铁路无空载货物运输方法及装置.pdf

通过采用一种将运输煤炭、矿石、粮食等的铁路货运机车的车箱设计为可折叠、可拆卸式的方法，使得这种车箱的货仓结构可以根据需要灵活的组合。在相关的铁路站点，设置立体编组站，使其能够在列车空载的时候，将多节车箱叠放在一起，将多列只能慢速运行的空载列车缩编为一列能够以正常速度运行的重载列车，从而大幅度的提高铁路运输效率。

1、  一种铁路无空载货物运输方法及装置，由车轮及转向架、车箱底梁、前后端梁、车钩、车箱地板、车箱前后端墙、车箱侧墙、卸货窗、卸货口、锥型地板、车箱箱顶、货运车箱、铁路货运编组站等装置构成，其特征是：通过采用一种新的折叠式的、车箱容积可以根据需要灵活组合的、多节车箱之间可以上下叠放在一起的铁路货运车箱的方法，使得我们可以将多节空载车箱编组成一节重载车箱，在铁路运输的相关站点，设置一系列的立体编组站，该编组站由相应的轨道、将车箱的货仓折叠起来的机具、货车吊运装置等构成，这种立体编组站通过采用将货运车箱1、货运车箱4折叠起来和多车叠放的方法，使其具有将3至4列正常长度的空载列车编组为1列正常长度的载重火车的能力，反过来它也可以将一列这种正常长度的重载火车重新编组为3至4列正常长度的空载列车，为了使本货运车箱具有这种灵活的编组能力，采用了这样的货车结构设计方法：在车箱两侧的底梁(7)及地板(9)之上，分别的设置一组下侧墙(10)，在车箱两端的前后端梁及地板(9)之上，设置前后下端墙(12)，在下侧墙(10)之上，设置一组卸货窗(11)、在下侧墙(10)的上面，设置一个上侧墙(13)，在上侧墙(13)之上，设置一组连接与固定枢纽(15)，在前后下端墙(12)的上面，分别的设置前后上端墙(14)，在上下侧墙和前后上下端墙)之上，设置一组连接与固定孔及固定栓，当该折叠式可叠放车箱为自卸式的时候，车箱地板(16)的形状为锥型，卸货口(17)处于货仓的最底部，在锥型地板(16)两侧的最上边，分别的设置一个车箱侧墙(19)，在锥型地板(16)的两端，分别的设置一个车箱端墙(20)，该车箱侧墙(19)、车箱端墙(20)分别的通过一组连接枢纽(18)与锥型地板(16)连接，构成一个敞口货仓，在该货仓的上部设置一个车箱箱顶(21)，在车箱底梁(7)之上、车轮及转向架6的中间位置，设置一组承重柱，该承重柱(19)贯穿锥型地板(16)。

2、  根据权利要求1所述的铁路无空载货物运输方法及装置，其特征是：通过将下侧墙(10)与上侧墙(13)、下端墙(12)与上端墙(14)之间的连接方式设计成即可以是活性的、可折叠的；也可以是固定的和可拆卸的方法，使得这种车箱具有可以根据不同的运输货种的需要，具有可以灵活的在下侧墙(10)与下端墙(12)之上设置多组上侧墙12与上端墙15的能力。

3、  根据权利要求1所述的铁路无空载货物运输方法及装置，其特征是：这种自卸式的货车(4)可以通过相应的钢轨及桥梁装置，直接的开到货轮货仓的上方，通过相应的机械装置的操作，完成卸货与装货的过程。

4、  根据权利要求1所述的铁路无空载货物运输方法及装置，其特征是：采用在自卸式可折叠车箱(4)的下部设置5个卸货口(17)、将该自卸式货运车箱的前后两组车轮及转向架(6)设置在1-2和4-5卸货口之间的方法，来提高这种车辆的卸货效率和增加有效载货空间以及减小其可叠放高度。

铁路无空载货物运输方法及装置
