МАШИНА ДЛЯ ОЧИСТКИ ТВЕРДЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2000 года по МПК E01H1/08 

Изобретение относится к коммунальному машиностроению, в частности к машинам для уборки твердых покрытий от мусора, грязи, пыли и жидкостей.

Известен ряд уборочных машин такого же назначения. К ним относятся, например, пат. РФ N 2025555, E 01 H 1/08, "Подборщик подметально-уборочной машины"; пат. РФ N 2034948, E 01 H 1/00, "Устройство для очистки поверхности"; пат. РФ N 1833446, E 01 H 5/04, "Машина для очистки аэродромных покрытий и других больших транспортных поверхностей" и пат. РФ N 2029817, E 01 H 1/08, "Машина для очистки твердых покрытий".

Каждый из указанных аналогов имеет ряд существенных недостатков, но общими для них являются:
либо вообще отсутствует возможность очистки мест стыковок горизонтальной и вертикальной плоскостей, таких как поребрик-дорога, стена дома-тротура и т. д. , либо имеется недостаточно качественная очистка, как в устройстве по пат. N 2034948;
нерациональное распределение энергии газовых потоков в устройствах, работающих на частичном использовании законов аэродинамики, а именно: в пат. N 2025555 для поддержания смета во взвешенном состоянии требуется очень четкая постоянная балансировка между весом смета и скоростью /напором/ газового потока, что невозможно создать при такой конструкции из-за таких переменных величин, как вид смета /его фракции/ и величина подсоса воздуха через отверстия 10 во впадинах днища 9 устройства. При несбалансированной же работе устройства впадины днища 9 всасывающего сопла 4 будут постоянно забиваться сметом;
в пат. N 1833446 большая часть рабочего потока поступает либо в бункер для мусора, либо в атмосферу, причем без фильтрации. Кроме того, выброс мусора за пределы очищаемой поверхности противоречит задачам обеспечения экологической чистоты как в зоне населенных мест, так и в зоне аэродромов.

Задачу очистки от мусора в местах стыковок горизонтальных и вертикальных плоскостей частично решается в устройстве по патенту N 2034948 за счет использования подвижной по вертикали щетки, но в застойных зонах щетка не в состоянии снять смет из-за ее фронтальной ориентации относительно вертикальной поверхности. Кроме того, щеточная уборка поверхностей всегда неэкономична из-за быстрого износа щеток /до 1 мес./, и не безопасна.

Из известных аналогов по наибольшему числу общих существенных признаков, по принципу действия, по маневренности и по эффективности уборки в качестве прототипа авторами выбрана "Машина для очистки твердых покрытий" по пат. РФ N 2029817, кл. E 01 H 1/08.

При всех положительных качествах машины-прототипа и ее повышенной, по отношению к аналогам, маневренности она не способна эффективно производить уборку у стыков горизонтальных и вертикальных плоскостей, таких, как дорога-бордюр и тротуар-стена. Кроме того, имея достаточно высокий ресурс безотказной работы за счет отсутствия контактирующих с очищаемой поверхностью рабочих частей, она может быть выполнена более долговечной за счет снижения абразивного воздействия твердого мусора на вихревую рабочую камеру.

У машины-прототипа имеется еще существенный недостаток, заключающийся в том, что в процессе уборки в сухую погоду она поднимает с убираемой поверхности пыль и разметает ее. Этот недостаток обусловлен тем, что в ее накопительном бункере создается избыточное, относительно атмосферного, давление воздуха, что приводит к его выбросаем из-под днища машины.

Задачами предлагаемого изобретения являются:
1) повышение экологической чистоты окружающего воздуха;
2) увеличение срока службы машины;
3) расширение диапазона использования машины.

1. Повышение экологической чистоты воздуха предполагается решить за счет: а/ повышение эффективности уборки у стыков горизонтальных и вертикальных плоскостей; б/ снижения разметания пыли с убираемой поверхности; в/ двойной очистки воздушного потока в газодинамическом тракте машины.

2. Увеличение срока службы машины предполагается решить за счет защиты ее рабочего органа /вихревой камеры/ от абразивного воздействия твердого мусора /песка, гравия и т.п./.

3. Расширение диапазона использования предполагается обеспечить за счет возможности складывания-раскладывания рабочей вихревой камеры, осуществляя уборку поверхности шириной либо 2 м, либо 4 м, либо 6 м.

