ПОЛИВОЧНО-МОЕЧНАЯ МАШИНА Российский патент 1994 года по МПК E01H3/02 

Изобретение относится к области поливочно-моечных машин для летнего содержания дорог и городских территорий.

Известна конструкция поливочно-моечной машины, содержащей базовый автомобиль, цистерну и насос, соединенный с водяными соплами. Сопла смонтированы под углом 10-12^о в вертикальной плоскости относительно дороги. При выходе через сопла вода образует моющие секторы, которые взаимодействуют с поверхностью дороги и формируют на дороге водяной вал, захватывающий загрязнения.

Недостаток известной конструкции - значительный удельный расход воды на единицу площади мойки дороги, связанный с большим объемом водяного вала, перемещаемого за счет гидродинамического напора моющих секторов.

Прототипом изобретения является поливочно-моечная машина, содержащая базовый автомобиль, цистерну и водяной насос, соединенный с водяной рампой, которая установлена под углом в горизонтальной плоскости к продольной оси машины и снабжена форсунками, смонтированными вдоль рампы под углом 70-80^о в вертикальной плоскости относительно дороги. Более короткие моющие секторы, образованные форсунками, обеспечивают формирование водяного вала уменьшенного объема, снижение расхода воды на единицу площади мойки дороги и более высокую эксплуатационную производительность машины.

Недостаток прототипа - одинаковое гидродинамическое воздействие форсунок на поверхность дороги и водяной вал по всей ширине полосы мойки. В то же время вследствие установки рампы под углом к продольной оси машины и бокового скатывания водяного вала с захваченными на дороге загрязнениями вдоль линии встречи моющих секторов с дорогой, водяной вал асимметричен относительно продольной оси машины, причем площадь его поперечного сечения и объем увеличиваются по направлению от среднего к заднему концу рампы, что требует дифференцированного по ширине мойки гидродинамического воздействия моющих секторов на водяной вал. Вследствие переменной длины водяного вала в направлении движения машины, изменяются условия разгона и захвата водяным валом загрязнений по ширине мойки; наихудшее качество мойки соответствует зоне у переднего конца водяной рампы, где минимальна длина вала в направлении движения машины. При выборе параметров водяной рампы по средним исходным показателям процесса мойки неизбежно ухудшение интегральных величин, характеризующих качество мойки и производительность. При выборе параметров рампы по наименее оптимальным исходным показателям процесса мойки существенно возрастают энергоемкость процесса и удельный расход воды и также падает производительность машины. Таким образом, разрешение данного технического противоречия возможно путем дифференцирования конструкции водяной рампы по ширине мойки.

Цель изобретения - повышение эффективности и качества мойки путем дифференцированного воздействия по ширине мойки на загрязнения и водяной вал, перемещаемый водяными моющими секторами форсунок.

Для этого форсунки выполнены с переменной площадью проходного сечения, уменьшающейся по направлению от переднего к заднему концу рампы, переменными углом установки в вертикальной плоскости и шагом установки вдоль рампы, увеличивающимися в указанном направлении.