技术领域：
本发明涉及一种铁路无空载货物运输方法及装置。
背景技术：
铁路运输是一种极端重要的物资运输方式，与水路运输、公路运输、航空运输相比，其成本最低；对环境污染最小；综合经济效益最好。目前我国陆上大宗货物的长途运输基本上是以铁路为主。但是由于许多大宗货物如煤炭、粮食、木材、矿石等的运输具有很大的单向性，所以往往不可避免的会产生货车重去轻回的现象。这就造成了极大的运输资源的浪费(空载行驶)和运输效率的低下。由于空车运行时稳定性差，为了防止发生行车事故，所以其所允许的最大运行速度要低于货车正常载货运输时的速度，而且货运空载列车其在慢速运行过程中，要不断的为在轨高速运行的其他车辆让路，所以其空载运行时的单位运行里程的能耗并不比连续运行的满载车辆低。在煤炭、矿石等散装货物的铁路、海路转换过程中，需要在港口上设置翻煤机将煤炭从货车上卸下；然后通过输送带将卸下的货物堆积到货场存放；最后再通过货场上的轮式或铲式装载机或抓斗机等装卸装置将煤炭装卸到传送带上，由其将煤炭传送到货轮上。煤炭在这一由铁路向海路的运输转换过程中，我们需要设置能够产生严重的粉尘污染的翻煤装置、传送装置、和庞大的货物堆放场。这即大幅度的提高上述煤炭运输装置的建造成本和运营成本，也在上述装置的运营中对环境产生很大的污染。
发明内容：
本发明的目的是通过采用一种新的折叠式的、车箱容积可以根据需要灵活组合的、多节车箱之间可以上下叠放在一起的铁路货运车箱的方法，以及采用这种车箱所带来的新的铁路运输工作环境及条件，采用一种新的铁路运营和陆海转换方式，来克服以上背景技术中所论述的在铁路运输中所存在的单程、慢速、低效的运输方式，使我国的铁路运输技术发生一次大的变化。
本发明的目的是这样达到的：采用一种将运输煤炭、矿石、粮食等的铁路货运机车的车箱设计为可折叠、可拆卸式的方法，使得这种车箱的货仓结构可以根据需要灵活的组合，使其能够在列车空载的时候，将多节车箱叠放在一起。在铁路运输的相关站点设置相应的立体编组站，将多列只能慢速运行的空载列车缩编为一列能够以正常速度运行的重载列车，从而大幅度的提高铁路运输效率。
这种折叠式可叠放铁路货运车箱的具体设计方法是：将车箱两侧的侧墙与前后两端的端墙分为上下两个部分。在车箱两侧的底梁及地板之上，分别的设置一组下侧墙。在车箱两端的前后端梁及地板之上，分别的设置一组下端墙。在下侧墙的上面设置一个上侧墙，在下端墙的上面设置一个上端墙，通过一组连接与固定孔、固定栓和连接枢将上下侧墙和上下端墙连接成一个整体。在前后下端墙之上，分别的设置一个下端墙豁口，以便于车钩的停放。
这种折叠式的货仓结构设计也可以用作自卸式车箱。这时车箱地板的形状由多个(3或5个)锥型仓底连接构成，卸货口处于货仓的最底部。在锥型地板两侧的最上边，分别的设置一个车箱侧墙。在锥型地板的两端，分别的设置一个车箱端墙。该车箱侧墙、车箱端墙分别的通过一组连接枢纽与锥型地板连接，构成一个敞口式的货仓，在该货仓的上部设置一个车箱箱顶，从而构成一个完整与封闭的货运舱室。这种自卸式的货车可以通过相应的钢轨及桥梁装置，直接的开到货轮货仓的上方，通过相应的机械装置的操作，完成卸货与装货的过程，这样就避免了在背景技术一节中谈到的在陆海运输转换时候的情况的发生，从而大幅度的提高工作效率并且节省下大量的港口设施投资和宝贵的港口作业空间，并且大幅度的减少对环境的污染。
