de otimização por inteligência computacional.
Todos esses fatores somados resultam na viabilidade operacional para um número maior de contêineres empilhados por pilha e assim em uma capacidade maior de armazenamento para uma mesma área de pátio do sistema convencional.
Uma vez esse sistema aplicado amplamente, a diminuição do espaço e do tempo de recebimento e retiradas de contêineres reduzirá os custos operacionais de movimentação e poderá inclusive aumentar a eficiência económica do próprio comércio internacional.
A descrição que se segue e as figuras associadas, tudo dado a título de exemplo não limitativo, farão compreender bem a invenção. A figura 1 - perspectiva da base de empilhamento de contêineres; A figura 2 - perspectiva da base de empilhamento carregada de contêineres;
A figura 3 - perspectiva de um módulo estrutural da base de empilhamento com um contêiner em cima;
A figura 4 - perspectiva de um módulo estrutural da base de empilhamento com um contêiner embaixo;
A figura 5 - perspectiva do elevador;
A figura 6 - perspectiva de uma manobra de elevação de contêiner;
A figura 7 - perspectiva do elevador na posição compactada para deslocamento horizontal; A figura 8 - perspectiva do módulo estrutural da base de empilhamento na posição fechada;
A figura 9 - perspectiva do módulo estrutural da base de empilhamento na posição aberta;
A figura 10 - perspectiva do sistema de movimentação horizontal com a linha longitudinal ativa;
A figura 11 - perspectiva do sistema de movimentação horizontal com a linha transversal ativa;
A figura 12 - perspectiva da plataforma móvel de contêineres vista de cima para baixo; A figura 13 - perspectiva da plataforma móvel de contêineres vista de baixo para cima; A figura 14 - manobra de empilhamento de um contêiner; A figura 15 - manobra de retirada de um contêiner. A figura 1 mostra o pátio com a base de empilhamento (2) instalada. A figura 2 mostra o pátio com a base de empilhamento (2) carregada com contêineres.
A figura 3 mostra um módulo estrutural (6) da base de empilhamento (2) com um contêiner em cima apoiado sobre uma plataforma móvel (5) que está apoiado na viga móvel (11) através dos olhais de apoio (10). A figura 4 mostra um módulo estrutural (6) da base de empilhamento (2) com um contêiner apoiado sobre uma plataforma móvel (5) no sistema de movimentação horizontal (4).
A Figura 5 mostra o sistema de elevação (3) formado pelos carros (13) em forma de prisma triangular que durante a elevação se aproximam resultando na elevação da plataforma elevatória (12) que se encontra entre os dois carros (13). A plataforma elevatória (12) possui rodízios (15) que deslizam pelos trilhos (16) localizados nos planos inclinados dos carros (13). A aproximação se dará pela tração de cabos de aço (17) que ligam os dois carros (13) e se enrolam nos tambores (14). O afastamento se dará pela própria ação do peso da plataforma de elevatória (12). O elevador (3) se desloca de forma independente para qualquer posição do sistema através do sistema de movimentação horizontal (4).
A figura 6 mostra 3 estágios da operação de elevação de um contêiner.
A figura 7 mostra o elevador (3) numa configuração compacta que permitirá seu deslocamento por todo o equipamento (1) por meio do sistema de movimentação horizontal (4).
A figura 8 mostra o módulo estrutural (6) da base de empilhamento (2) na posição fechada quando servirá de apoio elevado para a pilha de contêineres. A estrutura fixa (6) é formada pelas colunas (9), vigas fixas (8) e vigas móveis (11) que terão a função de travar as pilhas quando elevadas e também permitir a liberação das mesmas durante as manobras de retirada de contêineres.
A figura 9 mostra o módulo estrutural (6) na posição aberta. A figura 10 mostra um módulo do sistema de movimentação horizontal (20) com as linhas de rodízios longitudinais (19) ativas. O sistema é formado pelas linhas de rodízios longitudinais (19) fixas e pelas linhas de rodízios transversais (18) de altura regulável. A elevação do nível das linhas transversais se dá pelo mecanismo de mudança de linha ativa (22). Os rodízios (21) são motorizados com velocidade e sentido de rotação controlados. Quando a linha de rodízios transversal (18) está nivelada acima da linha de rodízio longitudinal (19), a linha transversal (18) é a ativa e o contêiner ou o elevador (3) irão se mover na direção transversal. Quando a linha de rodízios transversal (18) está nivelada abaixo da linha de rodízio longitudinal (19), a linha longitudinal será a ativa e o contêiner ou o elevador (3) se moverão na direção longitudinal.
A figura 11 mostra um módulo do sistema de movimentação horizontal (20) com as linhas de rodízios transversais (18) ativas.
