Промышленный транспорт. Виды транспортных средств

Промышленный транспорт – это совокупность транспортных средств, сооружений и путей промышленных предприятий, предназначенных для обслуживания производственных процессов, перемещения сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на территории обслуживаемого предприятия.

Промышленный транспорт выполняет технологические перевозки, т.е. перемещение топлива и сырья в локальных границах предприятий (внутренние технологические перевозки), и ввоз (вывоз) грузов на другие виды транспорта (внешние перевозки). Ведущую роль промышленный транспорт играет в работе предприятий черной металлургии, угольной, химической, строительной, лесной, дерево- и нефтеперерабатывающей и других отраслей.

Промышленный транспорт обслуживает нужды своего предприятия и относится к некоммерческому (ведомственному), являясь частью инфраструктуры предприятия. Он осуществляет перевозки внутри цехов и между ними, обеспечивает связь цехов и складов, а также связь с магистральным транспортом при вывозе-завозе сырья и продукции.

В состав промышленного транспорта входят все виды транспорта, составляющие транспортную систему, а также специфические виды транспорта, но основными являются:

• авиационный,
• железнодорожный,
• автомобильный,
• трубопроводный транспорт.

Специфические виды транспорта играют особую роль. Это, прежде всего, транспорт непрерывного действия – трубопроводы, конвейеры, канатно-подвесные и монорельсовые дороги, пневмо- и гидротранспорт.

1. Авиационный транспорт

Авиационный транспорт общего назначения применяется для перевозок различных срочных и скоропортящихся сельскохозяйственных грузов (цыплята, рыба, фрукты, овощи, цветы).

Характерными особенностями авиационного транспорта являются большие расстояния перевозок, сравнительно небольшая грузоподъемность самолетов (вертолетов), высокая скорость доставки грузов и пассажиров, сравнительно высокая себестоимость перевозок.

С помощью авиационной техники выполняется более 100 видов транспортно-технологических работ. Промышленная авиация осуществляет до 20 % перевозок и производственной деятельности. Сельскохозяйственная авиация выполняет более 40 % работ по борьбе с вредителями и болезнями растений; 65% — по уничтожению сорняков и 98 % — по деформации. Она может в сжатые сроки выполнять такие работы, которые другими средствами это сделать невозможно.

В производстве применяются самолёты марок АН – 12, АН-24, АНТ-124-100 «Руслан», ЯК – 42, вертолёты МИ – 171, МИ-10К, КА – 226, дельтапланы и др.

2. Железнодорожный промышленный транспорт

Железнодорожный транспорт используют для перевозки любых видов грузов, размеры которых ограничиваются лишь возможностями перегрузочных устройств и габаритами погрузки железных дорог.

Железнодорожный промышленный транспорт выполняет в 3 раза больший объем перевозок, чем магистральный, и обслуживает, в основном, крупные предприятия добывающей и обрабатывающей промышленностей. Пути сообщения отличаются большой криволинейностью участков с малым радиусом кривой (100 м и менее). 60% подъездных путей имеют длину 1,5–2,5км и характеризуются грузонапряженностью от нескольких тысяч до 20 млн. т-км/км в год.

Большая доля работ приходится на открытые разработки в карьерах, шахтах, рудниках, на крутых уклонах при вскрышных работах и т. п.

На заводских территориях используются, в основном, тепловозы мощностью 150–4000 л. с., в шахтах и на некоторых открытых разработках горно-обогатительных комбинатов используют электровозы мощностью до 2100 кВт. Для вывоза грузов из карьеров глубиной 500 м и более созданы специальные электровозы или тяговые агрегаты (локомотивы, состоящие из нескольких секций для увеличения тяговых усилий). Существуют гибридные локомотивы и тяговые агрегаты, которые при наличии контактных сетей работают как электровозы, а на других участках – как тепловозы с дизельным двигателем. Парк вагонов подразделяется на грузовые (90 %) и пассажирские.