Поставленные задачи решаются тем, что машина для очистки твердых покрытий, содержащая установленные на шасси вентиляторный нагнетатель воздуха с приводом и установленные на отдельной раме мусоросборник и газодинамический тракт, включающий открытую в приземной части цилиндрическую вихревую рабочую камеру с системой каналов /патрубков/ для прохождения рабочего газового потока, снабжена эжекторным фильтром, который введен в газодинамический тракт машины.

Эжекторный фильтр включает в себя эжектор с камерой всасывания и соплом, фильтр тонкой очистки и регулятор газового рабочего потока, при этом сопло 15 эжектора через регулятор 18 газового потока соединено с выходным каналом вентиляторного нагнетателя, а камера всасывания эжектора через заборный канал соединена с одной из секций двухсекционного фильтра грубой очистки, которым снабжен мусоросборник, а вторая секция фильтра грубой очистки соединена с входным каналом вентиляторного нагнетателя, одна из ветвей выходного канала которого сопряжена со входом рабочей вихревой камеры, мусороприемный канал которой соединен со съемным мусоросборником, причем в эту ветвь введен канал /патрубок/ с распылителями для эжекции моющих жидкостей, который соединен с резервуаром, расположенным на раме, которая установлена с возможностью вертикального перемещения, а вихревая рабочая камера выполнена трехсекционной с возможностью поворота боковых секций в горизонтальной плоскости при помощи гидромеханического привода.

Кроме того, на внутреннюю поверхность вихревой рабочей камеры нанесена высокопрочная алюмооксидная керамика, а съемный мусоросборник снабжен сменными накопительными емкостями.

Как видно из вышеизложенного, отличия заявляемой машины заключаются в создании новой сбалансированной схемы /системы/ движения рабочего газового потока по газодинамическому тракту в результате снабжения его оригинально выполненными эжекторным фильтром; в снабжении съемного мусоросборника двухсекционным фильтром грубой очистки; в выполнении вихревой рабочей камеры трехсекционной с возможностью поворота ее боковых секций в горизонтальной плоскости, а также в покрытии ее внутренней поверхности высокопрочной алюмооксидной керамикой, что позволяет считать, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого технического решения с другими аналогичными устройствами не выявило в них совокупности заявляемых признаков, что в сочетании с достигаемым за счет этих признаков эффектом позволяет сделать вывод о соответствии его критерию изобретения "существенность отличий".

Действительно, введение эжекторного фильтра в схему газодинамического тракта машины позволяет создать понижение статического давления в полости мусоросборника, что способствует подсосу дополнительного количества воздуха извне в вихревую камеру, что, в свою очередь, позволяет значительно рациональнее использовать свойства вихревого рабочего потока и усилить возможность "выносить" убираемые с его помощью мусор и воду из углов, образованных вертикальной и горизонтальной плоскостями. При этом практически сводится к нулю пылеобразование в процессе уборки, а мусор в "застойных зонах" углов убирается полностью.

Снабжение газодинамического тракта двухсекционным сменным фильтром грубой очистки, установленным на мусоросборнике и соединяющим его с эжекторным фильтром, с нагнетателем и с мусороприемным каналом рабочей вихревой камеры, также обеспечивает беспылевую качественную уборку твердых поверхностей и труднодоступных мест стыковок вертикальных и горизонтальных плоскостей.

Снабжение эжекторного фильтра фильтром тонкой очистки позволяет производить доочистку поступивших в его камеру сброса излишков газового рабочего потока.

Установка всех элементов газодинамического тракта на подвижной в вертикальной плоскости раме позволяет в процессе работы машины регулировать клиренс между вихревой рабочей камерой и очищаемой поверхностью, что в условиях не слишком качественных дорожных покрытий очень существенно.

Выполнение рабочей вихревой камеры трехсекционной, с подвижными в горизонтальной плоскости боковыми секциями и неподвижной средней секцией, позволяет шире использовать возможности машины, обеспечивая ширину захвата убираемой поверхности 2,0 м, 4,0 м, 6,0 м. При этом обеспечивается избирательность в уборке поверхности за счет варьирования работы секций.

Существенно повышается износостойкость внутренней части рабочей вихревой камеры в результате нанесения на нее высокопрочной алюмооксидной керамики, что позволяет убирать мусор с неоднородными фракциями, как то: песок, гравий, пыль и т.д.

Снабжение мусороприемника сменными накопительными емкостями позволяет использовать машину практически в непрерывном рабочем режиме, что существенно экономит время уборки покрытий, что особенно важно в условиях работы аэропортов. Бесперебойной работе машины способствует также выполнение двухсекционного фильтра грубой очистки съемным в процессе работы.

