專利名稱：貨物裝載系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對貨物的裝載，具體地說涉及一種有效地將屑狀或片狀物料裝到貨物空間中的方法和裝置。
在給輪船、火車、或其它運(yùn)輸工具裝貨時，為提高運(yùn)輸?shù)男?，需要最大限度地利用有效空間。當(dāng)裝載密度高或重量大的貨物時，可很容易達(dá)到最大重量限度而不需要特別注意裝載方式。然而，當(dāng)裝較輕的貨物時，必須緊密排放貨物以接近重量限度。
有些貨物相對來說較易排放。例如，矩形盒子就可緊密堆積而不會浪費(fèi)空間。其它一些貨物則比較難以緊密堆積。像木屑這樣的產(chǎn)品，太小了以致無法一個一個地堆放，而必須使用某種高速輸送工具來將其輸送至某個空間。使用這種輸送工具，不能整齊地堆放木屑或其它屑狀或片狀物料，而是隨意地放置，留下大的空隙。
為了說明堆積屑狀或片狀物料的松散程度，木片每立方英尺重26磅，或每立方米重417公斤。航海輪船和駁船通常設(shè)計成每公噸的貨物可占用50立方英尺或4.6立方米的空間。因此，每公噸木屑應(yīng)占用大約85立方英尺或7.9立方米。然而，由于木屑的松散堆積，每公噸的木屑常常需占用大約97至104立方英尺，或9.7立方米。這多余的體積是由于隨意堆積木屑而產(chǎn)生的空間。
為使每噸木屑占用較少體積已進(jìn)行了許多努力。將木屑直接投入貨倉中，然后用推土機(jī)或類似裝置使其移動，但這種技術(shù)對壓緊木屑沒有任何作用。另一種技術(shù)是使用空氣傳送機(jī)將木屑吹入裝貨空間的所有部位。這樣做確實可完全充滿貨倉的所有部分，但不能壓實木屑，因此，單位體積的重量并未提高，此外，為將木屑吹入裝貨空間的所有部位，使用了高速旋轉(zhuǎn)器。再者，這種技術(shù)可填滿裝貨空間，但尚未發(fā)現(xiàn)可提高單位體積的重量。此外，還可使用震動器來壓緊裝載后的木屑，但所有這些都不能達(dá)到大幅度提高單位體積重量的目的。
本發(fā)明提供了一種方法，其中將屑狀或片狀物料在重力作用下傾倒并落入裝載貨物空間中。當(dāng)物料位于貨物空間中時，利用推進(jìn)裝置使所述物料接合并使其離開進(jìn)口而進(jìn)入貨物空間中。這些物料片覆蓋一大的面積，在放置這些物料片時有一時間延滯。在可利用的時間與空間中，物料片趨于擺放平整并相對使用先有技術(shù)來裝載時占據(jù)較少的空間。
本發(fā)明的裝置利用普通的傳送帶和類似裝置將物料輸送到裝貨空間區(qū)域，而且當(dāng)物料在重力作用下落入裝載空間時利用通常的垂直管道對其加以引導(dǎo)。然而，在管道的下端有一阻流機(jī)構(gòu)以保證物料以較高的密度流入，以及一將物料從垂直供應(yīng)管或入口向外推的機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明的一個實施例中，至少有一個葉片與物料接合并將物料向外推。葉片由一適當(dāng)?shù)尿?qū)動裝置轉(zhuǎn)動，從供應(yīng)管中落下的物料與葉片接合并被向外推，葉片從旋轉(zhuǎn)軸向供應(yīng)管的周邊傾斜，因此，葉片的線速度沿其長度方向變化。高的線速度比低線速度將物料推得更遠(yuǎn)，因而物料將有某種分布。
本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點將通過下面結(jié)合附圖所做的描述變得非常明顯，附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的側(cè)視圖，并示出從裝置卸出物料的拋射軌跡;
圖2是圖1中所示裝置在裝載時的放大的，縱截面圖;
圖3是圖2中所示裝置的底部平面視圖，其中省略了驅(qū)動馬達(dá);
圖4是沿圖2中4-4線所截取的橫截面圖;
圖5是顯示圖1-4中所示裝置詳細(xì)結(jié)構(gòu)的局部示圖;
圖6是圖1-3中所示葉片裝置的放大的縱剖面圖;
圖7是沿圖1中線7-7所截取的放大的橫截面圖;
圖8是沿圖7中8-8線所截取的模截面圖。
現(xiàn)在參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明，圖1表示一部分管道10，通過它輸送物料。11為分配和定向裝置，它裝在管道10的端部。而阻流機(jī)構(gòu)位于管道10中分配和定向裝置11之上，其標(biāo)號為13。