A figura 12 mostra a plataforma móvel (5) de contêineres formada por duas vigas transversais (24) e vigas longitudinais (23). A plataforma tem função de sustentar o contêiner durante a movimentação horizontal e durante seu empilhamento. Possui trilhos (25) transversais e longitudinais que possibilitarão o deslocamento pelo sistema de movimentação horizontal (4). Possui também apoios (26) que permitirão sua fixação nas vigas (11) dos módulos estruturais (6). A figura 13 mostra a plataforma móvel (5) de contêineres vista de baixo para cima.
A figura 14 mostra os estágios de manobra para um recebimento de contêiner em uma pilha.
A figura 15 mostra os estágios de manobra para a retirada de um contêiner de uma pilha.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. Equipamento para movimentação de contêineres caracterizado por compreender:
Uma base para empilhamento de contêineres (2) constituída de módulos estruturais (6) alinhados longitudinal e transversalmente; Elevadores móveis (3) formados por duplas de estruturas prismáticas triangulares (13) e plataformas elevatórias (12) internas;
Um sistema de movimentação horizontal (4) formado por módulos (20) instalados ao nível do solo;
Plataformas móveis para contêineres (5) constituídas por um quadro de apoio para um contêiner dotado de trilhos (25) nas direções transversal e longitudinal e apoios (26) formados pelas extremidades das vigas transversais (24).
2. Equipamento para movimentação de contêiner, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de cada módulo estrutural (6) ser constituído de vigas de apoio móveis motorizadas (11) que manterão a pilha de contêineres suspensa sobre duas traves (7) quando na posição fechada ou permitirão o abaixamento da pilha de contêineres quando na posição aberta.
3. Equipamento para movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que as traves do módulo estrutural (6) compreendem duas colunas (9) e uma viga (8).
4. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de os elevadores móveis (3) serem formados por uma dupla de estruturas prismáticas triangulares (13) que se movimentam em sentidos opostos na direção longitudinal do plano horizontal.
5. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de os elevadores móveis (3) se movimentarem pelo sistema de movimentação horizontal (4) nas direções transversal e longitudinal para qualquer posição do equipamento (1).
6. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de a elevação da plataforma elevatória (12) do elevador (3) ocorrer em função do afunilamento na mesma causado pela aproximação das duas estruturas prismáticas triangulares (13).
7. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de a elevação da plataforma elevatória (12) do elevador (3) ter amplitude correspondente a um nível.
8. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de a aproximação das estruturas prismáticas triangulares (13) ser realizada por meio da tração dos cabos de aço (17) através do enrolamento dos mesmos nos carreteis (14).
9. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de o afastamento das estruturas prismáticas triangulares (13) ocorrer pela ação do próprio peso da plataforma elevatória (12) do elevador (3).
10. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de a plataforma móvel de contêineres (5) compreender um quadro formado por vigas longitudinais (23) e vigas transversais (24) com extremidades sobressalentes para o apoio nos olhais das vigas móveis (10) do módulo estrutural (6).
11. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de movimentação horizontal compreender rodízios motorizados (21) alinhados em duas linhas paralelas na direção longitudinal (19) e em outras duas linhas paralelas na direção transversal (18).
12. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de as linhas de rodízios transversais (18) do módulo do sistema de movimentação horizontal (20) terem suas alturas reguláveis podendo ser ajustadas para estar acima, abaixo ou no mesmo nível das linhas de rodízios longitudinais (19).
13. Equipamento de movimentação de contêineres, de acordo com a reinvindicação 1, caracterizado pelo fato de que os rodízios (21) do sistema de movimentação horizontal (4) terem suas rotações com velocidade de rotação controlável e para ambos os sentidos.
14. Método de empilhamento de contêineres, realizado em conjunto com o equipamento descrito nas reivindicações de 1 a 13, caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) Deslocamento horizontal do elevador (3) até a posição da pilha de destino do contêiner a ser empilhado; b) Deslocamento horizontal do contêiner da posição de entrada até a posição da pilha de destino realizado ao nível do solo a partir do sistema de movimentação horizontal (4); c) Empilhamento de baixo para cima do contêiner através do elevador (3) e do sistema de travas (11) do módulo estrutural (6).
15. Método de empilhamento de contêineres, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o deslocamento horizontal do contêiner e do elevador (3) consiste nos seus deslocamentos sobre o sistema de movimentação horizontal (4) até as posições de destino através da movimentação pela rotação dos rodízios motorizados (21) e mudanças de direção pelo acionamento dos mecanismos de mudança de linha ativa (22).
16. Método de empilhamento de contêineres, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o empilhamento compreender as seguintes etapas: a) Posicionamento da plataforma móvel de contêiner (5) em cima da plataforma elevatória do elevador (12); b) Elevação inicial do contêiner até o contato com a plataforma (5) do contêiner acima; c) Abertura das travas (11); d) Elevação final do contêiner até o nivelamento dos apoios da plataforma do contêiner (5) com os olhais (10) da viga móvel (11); e) Fechamento das travas (11) ; f) Abaixamento da plataforma elevatória (12) do elevador (3).
