МАШИНА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ С ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ И ИХ ПЕРЕРАБОТКИ БНВ-21 Российский патент 2002 года по МПК E01H5/10 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию для зимнего содержания автомобильных дорог и аэродромов путем механизированной их очистки от снега и льда с последующей возможной утилизацией талой воды, например, для уплотнения свалок или использования машины в летнее время для полива дорог или мытья отдельных дорожных покрытий.

Известна машина для удаления снежно-ледяных образований с дорожных покрытий и их переработки, содержащая шасси с двигателем внутреннего сгорания, снабженное загрузочным бункером, выполненным с двойными стенками и душевым коллектором и связанным со шнековым питателем посредством транспортера, камерой таяния, размещенной под бункером, сообщенной с ним посредством горловины с защитной решеткой и снабженной перфорированным грязесборником, подсоединенным к горловине, а также снабженная системой циркуляции талой воды, включающей насос, сливными трубопроводами из камеры таяния и грязесборника и теплообменником, сообщенным газовым входным патрубком с выхлопным коллектором двигателя внутреннего сгорания и газовым выходным патрубком с полостью между стенками загрузочного бункера и подключенным водяным заборным патрубком к камере таяния через питающий бак, а водяным выходным патрубком к душевому коллектору, размещенному над грязесборником (патент РФ 2023786, Е 01 Н 5/10, 1991 г.).

В указанной машине процесс таяния раздробленного снега и льда происходит в увеличивающемся за счет поступления новых порций объеме. Температура воды при этом снижается и талую воду приходится нагревать, используя выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, т.е. для поддержания заданной температуры талой воды в питающем баке, постоянно запитанном от камеры таяния, приходится постоянно эксплуатировать двигатель внутреннего сгорания, неся большие экономические потери из-за дороговизны топлива. Частичная экономия топлива в случае периодического включения двигателя снижает производительность таяния в машине и эффективность ее работы.

Задачей изобретения является повышение производительности работы машины путем оптимизации использования в ней различных источников тепла: выхлопных газов, электронагревательных элементов, горелочных устройств с открытым огнем.

Для решения поставленной задачи в машине для удаления снежно-ледяных образований с дорожных покрытий и их переработки, содержащей шасси с двигателем внутреннего сгорания, снабженное загрузочным бункером, выполненным с двойными стенками и душевым коллектором и связанным со шнековым питателем посредством транспортера, камерой таяния, размещенной под бункером, сообщенной с ним посредством горловины с защитной решеткой и снабженной перфорированным грязесборником, подсоединенным к горловине, а также снабженной системой циркуляции талой воды, включающей насос, сливными трубопроводами из камеры таяния и грязесборника и теплообменником, сообщенным газовым входным патрубком с выхлопным коллектором двигателя и газовым выходным патрубком с полостью между стенками загрузочного бункера и подключенным водяным заборным патрубком к камере таяния, а водяным выходным патрубком к душевому коллектору, согласно изобретению, внутри загрузочного бункера машины размещен подогреватель, выполненный многоярусным, состоящим из прямоугольных перфорированных снизу труб, равномерно установленных перпендикулярно продольной оси машины и наклоненных к горизонтальной плоскости, проходящей через нее, предпочтительно под углом 30-60^o, с образованием двумя соседними трубами чередующихся выступов и впадин с зазором в их вершинах, причем трубы ярусов сообщены между собой и торцевые части их со стороны боковых продольных стенок машины попарно соединены между собой с образованием общего входа в трубы, а вершины выступов и впадин верхнего яруса размещены над сплошной поверхностью прямоугольных труб ближайшего нижнего ряда, при этом камера таяния выполнена с двойными стенками, полость между которыми подключена к выходному газовому патрубку теплообменника, боковые продольные стенки загрузочного бункера снабжены инжекторами, горизонтально ориентированными, сообщенными с источником топлива и подключенными к общим входам в трубы подогревателя, а в верхней части загрузочного бункера установлен распределитель с приводом.

Машина может быть дополнительно снабжена системой подачи вихревого воздушного потека, а транспортер может быть выполнен в виде сопла, сообщенного с этой системой.

Распределитель может быть выполнен в виде плоского щитка, установленного перпендикулярно продольной оси машины с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль ее продольной оси по пустотелым направляющим, размещенным вдоль боковых продольных сторон мамины.