Для выявления соответствия предлагаемого изобретения критериям "новизна" и "существенные отличия" проанализируем отличительные признаки предполагаемого изобретения, известные из других технических решений. Например, известна конструкция поливочно-моечной машины, снабженной установленными под углом в вертикальной плоскости относительно дороги форсунками водяной рампы. Форсунки установлены двумя рядами, каждый ряд под своим углом к дороге, а площадь проходного сечения форсунок увеличивается по направлению от переднего к заднему концу рампы. Форсунки верхнего ряда установлены под меньшим углом относительно дороги и имеют большую площадь проходного сечения (обеспечивают больший расход воды) по сравнению с форсунками нижнего ряда. Увеличение площади проходного сечения форсунок к заднему концу рампы объясняется увеличением количества загрязнений на дороге по направлению от проезжей части дороги к бордюрному камню тротуара. В целом двухстадийное (верхним и нижним рядами форсунок) воздействие водяных струй на дорогу полагается целесообразным для размыва толстых слоев уплотненных загрязнений. Однако анализ процесса мойки дороги показывает, во-первых, что размыв толстых слоев загрязнений в лотковой части дороги поливочно-моечной машиной нецелесообразен по причинам отложения их после мойки вдоль бордюрного камня тротуара и засорения ливневой канализации; при работе в таких условиях загрязнения обычно удаляются подметально-уборочными машинами или поливочно-моечными машинами с регенерацией загрязненной воды и накапливанием загрязнений. Во-вторых, работа двух рядов форсунок требует удвоенного расхода воды на единицу площади мойки, что резко снижает эксплуатационную производительность машины. В-третьих, именно у переднего конца рампы, где минимальны площадь поперечного сечения водяного вала и его длина в направлении движения машины, наихудшим образом происходит разгон и захват водяным валом загрязнений на дороге, необходимо увеличение размеров водяного вала, которое обеспечивается увеличением расхода воды через форсунки (площади их проходного сечения) и уменьшением угла наклона форсунок к дороге. В то же время у заднего конца рампы водяной вал по мере бокового скатывания имеет максимальные размеры и наилучшим образом захватывает и разгоняет до переносной скорости машины загрязнения. Поэтому в данной зоне возможно увеличение до максимума, вплоть до 90^о, угла наклона форсунок к дороге, при этом боковое скатывание водяного вала в установившемся режиме (без его растекания вперед) происходит уже не за счет гидродинамического воздействия моющих секторов, а спонтанно только за счет скорости переносного движения машины, что является предпосылкой для уменьшения площади проходного сечения форсунок у заднего конца рампы с одновременным увеличением угла их наклона относительно дороги. В-четвертых, при уменьшении площади проходного сечения форсунок и постоянной величине давления воды в рампе увеличивается корневой угол треугольных моющих секторов, образуемых водой при выходе из форсунок в результате диспергирования водяных струй при резком перепаде давлений и аэродинамического торможения отдельных капель воды, что создает предпосылку для увеличения шага установки форсунок на рампе по мере уменьшения площади проходного сечения для того, чтобы избежать перекрытия между собой моющих секторов и непроизводительного расхода воды. Таким образом, описанные в известном изобретении воздействия на дорогу двумя рядами форсунок и увеличение их проходного сечения по направлению к заднему концу рампы не являются целесообразными, поскольку противоречат оптимальной организации процесса мойки дороги. В изобретении имеется один ряд форсунок, которые установлены под переменным углом к дороге, увеличивающейся к заднему концу рампы, так же как и шаг установки форсунок при одновременном уменьшении площади их проходного сечения, что снижает удельный расход воды при мойке, улучшает качество мойки передним концом рампы и, в целом, повышает эксплуатационную производительность машины. Это позволяет сделать вывод, что изобретение характеризуется новой совокупностью отличительных признаков, обеспечивающей положительный эффект, и соответствует критериям "новизна" и "существенные отличия".

На фиг. 1 показана поливочно-моечная машина, вид сбоку; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.2.

Поливочно-моечная машина содержит базовый автомобиль 1 с цистерной 2 и насосной установкой (не показана), которая соединена обычным образом с водяной рампой 3, смонтированной на рычагах 4 в передней части машины под углом α к ее продольной оси и снабженной гидроцилиндром подъема 5, соединенным посредством рычага 6 с подвеской 7 рампы. Форсунки 8 рампы 3 смонтированы вдоль нее с шагом b, увеличивающимся в направлении от переднего к заднему концу рампы, т.е. b₂ > b₁, и установлены под углом β в вертикальной плоскости относительно дорожного покрытия 9, также увеличивающимся в указанном направлении, т.е. β₂>β₁. Форсунки 8 выполнены с переменной площадью проходного сечения (не показано), уменьшающейся по направлению к заднему концу рампы 3, то есть проходное сечение крайней передней форсунки 8' больше сечения крайней задней форсунки 8''. Форсунки 8 образуют мелкодисперсные водяные моющие секторы 10, перед которыми при движении машины формируется водяной вал 11.