在铁路运输的相关站点设置一系列的立体编组站，该编组站由相应的轨道系统、将车箱的货仓拆卸与折叠起来的机具、车箱吊运与定位装置等构成。目前的铁路编组站可以认为是平面的，它只能将各种铁路车箱在钢轨线上编组而不能脱离钢轨；它无法在总的车箱数不变的情况下，有效的缩短一列火车的长度。而这种立体编组站通过采用将货运车箱折叠起来和多车叠放的方法，可以很方便的将3至4列正常长度的空载列车编组为一列正常长度的载重火车。反过来它也可以在原料的装载地再将一列这种正常长度的重载火车重新编组为3至4列正常长度的空载列车。
在运输货物的时候，通过采用使上述普通式或自卸式车箱处于展开状态的方法，使这个时候的车箱拥有最大的货物盛放空间，以利于所运输货物的盛放。在卸掉所搭载的货物准备返回到货物装载地时(我们预设该货车不装载其他的货物，而且象目前铁路上所采用的漏斗式的自卸货车，基本上无法在其返程的时候搭载其它的货物)，通过采用将该货运车箱的前后端墙及两侧侧墙的相应部位折叠或拆卸下来的方法，使该货运车箱处于占用最小空间的状态，这个时候该货车的有效叠放高度(不包括车箱下部侧墙的高度)大约为车箱地板距钢轨顶面的高度再加上车箱折叠侧墙部分的厚度。以敞口式70吨级的新型煤炭运输车为例，其在折叠状态时车箱之间的有效码放高度可以控制在1.2米左右。一般标准货车车箱内的最小宽度大约为2.9米，而一般货车的车轮轮距及转向架的宽度不会超过2米。这样我们在不超过铁路运输的最大允许高度的条件之下，可以很方便的将多节车箱(2-4节)码放在一起，再使用相应的固定装置将其固定为一个整体状态。这样，以4箱叠放计算，我们在铁路运输编组中可以做到重去重回，4去1回。即我们可以在单向运输的条件下，平均每发出4列标准载重的重载货车，收回1列标准载重的4车叠放重载返回列车。而我们目前的许多铁路线路在运输许多大宗货物时，采用的是重去轻回、1去1回的单程运输方式。我们应该知道：铁路部门在其制定的运行规范中规定，在单线铁路上，同一运行方向的列车间的行车间距不得小于10分钟，而不同运行方向的列车之间的行车间距不得小于30分钟。在我国目前大约70％左右的铁路线路为单线的条件下；在目前我国铁路总的运输量中有一半以上是各种只能单程运输的货物的条件下，这一运输技术及其方法对提高运输效率具有巨大的意义！理论上我们可以取消大约75％的空车行驶；我们可以取消运行速度较慢的空载列车的编组运行；我们可以将一列标准的空载列车缩编为只有原先1/3至1/4长度的重载列车并使其与其他的货运甚至普通的客运列车混编运行。通过以上的技术措施，我们就可以比较完美的解决我们在背景技术章节中提出的问题。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的说明：
附图1为一个普通的处于运货状态时的折叠式可叠放货运车箱整体图。
附图2为一个普通的处于可叠放状态时的折叠式可叠放货运车箱示意图。
附图3为一组处于叠放状态时的折叠式可叠放货运车箱示意图。
附图4为一个自卸式可叠放货运车箱的结构示意图。
附图5为一组处于叠放状态的自卸式货车的示意图。
附图6为该铁路无空载货物运输方法及装置的工作流程图。
图中标号：折叠式可叠放货运车箱1、处于可叠放状态时的折叠式可叠放货运车箱2、处于叠放状态时的折叠式可叠放货运车箱3、自卸式可叠放货运车箱4、处于叠放状态的自卸式货车5、车轮及转向架6、车箱底梁7、车钩8、地板9、下侧墙10、卸货窗11、前后下端墙12、上侧墙13、前后上端墙14、连接与固定枢纽15、锥型地板16、卸货口17、连接枢纽18、车箱侧墙19、车箱端墙20、车箱箱顶21、通气孔22、叠放状态的箱顶23。