Для перевозки отдельных грузов создан специализированный подвижной состав (примерно 70 % от общего). В него, например, входит: чугуновоз для жидкого металла (грузоподъемность 100–600 т); шлаковоз для расплавленного шлака температурой 1400–1500 °С; думпкары и вагоны-хопперы (вагоны-самосвалы грузоподъемностью до 200 т) для насыпных грузов; платформы для горячих слитков массой 160 т, негабаритных грузов; цистерны для жидких, вязких, порошкообразных и газообразных грузов (аммиака, хлора, пропана, бутана) и др. Поскольку нагрузка на оси может достигать 230, 300 и даже 400 кН, то применяются сверхпрочные рельсы для движения по ним со скоростью 8–15 км/ч.

Для обеспечения безопасности, оперативного руководства движением поездов на территории предприятия и связи с внешними перевозками широко применяют различные системы.

Для повышения эффективности использования промышленного железнодорожного транспорта образованы объединенные предприятия, а в крупных промышленных узлах – межотраслевые предприятия, обслуживающие грузовладельцев разных ведомств.

3. Трубопроводный транспорт

Трубопроводный транспорт за последние годы находит большое распространение в народном хозяйстве.

В сельском хозяйстве и пищевой промышленности очень широко применяются пневматические и гидравлические транспортеры.

Опыт использования пневматических транспортеров показывает, что они просты по конструкции, надёжны и могут работать значительный промежуток времени в течение года. Наибольший эффект дают пневматические транспортеры при перемещении материалов на большие расстояния. При этом исключаются потери транспортируемого продукта

Кроме того, пневматические транспортёры могут перемещать продукты внутри какой-либо машины или комплекса машин.

В зоне повышенного увлажнения применяются пневматические транспортеры с подогревателями и без них для активного вентилирования и сушки перемещаемых материалов.

Трубным транспортером груз перемещается горизонтально, наклонно или вертикально в потоке жидкости или газа, которые служат несущим средством.

Принцип действия пневматических транспортеров заключается в перемешивании различных материалов в россыпи (бытовых отходов, угольной пыли, цемента, гравия, окатышей, щебня, золы, щепы, зерна, хлопка, муки и т. д.) или штуках с помощью движущегося по трубопроводу потока воздуха.

Гидравлический принцип используется для транспортирования как жидких, так и твердых материалов в потоке жидкости.

Перемещение груза в воздушном потоке возможно, если поток имеет минимальную скорость и на каждую частичку груза приходится определённое количество воздуха. Воздушный поток перемешается по трубопроводу, увлекает груз, причем скорость груза из-за трения меньше, чем скорость воздуха. Скорость воздуха, при которой частицы груза переходят во взвешенное состояние, называют скоростью витания. Она зависит от плотности груза и величины его частиц.

Скорость воздуха в пневмотранспортерах ограничивается опасностью повреждения груза и резко возрастающим расходом мощности.

Пневматический транспорт имеет ряд преимуществ в сравнении с механическим: независимость от рельефа местности, большая производительность, хорошая приспособленность, возможность транспортировки в горизонтальном, наклонном и вертикальном направлениях, простота прокладки труб, небольшие размеры, аэрации и охлаждение груза, относительно невысокие первоначальные затраты, высокая эксплуатационная надежность, удобство и простота обслуживания, гигиеничность, изоляция груза от окружающей среды во время транспортировки, полное опорожнение трубопроводов, беспыльная работа при использовании всасывающих транспортеров, охлаждение и проветривание грузов (зерно снижает влажность на 1,0…1,5%), отсутствие толчков и тряски.

К недостаткам следует отнести: большую потребность в мощности (в 4…15 раз больше, чем у механических транспортеров), износ трубопроводов, пыль в зоне разгрузки, возможное ухудшение качества ряда грузов, шум во время работы.

Пневматические транспортеры бывают всасывающие и нагнетательные.

У всасывающих транспортеров груз вводится непосредственно во всасывающие трубопровод или в воздуходувное устройство и потоком воздуха увлекается в транспортный трубопровод.