Изобретение пояснено рисунками, где на фиг. 1 показан общий вид машины для очистки твердых покрытий, на фиг. 2 - схема газодинамического тракта заявляемой машины, на фиг. 3 - схема возможных сочетаний работы секций вихревой рабочей камеры заявляемой машины.

Машина для очистки твердых покрытий содержит нагнетательный вентилятор 1, подключенный к приводному двигателю 2, которые установлены на шасси 3. На отдельной раме 4 установлен газодинамический тракт машины, включающий открытую в приземной части цилиндрическую трехсекционную вихревую рабочую камеру 5, соединенную с нагнетательным каналом 6, который своим соплом 7 сопряжен со входом вихревой камеры 5, мусороприемный выходной канал 8 которой соединен со съемным мусоросборником 9, который снабжен двухсекционным съемным фильтром 10 грубой очистки, который соединен с эжекторным фильтром 11. Эжекторный фильтр 11 содержит эжектор 12, фильтр тонкой очистки 13, камеру всасывания 14 эжектора 12, в которой расположено сопло 15 эжектора 12, при этом камера всасывания 14 соединена при помощи заборного канала 16 эжекторного фильтра 11 с секцией 10а фильтра 10 грубой очистки, секция 10б которого соединена с вентиляторным нагнетателем 1 при помощи канала 17. На входе в камеру всасывания 14 эжектора 12 установлен регулятор 18 расхода газового потока через сопло 15. На раме 4, которая выполнена с возможностью перемещения по вертикали очищаемой поверхности 19 при помощи гидромеханического привода /на фиг. не показан/, установлен резервуар 20 для моющих жидкостей, который снабжен патрубком 21 с распылителями /на фиг. не показан/ для эжекции моющих жидкостей, который введен в ветвь 22 выходного нагнетательного канала 6 вентиляторного нагнетателя 1; ветвь 23 канала 6 при этом соединена с регулятором 18 газового потока эжектора 12.

На внутреннюю поверхность трехсекционной вихревой рабочей камеры 5 нанесена высокопрочная алюмооксидная керамика, а ее боковые секции 24 выполнены подвижными в горизонтальной плоскости и могут быть раздвинуты при очистке поверхности шириной 6,0 м. При очистке поверхностей шириной 4,0 м, одна из секций 24 сдвинута и уложена на раме 4, а при очистке поверхности шириной 2,0 м - сдвинуты и убраны обе секции 24.

Эжектор 12, входящий в состав эжекторного фильтра 11, расположен в камере сброса 25 излишнего газового рабочего потока, предназначенной для очистки газа при помощи фильтра 13 тонкой очистки.

Устройство работает следующим образом.

После установки агрегатов машины в рабочее положение приводится в действие вентиляторный нагнетатель 1. Поток газа, проходя по ветви 22 выходного канала 6 нагнетателя 1, подается к соплу 7, сопряженному со входом вихревой камеры 5. Воздух вместе со снятым при его помощи сметом попадает в сменный мусоросборник 9, откуда через секцию 10б фильтра грубой очистки 10 по входному каналу 17 воздух направляется в вертикальный нагнетатель 1. Далее часть воздуха по ветви 23 выходного канала 6 поступает через регулятор газа 18 в эжекторный фильтр 11, где происходит процесс тонкой очистки газа /воздух-пыль/, выбрасываемого в атмосферу. С помощью регулятора 18 осуществляется регулировка подачи газа в рабочее сопло 15 эжектора 12, что приводит к изменению количества газа, забираемого через канал 16 эжекторного фильтра 11 из мусоросборника 9, а это, в свою очередь, регулирует количество газа, "подсасываемого" в вихревую рабочую камеру 5 в зоне уборки как у ее торцов, так и в приземной части, что практически сводит в нулю пыление во время уборки. При этом более качественное "подсасывание" смета с воздухом происходит без увеличения затрачиваемой вентиляторным нагнетателем 1 энергии, и при этом обеспечивается "вытягивание" частиц мусора и воды из труднодоступных углов вдоль поребриков в так называемых "застойных зонах".

Избирательность очистки поверхности осуществляется так: если нужно убрать /очистить/ поверхность шириной 2,0 м, то, в зависимости - от месторасположения этой поверхности, в рабочее положение устанавливают одну из секций вихревой рабочей камеры /см. фиг.3/. Так, например, при уборке тротуара, расположенного слева от машины, выдвигают в рабочее положение только левую секцию 24 вихревой рабочей камеры 5, а две другие - не задействованы. Если нужно очистить поверхность шириной 4,0 м, то, в зависимости от ее расположения, создают комбинацию из двух секций. При очистке больших площадей используют в работе все три секции, очищая поверхность шириной 6,0 м.