Поливочно-моечная машина работает следующим образом. При переносном движении машины по стрелке В водяной вал 11, формируемый моющими секторами 10, скатывается по стрелкам Г вдоль линии Д-Д встречи секторов 10 с дорогой. Скорость бокового скатывания водяного вала 11 по стрелкам Г зависит от скорости машины и угла α установки в плане рампы 3. За счет меньшего угла наклона β₁ передних форсунок 8' и большей площади их проходного сечения длина водяного вала в направлении стрелки В существенно возрастает у переднего конца рампы 3, соответственно растут площадь поперечного сечения и масса вала 11 в указанной зоне, сохраняя тождественным для этой зоны баланс количеств движения водяного вала 11 и моющих секторов, создаваемых передними форсунками 8'. Вследствие большого проходного сечения передних форсунок 8' водяные струи при выходе из них мало подвержены диспергированию, и корневой угол γ расширения моющих секторов 10 минимален. Соответственно из условия неразрывной линии встречи Д-Д и отсутствия перекрытия между собой моющих секторов 10' минимален шаг b₁ установки форсунок 8' на рампе 3. Плоская форма моющих секторов 10 обеспечивается обычным образом, за счет щелевидного проходного сечения форсунок 8. У заднего конца рампы 3 форсунки 8 установлены под максимальным углом β₂ к дороге 9 и имеют минимальную площадь проходного сечения, что обеспечивает минимальное приращение в этой зоне водяного вала 11, скатывающегося по стрелкам Г, и минимальную его длину в направлении по стрелке В, достаточную для захвата на дороге загрязнений и разгона их до переносной скорости машины, при этом расход воды через задние форсунки 8'' минимален. Вследствие уменьшения проходного сечения задних форсунок 8 корневой угол γ их моющих секторов 10'' возрастает благодаря большей степени диспергирования водяных струй, и соответственно увеличивается шаг b₂ установки форсунок 8'' вдоль рампы 3. При большой величине угла β₂ наклона задних форсунок 8'' боковое скатывание водяного вала 11 происходит в основном за счет сил инерции, возникающих при переносном движении вала по стрелке В. Неразрывность линии встречи Д-Д обеспечивается фиксированным поворотом каждой форсунки 8 вокруг ее продольной оси в соответствии с изменением угла наклона форсунки, при этом линия встречи Д-Д является ломаной линией, ориентированной выпуклостью в сторону движения машины. Это способствует боковому скатыванию водяного вала 11 у заднего конца рампы 3 и требует для установившегося перемещения вала 11 в этой зоне меньшего количества движения, обеспечиваемого моющими секторами 10.

Преимущество изобретения состоит в увеличении размеров водяного вала и эффективности мойки у переднего конуса водяной рампы при одновременном уменьшении непроизводительного расхода воды через форсунки заднего конца водяной рампы, что обеспечивает улучшение качества мойки по ширине промываемой полосы дороги, снижение удельного расхода воды на единицу площади мойки и увеличение эксплуатационной производительности поливочно-моечной машины.

Использование: для летнего содержания дорог и городской территорий. Сущность изобретения: поливочно-моечная машина включает базовый автомобиль с цистерной и водяную рампу с форсунками, смонтированную под углом в горизонтальной плоскости к продольной оси автомобиля. Форсунки выполнены с переменной площадью проходного сечения, уменьшающейся по направлению от переднего конца рампы, переменным углом установки в вертикальной плоскости и шагом установки вдоль рампы, увеличивающимися в упомянутом направлении. 3 ил.

ПОЛИВОЧНО-МОЕЧНАЯ МАШИНА, содержащая базовый автомобиль, цистерну, водяной насос, соединенный с водяной рампой, которая установлена под углом в горизонтальной плоскости к продольной оси автомобиля, и смонтированные вдоль рампы под углом в вертикальной плоскости относительно дороги форсунки, отличающаяся тем, что форсунки выполнены с разной площадью проходного сечения и расположены по убывающей последней от переднего конца рампы и установлены под разными углами в вертикальной плоскости и с разным шагом, увеличивающимися в упомянутом направлении.