Ширина "а" прямоугольных труб подогревателя в продольной плоскости машины может быть выполнена предпочтительно равной 1-1,2 м, а величина зазора в вершинах выступов и впадин - 0,4-0,5 м.

Загрузочный бункер вблизи горловины может быть снабжен распределительным шнеком, центрально расположенным в нем по направлению загрузки снежно-ледяных образований.

Сливные трубопроводы могут быть выполнены с регулируемым сечением.

Со стороны днища машина может быть снабжена распылителями талой воды, сообщенными с водяным выходным патрубком теплообменника.

Загрузочный бункер может быть дополнительно снабжен электрическим нагревателем, размещенным предпочтительно под транспортером.

Стенки загрузочного бункера и камеры таяния могут быть выполнены теплоизолированными от внешней среды.

Система циркуляции талой воды может быть снабжена по меньшей мере одним термодатчиком.

Машина может быть снабжена со стороны днища по меньшей мере двумя брандспойтами, сообщенными с системой циркуляции талой воды и установленными с возможностью регулирования ориентации выходных сопел.

Машина может быть снабжена по меньшей мере двумя щетками, установленными в ее днище перпендикулярно продольной ее оси с возможностью вращения в горизонтальной плоскости и регулирования высоты размещения щеток над дорожным покрытием.

Проведенный анализ патентной и научно-технической литературы не выявил известности предлагаемой совокупности существенных признаков.

На фиг.1 представлена предлагаемая машина (продольный разрез).

На фиг.2 показан вид сверху.

Предлагаемая машина содержит самоходное шасси 1, на раме которого размещены двигатель внутреннего сгорания (не показан), загрузочный бункер 2 и размещенная под ним камера таяния 3. Стенки камеры таяния и загрузочного бункера выполнены двойными, а полость между ними сообщена с выхлопным коллектором (не показан) двигателя, а следовательно, заполнена теплоносителем в виде выхлопного газа работающего двигателя.

Спереди машины закреплен шнековый питатель 4 с транспортером, выполненным в виде сопла 5, сообщенного с системой подачи вихревого воздушного потока, содержащей нагнетатели 6 воздуха.

Загрузочный бункер 2 снабжен душевым коллектором 7, многоярусным подогревателем 8 и распределителем 9 снежно-ледяных образований, выполненным в виде плоского щитка, установленного на пустотелых направляющих 10 перпендикулярно продольной оси 11 машины. Направляющие 10 могут быть закреплены вдоль боковых сторон загрузочного бункера 2 и центрально по продольной оси 11 машины. Загрузочный бункер 2 может быть снабжен электрическим нагревателем 12, размещенным предпочтительно под транспортером. Вблизи горловины 13 загрузочного бункера 2, сообщающей его с камерой 3 таяния, может быть установлен распределительный шнек 14. Камера 3 таяния снабжена перфорированным грязесборником 15, примыкающим к горловине 13 с защитной решеткой 16. Грязесборник 15 выполнен со сливным трубопроводом 17.

Подогреватель 8 выполнен из прямоугольных труб 18 и 19, перфорированных снизу, равномерно установленных перпендикулярно продольной оси 11 машины и наклоненных к горизонтальной плоскости, проходящей через нее, с образованием двумя соседними трубами 18 и 19 чередующихся выступов 20 и впадин 21 с зазором 22 в их вершинах. Стенки камера таяния и загрузочного бункера могут быть выполнены теплоизолированными от внешней среды.

Система циркуляции талой воды содержит насос 23, всасывающим патрубком сообщенный с камерой таяния, а нагнетательным патрубком подключенный к душевому коллектору 7 и пустотелым направляющим: боковым 10 и центральному 24, причем последний может быть снабжен вертикальными ответвлениями (не показаны). Система циркуляции может содержать по меньшей мере один термодатчик, подключенный к органу управления нагревом.

Боковые продольные стенки 25 загрузочного бункера 2 снабжены инжекторами 26, горизонтально ориентированными и сообщенными с источником топлива, например с газовыми баллонами 27. Инжекторы 26 подключены к общим входам 28 со стороны боковых продольных стенок машины двух попарно соединенных торцевых частей прямоугольных труб 18 и 19.

Сливные трубопроводы 29, 17 и 30 из камеры таяния, грязесборника и теплообменника могут быть выполнены с регулируемым проходным сечением.