При необходимости для одновременного смачивания очищаемой поверхности 19, или для ее мытья, в основной рабочий поток газа, проходящий по ветви 22 выходного канала 6 вентиляторного нагнетателя 1, подаются увлажняющие или моющие жидкости.

Избытки же газа из мусоросборника 9 через секцию 10а двухсекционного фильтра 10 и расширительную камеру 25 сбрасываются в атмосферу, доочистившись фильтром тонкой очистки 13.

Таким образом, как видно из описания конструкции предлагаемой машины и ее работы, для обеспечения возможности уборки мусора как в сухом, так и во влажном режиме в труднодоступных, так называемых "мертвых зонах" /в местах стыковок горизонтальных и вертикальных поверхностей/, а также для обеспечения очистки как обширных /например, аэродромных/ покрытий, так и небольших площадей /например, дорог, дворов и т.п./ при исключении пылеобразования в процессе работы машины, введение в ее газодинамический тракт эжекторного фильтра, состоящего их эжектора, фильтра тонкой очистки и расширительной камеры сброса газа со схемой оригинально задействованных направляющих и всасывающих каналов для прохождения рабочего газового потока, является вполне обоснованным решением, приводящим к существенному улучшению работы машины.

При этом нанесение на внутреннюю поверхность вихревой рабочей камеры высокопрочной алюмооксидной керамики обеспечивает очень высокий ресурс безотказной работы машины за счет снижения абразивного воздействия твердого мусора на рабочий орган машины - вихревую камеру.

Обеспечение машины сменными накопительными емкостями и сменными фильтрами позволяют использовать машину практически в непрерывном рабочем режиме, что особенно важно при уборке взлетных полос аэродромов.

Изобретение относится к коммунальному машиностроению. Машина содержит установленные на шасси вентиляторный нагнетатель (1) воздуха и установленные на отдельной раме мусоросборник (9) и открытую в приземной части цилиндрическую вихревую камеру (5). Машина снабжена эжекторным фильтром (11). Сопло (15) эжектора (12) фильтра (13) через регулятор газового потока (18) соединено с одной ветвью выходного канала нагнетателя. Камера всасывания эжектора (14) через заборный канал (16) соединена с одной из секций (10б) фильтра грубой очистки мусоросборника, а вторая секция (10а) фильтра соединена с выходным каналом нагнетателя. Другая ветвь выходного канала нагнетателя соплом (7) сопряжена со входом вихревой камеры (5). Мусороприемный канал (8) вихревой камеры (5) соединен со съемным мусоросборником (10). Вихревая камера (5) выполнена из трех секций, из которых боковые - поворотные. Изобретение направлено на расширение диапазона использования машины. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Машина для очистки твердых покрытий, содержащая установленные на шасси вентиляторный нагнетатель воздуха с приводом и установленные на отдельной раме мусоросборник и газодинамический тракт, включающий открытую в приземной части цилиндрическую вихревую рабочую камеру с системой патрубков для прохождения рабочего газового потока, отличающаяся тем, что газодинамический тракт снабжен эжекторным фильтром, который содержит эжектор с камерой всасывания и соплом, фильтр тонкой очистки и регулятор газового рабочего потока, при этом сопло эжектора через регулятор газового потока соединено с выходным каналом вентиляторного нагнетателя, а камера всасывания эжектора через заборный канал соединена с одной из секций двухсекционного фильтра грубой очистки, которым снабжен съемный мусоросборник, а вторая секция фильтра соединена с выходным каналом вентиляторного нагнетателя, одна из ветвей выходного канала которого соплом сопряжена со входом рабочей вихревой камеры, мусороприемный канал которой соединен со съемным мусоросборником, причем в эту ветвь введен канал с распылителями для эжекции моющих жидкостей, который соединен с резервуаром, расположенным на раме, которая установлена с возможностью вертикального перемещения, а вихревая рабочая камера выполнена трехсекционной с возможностью поворота боковых секций в горизонтальной плоскости при помощи гидромеханического привода. 2. Машина для очистки твердых покрытий по п.1, отличающаяся тем, что на внутреннюю поверхность вихревой рабочей камеры нанесена высокопрочная алюмооксидная керамика. 3. Машина для очистки твердых покрытий по п.1, отличающаяся тем, что съемный мусоросборник снабжен сменными накопительными емкостями. 4. Машина для очистки твердых покрытий по п.1, отличающаяся тем, что двухсекционный фильтр грубой очистки и фильтр тонкой очистки выполнены сменными.