Всасывающие транспортеры со спиральным корпусом применяют для подачи соломы, сена, сечки, мякины. Они непригодны для транспортирования влажных и слипающихся грузов. Для влажных и слипающихся грузов используют вентиляторные метатели.

Преимущество таких пневмотранспортеров заключается в простоте конструкции и относительно низкой энергоемкости.

В нагнетательных транспортерах с загрузочным шлюзом в качестве генератора воздушного потока используют вентилятор или воздуходувки. Груз сначала вводится в трубопровод за вентилятором.

Воздушный поток ускоряется в сопле и подвергается высокому динамическому давлению. Статистическое давление при правильной конструкции шлюза падает так низко, что возникает разряжение, которое обеспечивает подсос груза.

Инженерные устройства применяют в транспортных условиях низкого давления для загрузки зерна, стебельчатой массы и т.д.

Характеристика шлюзового затвора: скорость ≤ 0,66 м/с; потребная мощность (эмпирическая формула) P ≈ 10Д² (Д – диаметр секционного барабана, м; P – мощность, кВт); коэффициент наполнения γ= 2/3 для пшеницы.

Преимущество пневмотранспортеров со шлюзовым затвором по сравнению с всасывающими транспортерами: большая производительность и отсутствие повреждений груза от ударов о рабочее колесо; недостаток — большая потребность в мощности.

Типы пневмотранспортеров: Ф – всасывающий; б — всасывающее – нагнетательный

Принцип работы инжекторного загрузочного устройства

Схема аэрожолоба

Аэрожелоб имеет закрытый лоток прямоугольного сечения с уклоном 4…10%, разделен на две части простой перегородкой (ткань, пористые керамические плиты, проволочная сетка, металлокерамика). Через перегородку передается воздух с избыточным давлением 1…5 кПа (100…500 мм вод. ст.). Происходит псевдосжижение груза, в результате чего он течет к верхнему каналу. Воздух выходит наружу в конце лотка.

Преимущества аэрожолоба: простота конструкции, незначительный износ, нет движущихся частей, малый расход мощности, большая производительность при относительно небольших размерах, невысокая стоимость, почти полное отсутствие повреждений груза.

Недостатки: необходимость в уклоне корпуса, пригодность для транспортировки лишь пылевидных или легкозернистых, сухих, не склеивающихся грузов. Зерно можно транспортировать только на небольшие расстояния.

Схема гидротранспортной установки: 1 – смеситель; 2 – всасывающая линия; 3, 4 – насосы; 5 – колодец; 6 – трубопровод; 7 — кормушка

В связи с растущей интенсификацией все чаще используют гидравлический трубный транспорт для перемещения насыпных грузов с размерами частиц 50–100мм (уголь, глину, концентраты, песок и песчано-гравийную смесь, строительные растворы, золу, шлаки и другие отходы, фосфогипс и др.). С помощью гидротранспорта перемещаются грузы, пребывание которых в воде, как правило, не ухудшает их качеств.

Система гидротранспорта состоит из ряда взаимоувязанных сооружений, установок и устройств, с помощью которых осуществляется приемка исходного материала, перекачка по трубам с помощью насосов, а затем обезвоживание материала и передача его получателю. Перекачка груза может осуществляться самотеком при уклонах трубы (лотка); используется, в основном, как гидросмыв при уборке шлаков, грунта, для закладки выработанного пространства. Основная составная часть гидротранспортера — насосы.

Насосы сообщают транспортируемой жидкости необходимую энергию, т.е. повышают энергию её давления или энергию скорости статически или динамически.

Насосы подразделяются на поршневые (собственно поршневые или мембранные), ротационные (шестерёнчатые, винтовые и шибенные), центробежные (струйные, гидротараны и др.)

Центробежные насосы применяют преимущественно при малых подачах и высоких давлениях. В отличие от центробежных, поршневые насосы не надо заливать перед работой водой. Возможная геодезическая высота всасывания 5…7 м.