Машина может быть снабжена со стороны днища распылителями 31 талой воды, запитанными от теплообменника и системы циркуляции талой воды.

Для удаления снежно-ледяных образований с дорожных покрытий могут быть применены щетки 32, последовательно установленные перпендикулярно продольной оси 11 машины с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, а также брандспойты 33, сообщенные с системой циркуляции талой воды. Щетки и брандспойты закреплены на машине со стороны ее днища.

В случае эксплуатации предлагаемой машины исключительно на уборке больших объемов снежно-ледяных образований указанные щетки и брандспойты могут быть демонтированы и установлены лишь при тщательной очистке дорожных покрытий.

Передача тепла от выхлопных газов работающего двигателя внутреннего сгорания осуществляется в теплообменнике 34, входной газовый патрубок которого подсоединен к выхлопному коллектору двигателя, а входной водяной патрубок - к камере таяния, которая может быть снабжена специальным питательным баком, постоянно поддерживающим резервный объем воды. Выходным газовым патрубком теплообменник 34 сообщен с полостями между двойными стенками загрузочного бункера и камеры таяния. Выходным водяным патрубком теплообменник 34 сообщен с душевым коллектором 7, а также с направляющими 10 распределителя 9.

Предлагаемая машина работает следующим образом.

Выхлопные газы работающего двигателя передают свое тепло на обогрев стенок загрузочного бункера 2 и камеры 3 таяния. Этот источник тепла экономично используется постоянно при работающем двигателя. Выброс выхлопных отработавших и остывших газов можно осуществлять через нейтрализатор для обеспечения экологичности процесса.

Наряду с использованием выхлопных газов в предлагаемой машине периодически или постоянно, в зависимости от температурных условий внешней среды, может быть использован электронагреватель 12, предпочтительно размещенный в загрузочном бункере вблизи сопла транспортера. Запитка электронагревателя может быть как от аккумуляторных батарей, так и от конденсаторных емкостей.

В теплообменнике 34 постоянно образуется нагретая талая вода после передачи ей тепла выхлопных газов двигателя, которая по предусмотренной системе принудительной циркуляции насосом 23 подается для обогрева направляющих 10, размещенных в бункере как по периферии, так и центрально по продольной оси 11 машины. В первую очередь теплая талая вода подается в душевой коллектор 7, через который распыляется вниз на поступившую массу снежно-ледяных образований, размягчая их при первом поступлении. Стекая по внутренней стенке бункера, вода поступает в грязесборник 15, который периодически очищается через сливной трубопровод 17.

Наиболее крупные грязевые включения остаются на решетке и убираются с нее. Талая вода скапливается в камере таяния для периодического использования, например, на снежных или мусорных свалках для уплотнения последних с целью более полного использования их площадей. В днище машины предусмотрены распылители 31 для использования талой воды при тщательной уборке и мытье отдельных дорожных или аэродромных покрытий. Использование теплой талой воды для уборки дорог может быть сочетаемо с работой очистительными щетками 32, размещенными последовательно поперек мамины. Для этой цели предусмотрены и брандспойты 33, размещенные по периметру передней части машины.

Загрузка снежно-ледяных образований осуществляется посредством сопла 5 воздушным вихрем, создаваемом специальными нагнетателями. Поступившая снежная масса, нагретая в бункере теплом выхлопных газов и электронагревателями в сочетании с нагревом внутри бункера в пустотелых направляющих 10, сползает вниз, попадая на прямоугольные трубы 18 и 19 подогревателя, использующего открытый огонь при распыливании топлива в инжекторы 26. Оптимальные размеры и оптимальное расположение труб под углами предпочтительно 30-60^o к горизонтали позволяют ускорить процесс таяния. Включение отдельных источников тепла может быть отрегулировано управляющим органом при использовании результатов, полученных с термодатчиков, установленных в системах и узлах машины.

Использование предлагаемой машины позволит значительно повысить эффективность процесса таяния, а значит, и производительность машины, экономично сочетая различные источники нагрева, а также конструктивные особенности машины.

Предлагаемое техническое решение является новым, промышленно применимым, в котором очень нуждается наше хозяйство, а также соответствует изобретательскому уровню.

