港口集装箱装卸系统的设备及工艺技术方案

本发明专利技术属于物料搬运领域。包括岸桥和场桥两部分，岸桥包括在岸边铺设的轨道上行走的大车行走机构；在臂架及大梁上设置的轨道上运行的起重小车；设置在起重小车上的起升机构，场桥包括大车行走机构、起重小车和起升机构三部分；在岸桥、场桥的起重小车轨道之下还设置了两道与其平行的轨道及在该轨道上通行的场桥转运小车。本发明专利技术具有装卸工作效率高，小车行驶平稳无摇晃，同时系统建造成本低，节省设备，人力等诸多优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于物料搬运领域，特别涉及港口装卸中集装箱装卸工艺及设备。综观集装箱装卸工艺及设备，大体分为四种类型，如附图说明图1所示的“集装箱装卸工艺概况”。首先看图的左半部集装箱船靠泊港口码头，由岸桥把集装箱卸下(装船为卸船的逆过程)，通常是直接进入堆场，在堆场内使用不同的设备进行堆取作业，故派生出不同的工艺，如底盘车工艺、跨运车工艺、场桥及拖车工艺、叉车、正面吊工艺等，其中场桥及拖车工艺用的最广泛。图1的右半部为近年来超巴拿马船出现后为港口提出了“大和快”的要求，即除去适应船大、载箱量大之外，装卸速度必须加快，大的问题不难解决，为了快，世界各港口正在开发的新工艺，其中典型的有代表性的自动化方案，为美国海陆、德国诺尔、日本三菱等方案。从表中可以看出上述三种方案都是由场桥及拖车工艺发展而来。现行装卸工艺即场桥及拖车工艺及设备，结合图2所示简述如下场桥及拖车工艺设备由三部分构成，第一部分为岸桥11，第二部分为拖车12，第三部分为场桥13。岸桥位于码头前沿，在特殊设计的金属结构上配置有三大机构，其中大车行走机构111可使岸桥沿岸边铁路轨道行走；起升机构112可以把集装箱吊上吊下；起重小车113可以携带起升机构沿岸桥大梁上的轨道作垂直于岸线的运动。拖车12即陆地行驶的能载运集装箱的汽车。场桥13与岸桥类似，位于堆场之内，也由大车行走机构(图中未示)、起重小车131及起升机构132组成。场桥按动力系统不同分为电动场桥，走行于地面上铺设的钢轨之上，只能沿轨道运行，不能由某一场转入另一场作业。而内燃机为动力的场桥则不须钢轨而靠橡胶轮胎行走于地面，并可以通过橡胶轮90度转向完成由某一场转入另一场的转移。两者在世界各港中都有应用，统计资料表明，内燃机驱动的场桥数量较大，电动式场桥的跨距较大。现行的场桥及拖车工艺(以卸船为例，装船为逆过程)为由岸桥起升机构的吊具将船14上某位集装箱从图中A点提升到岸桥B点，起重小车将其由B点移动到岸桥C点，起升机构再将其下降至岸边D点，并交于在D点等待着的拖车，将其由D点运送到场桥下E点，场桥起升机构将其从拖车上提升至F点，场桥起重小车再将其水平运输到G点，场桥起升机构最后将其下降，安放到预定位置，如H点。当然为作下一循环，岸桥吊具放完箱后，沿A-B-C-D作D-C-B-A逆过程，拖车逆D-E走E-D回到岸桥下，场桥吊具逆E-F-G-H作H-G-F-E运动。显然在上述系统中的工艺方法存在以下不足之处其一，集装箱的装卸过程从A到H要经过2次上2次下3次水平运动。在这个工艺过程中，决定生产效率的是起升机构的吊具由A到B，到C，到D，然后再从D回到C,B,A，一个工作循环所需的时间较长。其二，在场桥及拖车工艺作业中，岸桥小车或场桥小车作水平运动时，起制动都会引起由钢丝绳吊着的集装箱的摇摆，并引发包括驾驶室在内的小车一起晃动。为了防摇，人们作了很多工作，但无论是机械式、液压式、电子式甚至激光式等防摇装置效果都不理想，因干扰司机操作，影响效率提高，多不能发挥作用。其三，超巴拿马船出现前，岸桥轨距多为16米(中国交通部有关规范规定16米，国外也多采用16米左右的轨距)，对于巴拿马型船装卸作业，通常采用一台岸桥、两台岸桥，最多三台岸桥同时配于一船，拖车在岸桥轨道间同时通过三台是没问题的，而超巴拿马船靠泊之后，其在港时间以分钟为单位进行计算，为了加快装卸速度，每条船通常要安排6台岸桥同时作业，即沿船长一台接一台摆放岸桥，而按场桥及拖车工艺要有至少18台拖车参加“会战”，岸桥主跨下至少有6台拖车通过，对于16米轨距的岸桥，无论如何难以满足要求。岸桥后伸距下是摆放仓盖的区域，不能通车。船舶在港期间，要有服务车辆从港外到船边，无疑也需要通道。