本發(fā)明可用于任何屑狀或片狀物料，即通常為平面的物料，并且，本發(fā)明可用于裝載包括船舶、卡車、火車和類似裝置中的任何裝貨空間。下面以舉例的方式對將木屑裝入船中進(jìn)行說明，但這種例子并不限定本發(fā)明的范圍。
通常，木屑被裝在傳送帶上，通過傳送帶而將木屑運(yùn)到裝載區(qū)域。吊車抓住例如管道10的管道的延伸端，并控制管道10以將其下端放入船艙中。傳送帶將木屑送進(jìn)管道，而木屑在重力作用下掉進(jìn)船艙中。
如圖1所示的裝置包括一部分管道10，并包括本發(fā)明的阻流機(jī)構(gòu)13和分配與定向裝置11。裝置11包括一個由管道10支承的殼體12，在殼體12側(cè)面固定有馬達(dá)14。馬達(dá)14帶動推進(jìn)裝置15轉(zhuǎn)動，這在后面還要進(jìn)一步描述。
當(dāng)木屑從管道10中穿過時，它們將進(jìn)入阻流機(jī)構(gòu)和殼體12，并從中自由落下。當(dāng)木屑離開殼體12后，它們將與推進(jìn)裝置15接合，并由推進(jìn)裝置賦予其橫向運(yùn)動。推進(jìn)裝置15整體轉(zhuǎn)動，并包括傾斜的物料接合機(jī)構(gòu)，這樣推進(jìn)裝置的上部具有較高的線速度，從而使木屑獲得大量能量并被拋出如箭頭16所示的很遠(yuǎn)的距離。接合機(jī)構(gòu)的中部線速度較低，不能將木屑拋得很遠(yuǎn)，如圖中箭頭18所示;接合機(jī)構(gòu)的下部的線速度更低，不能將木屑拋得象中部那么遠(yuǎn)，這種情況用箭頭19表示。使這種裝置適當(dāng)?shù)匮卮撍奶幰苿右员闾顫M整個船艙。
現(xiàn)參照附圖2來對本發(fā)明裝載裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述，尤其對分配和定向裝置11加以說明。殼體12由一直徑略小于管10的過渡元件20支承。軸向安裝的軸21由軸承22和24支承。這些軸承22和24由標(biāo)號為25和26的通常為徑向的支撐件支承，在下文中還將對此詳細(xì)描述。
值得注意的是，殼體12固定到過渡件20上，而過渡件20固定到管道10上;因而，這些結(jié)構(gòu)都不可轉(zhuǎn)動。在軸21的下端有一可相對殼體12轉(zhuǎn)動的推進(jìn)裝置15。
推進(jìn)裝置15包括物料接觸裝置，該接觸裝置包括多個葉片28。葉片28從中心軸21向上向外延伸至環(huán)29。因而，葉片28上端相對軸21的半徑相對來說較大，而下端相對軸21的半徑相對較小。由此可知葉片的上端將以較高的線速度運(yùn)動，而葉片的下端將以較低的線速度運(yùn)動。其結(jié)果是，當(dāng)木屑與葉片上端接觸時，葉片將傳送給木屑相當(dāng)大的能量，這些木屑將橫向移動較長的軌跡，如圖1中軌跡16所示。另一方面，當(dāng)木屑與葉片下端接觸時，將傳送給木屑較小能量，這些木屑將橫向移動較短的軌跡，例如如圖1中軌跡19所示。如下面還要詳述的那樣，可根據(jù)需要限制木屑與葉片28上部的接觸。
如上所述，支撐件25和26分別支承軸承22和24、支撐件25和26從殼體12的壁上伸出并被固定在軸承22和24上。在裝載木屑時已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在木屑中混有樹皮條，這些樹皮條掛在支撐件25和26上。時間一長，這些樹皮條便堆積在支撐件上而將通道幾乎堵塞。必須將樹皮條去掉，才能再繼續(xù)裝木屑。
為解決在被裝載物料中混有樹皮條或其它條狀物，應(yīng)注意到支撐件25和26的上表面向下朝向軸21傾斜。這種傾斜將使任何樹皮條或類似物向軸承22或24移動。參見圖5，當(dāng)條狀物接近軸承24時，條狀物將與切割器30接觸。
如圖5中所示，切割器30包括固定在21上的軸套31和一對從軸套31上伸出的刀片32。刀片32的一邊非?？拷渭?6的上邊，因此，當(dāng)切割刀片經(jīng)過支撐件時將切斷位于支撐件26上的條狀物。應(yīng)當(dāng)理解，刀片32和支撐件26之間將相距一定的距離，因為一旦有條狀物堆積在支撐件上而造成問題，這些條狀物將被切割。但沒有必要試圖去切斷每一個掛在支撐件上的條形物。還應(yīng)該理解到，靠近軸承22的地方也有如圖5中所示的切割器。對此下文中將不再重述。