Машина относится к коммунальному хозяйству и может быть использована для зимнего содержания автомобильных дорог и аэродромов путем очистки их от снега и льда. Машина содержит шасси с двигателем внутреннего сгорания, снабженное загрузочным бункером с душевым коллектором и связанным со шнековым питателем посредством сопла, камерой таяния, размещенной под бункером и снабженной перфорированным грязесборником. Машина дополнительно снабжена в загрузочном бункере многоярусным подогревателем из прямоугольных перфорированных снизу труб, сообщенных с источником топлива, а в верхней части бункера установлен распределитель. Технический результат - повышение производительности. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Машина для удаления снежно-ледяных образований с дорожных покрытий и их переработки, содержащая шасси с двигателем внутреннего сгорания, снабженное загрузочным бункером, выполненным с двойными стенками и душевым коллектором и связанным с шнековым питателем посредством сопла, камерой таяния, размещенной под бункером, сообщенной с ним посредством горловины с защитной решеткой и снабженной перфорированным грязесборником, подсоединенным к горловине, а также снабженная системой циркуляции талой воды, включающей насос, сливными трубопроводами из камеры таяния и грязесборника и теплообменником, сообщенным газовым входным патрубком с выхлопным коллектором двигателя внутреннего сгорания и газовым выходным патрубком с полостью между стенками загрузочного бункера, и подключенными водяным заборным патрубком к камере таяния, а водяным выходным патрубком - к душевому коллектору, отличающаяся тем, что машина дополнительно снабжена подогревателем, размещенным внутри загрузочного бункера и выполненным многоярусным, состоящим из прямоугольных перфорированных снизу труб, равномерно установленных перпендикулярно продольной оси машины и наклоненных к горизонтальной плоскости, проходящей через нее, предпочтительно под углом 30-60^o, с образованием двумя соседними трубами чередующихся выступов и впадин с зазором в их вершинах, причем трубы ярусов сообщены между собой и торцевые части их со стороны боковых продольных стенок машины попарно соединены между собой с образованием общего входа трубы, а вершины выступов и впадин верхнего яруса размещены над сплошной поверхностью прямоугольных труб ближайшего нижнего ряда, при этом камера таяния выполнена с двойными стенками, полость между которыми подключена к выходному газовому патрубку теплообменника, боковые продольные стенки загрузочного бункера снабжены инжекторами, горизонтально ориентированными, сообщенными с источником топлива и подключенными к общим входам в трубы подогревателя, а в верхней части загрузочный бункер снабжен распределителем с приводом. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена системой подачи вихревого воздушного потока. 3. Машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что распределитель выполнен в виде плоского щитка, установленного перпендикулярно продольной оси машины с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль ее продольной оси по пустотелым направляющим, размещенным вдоль боковых продольных сторон машины. 4. Машина по пп. 1-3, отличающаяся тем, что ширина прямоугольных труб подогревателя в продольной плоскости машины выполнена предпочтительно равной 1-1,2 м, а величина зазора в вершинах выступов и впадин 0,4-0,5 м. 5. Машина по пп. 1-4, отличающаяся тем, что загрузочный бункер вблизи горловины снабжен распределительным шнеком, центрально расположенным в нем по направлению загрузки снежно-ледяных образований. 6. Машина по пп. 1-5, отличающаяся тем, что сливные трубопроводы выполнены с регулируемым сечением. 7. Машина по пп. 1-6, отличающаяся тем, что она со стороны днища дополнительно снабжена распылителями талой воды, сообщенными с водяным выходным патрубком теплообменника. 8. Машина по пп. 1-7, отличающаяся тем, что загрузочный бункер дополнительно снабжен теплоэлектрическим нагревателем, размещенным предпочтительно под транспортером. 9. Машина по пп. 1-8, отличающаяся тем, что стенки загрузочного бункера и камеры таяния выполнены теплоизолированными от внешней среды. 10. Машина по пп. 1-9, отличающаяся тем, что система циркуляции талой воды снабжена по меньшей мере одним термодатчиком. 11. Машина по пп. 1-10, отличающаяся тем, что она со стороны днища дополнительно снабжена по меньшей мере двумя брандспойтами, сообщенными с системой циркуляции талой воды и установленных с возможностью регулирования ориентации выходных сопел. 12. Машина по п. 11, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена по меньшей мере двумя щетками, установленными в ее днище перпендикулярно продольной оси машины с возможностью вращения в горизонтальной плоскости и регулирования высоты размещения щеток над дорожным покрытием.