УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПУТЕВАЯ ПНЕВМОУБОРОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 2006 года по МПК E01H8/00 

Изобретение относится к устройствам для очистки железнодорожных путей.

Известна вакуумно-уборочная машина для очистки трамвайных путей (авторское свидетельство СССР №1585431, Е 01 Н 1/08), содержащая смонтированные на самоходном шасси нагнетательные и всасывающие сопла, сообщенные соответственно с системой подачей газа под давлением и источником разряжения, фильтры и бункер с люками в нижней части. Особенностью конструкции подборщика машины является то, что сдувание мелкого засорителя осуществляется не только потоками атмосферного воздуха, подсасываемого под передней и боковыми стенками подборщика, но и струями от нагнетательных сопел.

Недостатком данной машины является недостаточная всасывающая способность для транспортирования тяжелых фрагментов крупного засорителя, а также наличие эластичной задней стенки подборщика, скользящей по дорожной поверхности, в которую утоплены рельсы. При работе на железнодорожных путях, особенно в местах пересечении рельсов, это приводит к раскрытию подборщика и резкому снижению скорости подсасываемого атмосферного воздуха, вследствие чего возможен выход в атмосферу под передней и боковыми стенками сдувающих струй от нагнетательных сопел.

Известен также подборщик подметально-уборочной машины, содержащий смонтированные на раме под углом друг к другу, сообщаемые с нагнетающим и всасывающим устройствами соответственно сдувающее и всасывающее сопла (авторское свидетельство СССР №1595992, Е 01 Н 1/08). Для обеспечения эффективной очистки покрытий с различным характером загрязнения в данном устройстве сопла смонтированы шарнирно с возможностью поворота в вертикальной плоскости и относительного перемещения в горизонтальной плоскости. К недостаткам данного технического решения также следует отнести недостаточную эффективность, особенно при уборке крупного засорителя, и наличие направляющего лотка, при подъеме которого над очищаемой поверхностью эффективность улавливания засорителя резко снижается.

Известна машина для уборки покрытий, предназначенная для уборки снега с железнодорожных путей, преимущественно на подъездных путях депо метрополитена (авторское свидетельство СССР №1798424, Е 01 Н 1/00, прототип). Известное устройство содержит смонтированные на шасси, связанные между собой вакуумную емкость для сбора мусора и подборщик, включающий корпус и сообщаемые воздуховодами с первой напорной и всасывающей воздуходувной установками сдувающее и всасывающее сопла для очистки колеи. Данное устройство за счет применения воздуходувной установки высокого давления обеспечило высокую концентрацию снега в потоке и повысило производительность снегоуборочных работ.

К недостаткам данного устройства следует отнести его недостаточную надежность и эффективность при работе в местах пересечений железнодорожных путей, что ограничивает его функциональные возможности, в частности использование на территориях железнодорожных станций

Задачей изобретения является повышение эффективности и качества работы устройства при очистке как железнодорожных путей, так и междупутий, в основном на территории железнодорожных станций.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности эффективной работы подборщика путевой пневмоуборочной машины при значительных зазорах между очищаемой поверхностью и рабочим оборудованием (без применения дополнительных механических средств), а также расширение зоны обслуживания, очистки междупутий за счет возможности очистки междупутий боковым подвижным соплом.

Поставленная задача решается за счет того, что в универсальной путевой пневмоуборочной машине, содержащей смонтированные на шасси связанные между собой вакуумную емкость для сбора мусора и подборщик, включающий корпус и сообщаемые воздуховодами с первой напорной и всасывающей воздуходувными установками соответственно первое сдувающее и всасывающее сопла для очистки колеи, согласно изобретению указанный подборщик включает второе сдувающее сопло, связанное воздуховодом со второй напорной воздуходувной установкой, указанные первое и второе сдувающие сопла расположены поперек пути навстречу друг другу по всей ширине очищаемой полосы, а всасывающее сопло установлено между ними вертикально в средней части подборщика, при этом корпус подборщика снабжен боковыми откидными (подвижными) щитами, в рабочем положении доходящими нижней кромкой до головки рельса.

При этом производительность по воздуху воздуходувной всасывающей установки превышает производительность воздуходувных напорных установок.