下面參照圖2、3、4和6來說明推進(jìn)裝置15。通常由馬達(dá)14驅(qū)動推進(jìn)裝置15。從圖中可看出，馬達(dá)14支承于可通過螺絲35調(diào)整的平臺34上。一個槽輪36由馬達(dá)14的軸支承，V形皮帶38繞過槽輪36并繞過由推進(jìn)裝置15支承的從動槽輪39。因而，螺絲35可作為皮帶38的張緊機(jī)構(gòu)。
特別參見圖2和6，推進(jìn)裝置15，略微離開殼體12。支承槽輪39的驅(qū)動構(gòu)件40有靠近殼體12最下端的傾斜內(nèi)表面41。由于驅(qū)動構(gòu)件40在使用過程中轉(zhuǎn)動，任何與表面41接觸的木屑將在離心力的作用下沿該表面向上移動并被卸下。因此，表面41和殼體12之間的空間最好足夠大，以便使該裝置裝載的木屑通過。
下面參見圖6，圖中詳細(xì)地顯示了限制裝置42。本發(fā)明的部分目的是將給定數(shù)量的木屑裝到一更寬的面積上，因而希望限制到達(dá)葉片28上端的木屑。為此目的，限制裝置42為截頭圓錐形，并且其上有用來容納葉片28的槽44。與截頭圓錐形裝置42成一整體的軸套45可有選擇地將該裝置固定到中心構(gòu)件46上。因而，限制裝置42可被上下移動以將木屑引導(dǎo)至葉片28，并阻止木屑與葉片的下端接觸。
如這里所述，推進(jìn)裝置15是可更換的?？蓪?qū)動構(gòu)件40，葉片28和中心構(gòu)件46的推進(jìn)裝置從軸21上拆下，然后在其上裝上另一種不同的推進(jìn)裝置。
中心構(gòu)件46包括一根中心軸21A，其上端固定有套筒48。穿過套筒48和軸21開有合適的孔以允許螺栓49通過，從而將套筒48固定到軸21上。這樣只需取下V形皮帶38和螺栓49，就可取下推進(jìn)裝置15?？蓪⒁粋€不同的推進(jìn)裝置放到位，然后裝上螺栓49和皮帶38，則該裝置又可使用了。
考慮到推進(jìn)裝置15的結(jié)構(gòu)，可以理解，當(dāng)物料流被導(dǎo)向裝置的一側(cè)時，從其中分配出的物料將是不均勻的。盡管有時也需要分布不均勻，但通常最好是在所有方向上分布均勻。為了達(dá)到對進(jìn)料(不論其體積大小)進(jìn)行某些控制，提供了一種阻流機(jī)構(gòu)13。阻流機(jī)構(gòu)13在圖7和圖8中得到最好顯示。
阻流機(jī)構(gòu)13安裝在殼體50內(nèi)，它包括一截頭圓錐形阻流構(gòu)件51。如圖7所示，管10或殼體50的直徑被有效地減小到位于阻流構(gòu)件51上的中心開口52的直徑。阻流構(gòu)件由多個阻流板54a-54d組成，每一阻流板為截頭阻流構(gòu)件51的一部分。此外，每一阻流板都可獨自在圖7所示位置和圖8中所示板54d抵靠住殼體50的壁的位置之間移動。這兩個位置代表了穿過阻流機(jī)構(gòu)13的最小和最大開口。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道，可應(yīng)用多種機(jī)械結(jié)構(gòu)來鉸接阻流板54，但圖8最好地顯示了一種簡單的結(jié)構(gòu)。由一鉸接板55將每一阻流板54在56處鉸接到殼體50上。因而，當(dāng)氣缸的活塞桿伸出時，鉸接板55將被轉(zhuǎn)動從而使阻流板靠近殼體50。當(dāng)活塞桿縮回時，鉸接板將向相反方向轉(zhuǎn)動從而使阻流板朝圖7中實線所示位置移動。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道，在閉合時，阻流板54的上邊具有與殼體50的形狀相適應(yīng)的形狀，但在打開時，形狀將不再配合。為防止物料聚集到阻流板54的后面，軸套59將所有物料引導(dǎo)至阻流板54的上邊。
記住阻流機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)將會理解到，在將小體積的物送入分配機(jī)構(gòu)15時，可能有物料在管10中分布不均勻的趨勢，這將導(dǎo)致來自分配機(jī)構(gòu)15的不均勻分布。然后可將阻流機(jī)構(gòu)13調(diào)節(jié)至如圖7中實線所示的窄開口。因而使物料流通過阻流機(jī)構(gòu)被集中。當(dāng)流量有某種增加時，所有阻流板54可如圖7中點劃線所示向下移動，以形成一種較大的開口52A。當(dāng)流量進(jìn)一步增加時，可進(jìn)一步移動阻流板，直至使所有的阻流板處于圖8中板54d所示位置，形成最大開口。