附图1为一个普通的处于运货状态时的折叠式可叠放货运车箱整体图。为了使这种车箱具有可以折叠、可以叠放的功能，这里采用了以下的技术设计方法：在这一货运车箱中，车轮及转向架6处于车箱的最底部，在其之上是车箱底梁7与前后端梁及车箱地板9，在车箱两侧的底梁7及地板9之上，分别的设置一组下侧墙10，在车箱两端的前后端梁及地板9之上，设置前后下端墙12，在下侧墙10之上，设置一组卸货窗11，在下侧墙10的上面，设置一个上侧墙13，在前后下端墙12的上面，分别的设置前后上端墙14，上下侧墙与上下端墙通过相应的连接与固定枢纽15等装置连接成为一个整体，这种上下侧墙与上下端墙之间的连接即可以是活性的、可折叠的；也可以通过相应的连接与固定孔、连接与固定板、及固定栓的采用而成为固定的和可拆卸的。
附图2为一个普通的处于可叠放状态时的折叠式可叠放货运车箱示意图。这个时候上侧墙13与上端墙14处于折叠状态或拆卸状态。
附图3为一组车箱2处于叠放状态时的折叠式可叠放货运车箱的运行示意图。处于叠放状态的上层车箱2卧放在下层车箱2的车箱之内，下侧墙10的高度为正好处于上层车箱的底梁之下，并且可以选择其处于受力与非受力两种工作状态。
附图4为一个自卸式可叠放货运车箱的结构示意图。在这种自卸式的折叠式可叠放车箱采用下面的结构设置方法以使其具有良好的使用性能：车箱地板16的形状为锥型，卸货口17处于货仓的最底部，在锥型地板16两侧的最上边，分别的设置一个车箱侧墙19，在锥型地板16的两端，分别的设置一个车箱端墙20，该车箱侧墙19、车箱端墙20分别的通过一组连接枢纽18与锥型地板16连接，构成一个敞口货仓，在该货仓的上部设置一个车箱箱顶21及通气孔22。因为这种车箱的箱底为锥型，所以多车叠放的时候，上一层车箱的重量很难均匀的分布在下一层车箱的锥型地板之上。为了解决这一问题，本车箱采用侧墙与端墙全折叠的工作方式，这样处于上一层车箱的车轮处，就拥有叠放在一起的两层侧墙和一层端墙的共同支撑，同时在车箱底梁7之上、上一层车箱的车轮及转向架6处，设置一组承重柱，该承重柱贯穿锥型地板16并且与处于折叠状态的侧墙19和端墙20一起，构成对上层车箱的支撑。
为了保证自卸式货车的卸车效率，要求锥型地板16要拥有足够的角度，以便于货物的流动。但是当锥型地板的角度加大时，会带来货仓空间变小和折叠后车箱的高度依然较大的弊病。这会减少车箱的载货量和可叠放数量。为了克服这种不足，采用将这种自卸式折叠车箱设计成拥有5个卸货口的方法来解决这一问题。当自卸式可折叠车箱拥有5个卸货口18的时候，将该货运车箱的前后两组车轮及转向架6设置在1-2和4-5卸货口之间。
附图5为一组处于叠放状态的自卸式货车的运行示意图。各层车箱的箱顶21这个时候统一的码放在车箱的最上端23处。叠放在一起的车箱通过相应的连接与固定装置连接成一个整体。
附图6为该铁路无空载货物运输方法及装置的工作流程图。立体编组站拥有立体编组和解立体编组的功能。该铁路无空载货物运输方法及装置的工作流程为装货-运输-卸货-立体编组-返回-解立体编组-装货。
通过以上的技术方法，我们可以很方便的实现铁路货运列车的无空载运行。