Кроме того, указанный подборщик снабжен связанными с нагнетательной установкой (компрессором) дополнительными высоконапорными соплами, расположенными параллельно сдувающим соплам.

Целесообразно также, чтобы на входе всасывающей воздуходувной установки была установлена подвижная заслонка.

Поставленная задача достигается также тем, что универсальная путевая пневмоуборочная машина согласно изобретению дополнительно содержит подвижное всасывающее сопло для очистки междупутья, соединенное соответствующим воздуховодом, снабженным подвижной заслонкой, через вакуумную емкость с всасывающей воздуходувной установкой, при этом воздуховод всасывающего сопла для очистки колеи снабжен другой подвижной заслонкой.

При этом подвижное всасывающее сопло для чистки междупутья выполнено в виде вытянутой насадки, снабженной расположенными по периметру откидными щитами, и соединено со своим воздуховодом через поворотный круг с возможностью вращения вокруг своей оси, а указанный воздуховод выполнен телескопическим.

На фиг.1 показано устройство согласно изобретению, общий вид; на фиг 2 - узел I на фиг.1; на фиг 3 - разрез по А-А на фиг.1.

Универсальная путевая пневмоуборочная машина содержит шасси 1, на котором установлены стационарный подборщик 2 для очистки железнодорожной колеи и подвижное всасывающее сопло 3 для очистки междупутья, соединенные через заслонки 4, 5 воздуховодами 6, 7 с вакуумной емкостью 8. Вакуумная емкость 8 связана через заслонку 9 воздуховодом 10, коленом 11 и патрубком 12 с всасывающей воздуходувной установкой, состоящей из вентилятора 13 и привода с укрытием 14.

Подборщик 2, максимальная ширина которого соответствует габариту подвижного состава 1-Т (в его нижней части), содержит корпус 15, откидные боковые щиты 16, сдувающие сопла 17, 18, установленные поперек пути навстречу друг другу по всей ширине очищаемого пути (подборщика 2), и дополнительные высоконапорные сопла 19, 20, расположенные рядами, через определенный шаг, параллельно соплам 17, 18. Подборщик 2 включает также всасывающее сопло 21, установленное вертикально в средней части подборщика 2 по всей его ширине, что обеспечивает улавливание сдувающих струй от сопел 17, 18 и 19, 20 практически сразу после соприкосновения с очищаемой поверхностью в месте их слияния, что обуславливает оптимальное использование энергии сдувающих струй для подъема засорителя вверх.

Сдувающие сопла 17 и 18 соответственно соединены воздуховодами 22, 23 с напорными воздуходувными установками 24, 25, высоконапорные сопла 19, 20 через ресиверы 26, 27, управляемые клапаны 28, 29 и разгрузочный клапан 30 - с ресивером 31, имеющим предохранительный клапан 32 и связанным с нагнетательной установкой (компрессором) 33. Для управления клапанами 28 и 29, а также клапаном 34 системы импульсной продувки фильтров 35 вакуумной емкости 8 служит ресивер 36.

Подвижное всасывающее сопло 3 состоит из насадки 37 вытянутой формы, по периметру среза которой установлены откидные щиты 38 и 39 Г-образной формы, устанавливаемые при работе сопла 3 ниже насадки 37. Продольные щиты 38 могут закрепляться на торцевых щитах 39 под определенными углами к срезу насадки 37, что обеспечивает фиксированные размеры входной щели сопла 3, позволяющие обеспечить необходимую в зависимости от типа засорителя скорость всасываемого воздуха.

Сопло 3 соединяется с воздуховодом 7 через поворотный круг 40 и может вращаться вокруг его оси на 360°, что дает возможность устанавливать сопло 3 в удобное (с учетом имеющихся на междупутье препятствий) положение.

Для перевода сопла 3 из транспортного в рабочее положение и наоборот, для регулирования зазора между очищаемой поверхностью и срезом сопла 3 (для обеспечения наилучшего всасывания), а также для обхода препятствий по вертикали воздуховод 7 выполнен телескопическим (из подвижной и неподвижной частей) и его подвижная часть приводится в движение рычагом 41.

Сдувание и подъем засорителя к соплу 3 обеспечивается за счет динамического воздействия на него атмосферного воздуха, подсасываемого под горизонтальными полками откидных щитов 38 и 39.