為完成上述控制，阻流板可被當(dāng)作一個整體來同時控制;然而，也可以設(shè)想分別控制以允許對物料流的附加控制。舉例來說，有人或許希望在分配機(jī)構(gòu)15的一側(cè)分布比另一側(cè)多的物料，也許將物料裝入一角落，或避開已裝載區(qū)域。為此可移動阻流板54，使開口處于穿過刀片而偏離中心的位置。這將導(dǎo)致物料被引導(dǎo)離開分配機(jī)構(gòu)15的中心，因此，分布方式將是不均勻的。
因此，本發(fā)明提供了一種簡單、有效的用于將木屑狀物料以較以往為高的密度裝載的裝置。木屑下落穿過管10和殼體12并與旋轉(zhuǎn)葉片28接合以分配木屑使其成為高密度的物料堆。
裝載的改善被認(rèn)為是由于木屑流被分散以履蓋一大的面積。當(dāng)徑向移動時，單個木屑有自由的空間使其可平躺，并且有時間在被其它木屑接合前躺平。這種理論被用于解釋這種改善;然而，這種理論僅僅被提出來作為一種可能的解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。無論如何，本發(fā)明的裝置易于使用且易于維修。并且由于推進(jìn)裝置易于置換將縮短推進(jìn)裝置損壞或類似情況的停工期。
因為只是將木屑簡單地拋入艙中，不能期望對木屑的完美的裝載，但實驗證明可提高裝載指數(shù)15%至25%。裝載指數(shù)為一公噸貨物所占體積;因而，裝載指數(shù)提高15%至25%意味著在船艙或汽車中可多裝貨物15%至25%。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，當(dāng)然會理解這里提出的本發(fā)明的具體實施例只是為了說明，而不是為了限制;因此，采用相應(yīng)物所做的各種變型和修正并不脫離由所附權(quán)利要求書所概括出的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.對片狀物料在裝載空間中定向和分配的方法，所述方法包括如下步驟將物料片以流體的形式供入所述裝載空間；將所述物料流供入推進(jìn)裝置以將物料片推離推進(jìn)裝置；從而分散所述物料流并將物料片分布在一大的區(qū)域，并使許多物料片中的每一片在被別的物料片覆蓋前平展地落下。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述推進(jìn)裝置包括多個成一角度的葉片以使其一端繞一較大的半徑旋轉(zhuǎn)從而提供一高的線速度，而其相對端繞一較小半徑旋轉(zhuǎn)從而提供一低的線速度，并具有如下操作步驟，即用其具有高線速的葉片部分與第一組物料片接合以將所述第一組物料片從所述葉片推出一較遠(yuǎn)的距離，而用其具有低速度的葉片部分與第二組物料片接合以將所述第二組物料片推出一距所述葉片一較小的距離。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述將物料片放入所述裝載空間的步驟包括放下物料片使其在重力作用下下落，而所述將物料片供入推進(jìn)裝置的步驟包括將在重力作用下下落的物料片引導(dǎo)到所述推進(jìn)裝置的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述放下并引導(dǎo)物料片的步驟包括如下步驟，即在所述裝載空間鄰近處支承一管道并使管道的一端位于裝載空間內(nèi)，和將物料片放入所述管道，使物料片在重力作用下穿過管道。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于還包括使管子在所述裝載空間中移動以用物料填滿所述裝載空間。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述在物料下落時對其引導(dǎo)的步驟包括在將所述物料供入推進(jìn)裝置前使物料流縮合為一較小物料流的步驟。
7.在裝載空間中用于對片狀類物料定向和分配的裝置，所述裝置包括將許多物料放入所述裝載空間的裝置，位于所述裝載空間中的推進(jìn)裝置用以在所述載空間中橫向推送所述的物料，用于將所述材料供入推進(jìn)裝置的裝置，推進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)使其沿大致水平的方向穿過空氣將物料片推離所述推進(jìn)裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述推進(jìn)裝置包括繞同一軸設(shè)置的多個葉片，和使所述多個葉片繞所述軸旋轉(zhuǎn)的裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述多個葉片的每一個葉片包括離開所述軸的第一端和鄰近所述軸的第二端，所述第一端以較高的線速度轉(zhuǎn)動而所述第二端以較低的線速度轉(zhuǎn)動。