Центробежные насосы используются преимущественно в комунальном водоснабжении, дождевальных установках и для подачи навозной жижи.

Преимущество их – простота конструкции, высокая эксплуатационная надежность, работа без ударов и толчков.

Недостаток обычных центробежных насосов – необходимость заливки перед пуском, так как они относятся к несамовсасывающим насосам.

4. Канатные дороги

В горных условиях автомобили, тракторы и самоходные шасси не везде могут быть использованы для транспортировки сельскохозяйственных грузов. На недоступных участках, пересеченных оврагами, реками, железнодорожными путями с успехом могут применяться транспортные средства на канатной тяге.

Канатная дорога может быть использована для перевозки навоза от животноводческих помещений к месту складирования и на других работах.

Преимущество её по сравнению с другими видами транспорта состоит в том, что она может быть проложена по кратчайшему пути, расстоянию на участках с уклоном до 45^о со сложным рельефом, простота в эксплуатации, её работа не зависит от атмосферных и температурных влияний (снежных запасов, распутицы, сильных морозов и т.д.)

В зависимости от устройства подвесного пути канатные дороги подразделяются на двухканатные и одноканатные.

В двухканатных дорогах грузонесущие тележки движутся по несущему канату, а движение получают от второго тягового каната. В одноканатных дорогах канат является одновременно грузонесущим и тяговым элементом. По способу сооружения подвесные канатные дороги разделяются на стационарные и переносные. Производительность подвесных стационарных дорог составляет на равнинной местности до 300 т/ч, а в горной – до 200 т/ч.

Грузоподъёмность одной вагонетки – 0,8 т при двухколесных вагонетках и 1,6 т – при четырёхколёсных. Вагонетки обычно снабжены автоматическим устройством для опрокидывания.

Нормальное расстояние между опорами канатной дороги и равниной местности составляет 80-120 м, высота опор 10 – 15 м.

На пересеченной местности расстояние между опорами доходит до 600 м и в исключительных случаях до 1500 м.

В зарубежных странах широко используются переносные транспортные канатные дороги, посредством которых с крутых склонов вывозятся урожай, к участкам подвозятся семена, органические и минеральные удобрения и другие материалы.

В нашей стране канатная тяга, как транспортное средство применяется в горных районах и республиках Закавказья.

Переносные канатные установки имеют вагонетки грузоподъ- ёмностью 50-300 кг; производительность их в зависимости от ёмкости вагонетки составляет 5-25 т/ч.

5. Наземный рельсовый, подвесной рельсовый и монорельсовый транспорт

Рельсовый транспорт, благодаря ровному металлическому пути – рельсам, позволяет использовать транспортные средства сравнительно большой грузоподъёмности. Он бывает широко и узко линейным.

Узколинейные подъемные рельсовые дороги распространены главным образом в южных малоснежных районах. Они имеют высокую грузоподъёмность и производительность, применяются как внутри, так и снаружи производственных помещений, особенно на животноводческих фермах.

Недостаток наземных рельсовых дорог заключается в необходимости часто очищать рельсы внутри помещения от загрязнений, а зимой снаружи помещений от снега. Вагонетки рельсовой дороги бывают ручные, конные и моторные. Емкость моторной вагонетки 1000 кг и более.

Подвесной рельсовый и малорельсовый транспорт особенно часто используется на предприятиях для перемещения грузов и сырья между цехами и внутри цехов. Подвесные малорельсовые дороги просты в транспортном оформлении и надежны в эксплуатации.

Основным элементом подвесной малорельсовой дороги является подвешенная на опорах двухтавровая балка, по нижнему поясу которой движутся грузонесущие тележки.

К грузонесущей тележке прикрепляются вагонетки, платформы, грейферные захваты для перевозки грубых кормов и подстилки.

На предприятиях используют подвесные дороги ДП-800, ДП- 300 и ДП-100, длина которых соответственно 800,300,100 м.