17. Método de retirada de contêineres das pilhas, realizado em conjunto com o equipamento descrito nas reivindicações de 1 a 13, caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) Deslocamento horizontal do elevador (3) até a posição da pilha do contêiner a ser retirado; b) Sequência de operações de abaixamento dos contêineres posicionados abaixo do contêiner a ser retirado da pilha; c) Abaixamento do contêiner a ser retirado da pilha; d) Deslocamento horizontal do contêiner realizado ao nível do solo pelo sistema de movimentação horizontal (4) até a posição de retirada na extremidade do equipamento (1); e) Reempilhamento dos contêineres que estavam abaixo do contêiner a ser retirado antes no início do processo.
18. Método de retirada de contêineres, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o deslocamento horizontal do contêiner e do elevador consistem nos seus deslocamentos sobre a sistema de movimentação horizontal (4) até as posições de destino através da movimentação pela rotação dos rodízios motorizados (21) e mudanças de direção pelo acionamento dos mecanismos de mudança de linha ativa (22).
19. Método de retirada de contêineres das pilhas, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a descida de contêineres compreender as seguintes etapas: a) Elevação da plataforma elevatória do elevador (12) até o contato com a plataforma móvel do contêiner (5); b) Abertura das vigas travas (11); c) Abaixamento da pilha de contêineres até o nivelamento dos apoios da plataforma (5) do contêiner, que está logo acima do contêiner inferior, com os olhais (10) da viga móvel (11); d) Fechamento das travas (11); e) Abaixamento final do contêiner inferior; f) Saída do contêiner do elevador (3) pelo sistema de movimentação horizontal (4).
20. Método de retirada de contêineres das pilhas, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de o reempilhamento dos contêineres compreender a repetição das seguintes etapas para cada contêiner a ser reempilhado: a) Posicionamento do contêiner em cima da plataforma móvel (12) do elevador (3); b) Elevação inicial do contêiner até o contato com a plataforma (5) do contêiner acima; c) Abertura das travas (11); d) Elevação final do contêiner até o nivelamento dos apoios (26) da plataforma do contêiner (5) com os olhais (10) da viga móvel (11); e) Fechamento das travas (11); f) Abaixamento da plataforma elevatória (12) do elevador (3).
21. Método de rearranjo de contêineres, realizado em conjunto com o equipamento descrito nas reivindicações de 1 a 13, caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) Descida dos contêineres e serem reposicionados da pilha pela sequência de operações de abaixamento de contêineres; b) Deslocamento horizontal dos contêineres realizado ao nível do solo pelo sistema de movimentação horizontal (4) até a posição da pilha de destino; c) Elevação dos contêineres nas respectivas pilhas de destino pelo elevador (3).
22. Método de rearranjo de contêineres, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de as descidas dos contêineres compreender a repetição das seguintes etapas para cada contêiner a ser reposicionado: a) Posicionamento do elevador (3) abaixo da pilha do contêiner a ser abaixado; b) Elevação da plataforma elevatória (12) do elevador (3) até o contato com a plataforma móvel do contêiner (5); c) Abertura das vigas travas (11); d) Abaixamento da pilha de contêineres até o nivelamento dos apoios (26) da plataforma (5) do contêiner, que está logo acima do contêiner inferior, com os olhais (10) da viga móvel (11); e) Fechamento das travas (11); f) Abaixamento final do contêiner inferior; g) Saída do contêiner do elevador (3) pelo sistema de movimentação horizontal (4).
23. Método de rearranjo de contêineres, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o deslocamento horizontal do contêiner e do elevador (3) consiste nos seus deslocamentos sobre a sistema de movimentação horizontal (4) até as posições de destino através da movimentação pela rotação dos rodízios motorizados (21) e mudanças de direção pelo acionamento dos mecanismos de mudança de linha ativa (22).
24. Método de rearranjo de contêineres, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de o reempilhamento dos contêineres compreender a repetição das seguintes etapas para cada contêiner a ser reempilhado: a) Posicionamento do elevador (3) abaixo da pilha do contêiner a ser levantado. b) Posicionamento do contêiner em cima da plataforma elevatória (12) do elevador (3); c) Elevação inicial do contêiner até o contato com a plataforma móvel (5) do contêiner acima; d) Abertura das travas (11); e) Elevação final do contêiner até o nivelamento dos apoios (26) da plataforma (5) do contêiner com os olhais (10) da viga móvel (11); f) Fechamento das travas (11); g) Abaixamento da plataforma elevatória (12) do elevador (3).
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