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于該裝置還包括一葉片組件，該葉片組件包括所述多個葉片，一中心軸和一與所述軸同軸的支承環(huán)，所述葉片的第一端固定在所述支承環(huán)上，所述將物料片供給葉片的裝置包括一將所述物料片引入所述葉片組件的殼體。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于使葉片轉(zhuǎn)動的裝置包括一固定在所述支承環(huán)上的驅(qū)動構(gòu)件，由所述驅(qū)動構(gòu)件支承的滑輪裝置，一由所述殼體支承的電機(jī)，安裝在所述電機(jī)上的第二滑輪裝置，與所述滑輪裝置和所述第二滑輪裝置接合的皮帶。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)件鄰近所述殼體并與殼體相距一充分的距離以使所述物料片可從所述殼體和所述驅(qū)動構(gòu)件之間通過，所述驅(qū)動構(gòu)件有一鄰近所述殼體的向外傾斜的表面。
13.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于該裝置還包括一沿位于葉片上面的所述軸延伸的軸，至少有一個軸承用以可轉(zhuǎn)動地支承所述軸，以及用于支承所述至少一個軸承的多根支柱，并包括一安裝在所述軸上的切割器，所述切割器刀片通過鄰近所述多根支柱的位置用以切割掛在支柱上的物料。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于所述支柱向下朝向軸傾斜用以使掛在所述支柱上的所述物料滑向所述軸，所述切割刀片的長度小于所述支柱的長度。
15.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于該裝置還包括放置在多個葉片中心的限制裝置，所述限制裝置包括一截頭圓錐表面用以將所述物料片移向所述葉片，從而物料片只與所述多個葉片的上端接合。
16.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述將物料片放入所述裝載空間的裝置包括用于縮合物料流使其成為一較小物料流的阻流裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于所述阻流裝置包括一殼體，該殼體限制用于接受所述物料片從中通過的開口，和多個可選擇地移動以限制開口大小的阻流葉片。
18.用于縮合物料流的阻流裝置，所述阻流裝置包括一具有墻壁的殼體，所述墻壁限制一用于接受所述物料流從中通過的開口，多個可選擇地移動從限制開口大小的阻流葉片，所述阻流葉片可在所述阻流葉片相接觸并在所述開口內(nèi)限定一較小開口的第一位置和所述阻流葉片平行于所述殼體的墻壁的第二位置之間移動。
19.如權(quán)利要求18所述的阻流裝置，其特征在于該裝置還包括多個葉片操作裝置，該多個葉片操作裝置中的每一個與所述多個葉片中的一個相連，從而使所述多個葉片可各自單獨移動。
全文摘要
象木屑這樣的屑狀或片狀物料通過管道在重力作用下下落而被導(dǎo)入并緊密地堆積在船艙或其它裝載空間中，管道將物料引至轉(zhuǎn)動葉片。葉片與物料片接合并沿水平路線將物料片推離葉片。物料片被傳送到一大的區(qū)域內(nèi)并有時間使其平展地落下，因此位于裝載空間中的物料片緊密堆積。葉片與中心軸相連并向外成一角度以與支承環(huán)相接。物料被放入支承環(huán)中心以便當(dāng)組件轉(zhuǎn)動時與葉片接合。物料可通過一位于葉片中心的截頭圓錐分流器而限制在葉片的上部速度較快區(qū)域?？墒褂靡蛔枇餮b置給葉片提供一縮合的物料片流。并且，阻流裝置可使物料流移離中心以達(dá)到不均勻分布。
文檔編號B65G31/04GK1085519SQ93104610
公開日1994年4月20日 申請日期1993年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月21日
發(fā)明者福蘭克·K·皮帕爾斯, 大衛(wèi)德·萊特, 查爾斯·E·杜尼里 申請人:東海岸碼頭聯(lián)合有限公司