因此解决岸桥下拖车通道的“瓶颈”成了问题的关键。1996年3月在上海召开了国际学术交流会，专就“超巴拿马集装箱船对港口机械和码头工艺布局的影响”作了专题交流，在解决这一问题上，国外的经验是将岸桥轨距加大到80-100英尺(24-30米)甚至更大，以解决拖车通道不足，并把岸桥海侧轨道原来到海边距离3.5米加大到7米，以供为船生活服务的“补给车”通行。这样一来，对于老码头(如中国各大港)要扩大轨距，要移轨，必须要重作基础，基建投资庞大且工期甚长。即使是新建码头，加宽轨距必然多占“寸土寸金”的码头前沿。前轨后移所谓移轨必然加大岸桥的外伸距，无疑要大大加大岸桥的刚度、强度、轮压，即增大设备基建投资。另外，美国海陆方案是在场桥及拖车工艺中采用了无人驾驶的场桥及自动导引的拖车，除岸桥外无司机操作，除自动化外，保留了老工艺的特点。德国诺尔方案，码头前沿岸桥做了改进，该方案为一岸桥上设置了两台起重小车，一台转运小车(实际上的方案是两台起重小车通过桥架上的平台的转接，分段完成岸桥范围内的水平运输)。拖车采用了线性马达转运车，场内改为高架式固定轨道上行驶的短腿场桥。日本三菱方案被称为MHI横移车系统，该系统的岸桥后边是三台场桥加一自行式横移车，它位于第一、二台场桥之间，而岸桥及第三台场桥上也都附加了横移车。无论上述哪种工艺及设备都存在结构复杂、投资大，要防摇，最主要的是效率低等不足之处。本专利技术的目的在于，为克服已有技术的不足之处，更好地适应超巴拿马集装箱运输船装卸工艺的需要，提出一种新型港口集装箱π型装卸工艺及其设备，使其具有装卸工作效率高，小车行驶平稳无摇晃，同时系统建造成本低，节省设备，人力等诸多优点。本专利技术提出一种港口集装箱π型装卸系统VHV-Ⅰ(之所以称为π型是因为集装箱在被搬运过程中的行走路线为垂直一水平一垂直，为叙述方便，我们将其释成VERTICAL-HORIZONTAL-VERTECAL，取其字头，简称VHV)的设备，由岸桥和场桥组成，其中岸桥包括在岸边铺设的轨道上行走的大车行走机构；在臂架及大梁上设置的轨道上运行的起重小车；设置在起重小车上的起升机构。场桥包括在场地上铺设的轨道上行走的大车行走机构，沿梁上轨道运行的起重小车和装于小车之上的起升机构三部分。这与通常岸桥、场桥结构无异，其特殊部分在于在普通的岸桥、场桥的起重小车轨道之下又设置了两道粱和供场桥转运小车通行的轨道。场桥可采用电动轨道式。由于场桥和岸桥大梁对接处不可能完全密合，如转运小车的车轮采用钢轮，就很难通过对接处。本专利技术转运小车的车轮最好采用橡胶轮胎，使转运小车能顺利通过对接处。采用本专利技术所述港口集装箱π型装卸系统的工艺包括以下步骤卸船过程，首先岸桥对准船上要卸的一贝集装箱，(所谓一贝(BAY)即船的某一断面上仓内与甲板上载箱总和)场桥大梁与岸桥大梁对接，岸桥的起升机构的吊具抓紧船该贝某一集装箱后竖直地提升并放到转运小车上，然后下降抓另一箱。转运小车沿轨道将集装箱水平地从岸桥运至场桥，并交给场桥起升机构后再回到岸桥作下一循环；场桥的起升机构的吊具从转运小车上抓起集装箱垂直地向下放至场地上，然后起升准备吊下一箱。装船过程为卸船过程的逆过程。为更好地适应大型集装箱船的装卸，本专利技术还设计了VHV-Ⅱ装卸系统，在其设备方面与上述设备区别一是在岸桥与场桥之间增设了一台小跨距的摆渡桥，其上除设有大车行走机构，起升机构及起重小车外，也设有两道供场桥转运小车通行的轨道。二是VHV-Ⅰ岸桥上无转运小车，而VHV-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种港口集装箱π型装卸系统的设备，由岸桥和场桥两部分组成，其中岸桥包括在岸边铺设的轨道上行走的大车行走机构；在臂架及大梁上设置的轨道上运行的起重小车；设置在起重小车上的起升机构，场桥包括在场地上铺设的轨道上行走的大车行走机构，沿梁上轨道运行的起重小车机构和装于小车之上的起升机构三部分；其特征在于，在所说的岸桥、场桥的起重小车轨道之下设置了两道与其平行的轨道及在该轨道上通行的场桥转运小车。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张占成，
申请(专利权)人：张占成，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]