Вакуумная емкость 8 включает осадительную камеру 42 с отбойным щитом 43 для крупного засорителя, фильтровальную камеру 44 - для улавливания пыли на фильтрах 35, камеру 45 - коллектор для перемешивания чистого воздуха, поступающего от фильтров 35, и перемещения его к воздуховоду 10. Осадительная камера 42 и фильтровальная камера 44 в нижней части снабжены люками 46 для выгрузки пыли и мусора, имеющими резиновые уплотнения. В верхней горизонтальной плоскости коллектора 45 над фильтрами 35 установлены сопла 47, соединенные через ресиверы 48, 49, управляемый 34 и разгрузочный 30 клапаны с ресивером 31. Сопла 47 предназначены для импульсной продувки фильтров 35. Продувка производится при открытом клапане 34 и закрытых клапанах 28, 29 за счет подачи сжатого воздуха от ресивера 31 при автоматическом срабатывания разгрузочного клапана 30, который открывается при превышении заданного уровня давления в ресивере 31. Ресиверы 48 и 49 обеспечивают равномерную подачу воздуха к соплам 47. Под вакуумной емкостью 8 для транспортировки осажденного в накопительное средство (не показано) засорителя предусмотрен перегрузочный конвейер, состоящий из горизонтальной и откидной секций 50, 51 соответственно. Откидная секция 51 при работе опускается в нужное положение над торцевой частью сцепляемого с машиной накопительного средства.

Производительность по воздуху всасывающего вентилятора 13 превышает производительность напорных установок 24 и 25. Указанное превышение определяется исходя из необходимой и достаточной для исключения раздувания легкого засорителя скорости воздушного потока под щитами (15-25 м/сек), с использованием известных специалистам методов расчетов, с учетом конкретных конструктивных параметров устройства (длины боковых щитов, зазора под ними до головки рельса и общей площади указанного зазора).

Работа устройства основана на следующем. За счет динамического давления струй от сопел 17, 18 и их определенной направленности (преимущественно под углом 35-45° к очищаемой поверхности пути) засоритель сдувается и транспортируется двумя встречными потоками к соплу 21. После столкновения указанных потоков происходит их деформация и отклонение вверх вследствие имеющегося в горизонтальной плоскости подпора воздуха по всему периметру подборщика 2. Поперек пути подпор создается скоростными струями от сдувающих сопел 17 и 18, которые при движении до очищаемой поверхности создают завесу для поступления под подборщик 2 атмосферного воздуха, а при движении к соплу 21 - динамическое давление, препятствующее перемещению единого потока во встречном им направлении. В зазор под боковыми щитами 16 подборщика 2 и очищаемой поверхностью за счет высокой производительности по воздуху всасывающего вентилятора 13, превышающей производительность напорных установок 24 и 25, постоянно подсасывается атмосферный воздух, имеющий за счет относительно малой площади боковых зазоров, обеспечиваемой небольшим расстоянием между соплами 17, 18, достаточную для подпора в данном направлении скорость. Направлению единого потока вверх в значительной степени способствует сопло 21, так как при соударении встречных потоков и их торможении повышается статическое давление и единый поток стремиться переместиться в зону пониженного давления, которая образуется в сопле 21 за счет постоянного отсасывания воздуха вентилятором 13. При этом создается подъемная аэродинамическая сила, позволяющая поднять с поверхности фрагменты даже тяжелого засорителя (куски грязи, щебня, небольшие металлические предметы, битое стекло, бутылки и т.д.).

Дополнительные высоконапорные сопла 19 и 20 позволяют разрушить уплотненный наст из грязи и слежавшегося мусора импульсным воздействием высокоскоростных воздушных струй, создаваемых за счет автоматического срабатывания разгрузочного клапана 30. Ресиверы 26 и 27 служат для равномерной подачи воздуха к соплам 19, 20. При их использовании скорость машины должна быть минимальной, чтобы участок наста между импульсами был мал, что обеспечивает большую эффективность его разрушения. При наличии лишь разрыхленного засорителя сопла 19, 20 не используются, вследствие чего скорость движения машины может быть повышенной, так как струи от всасывающих сопел 17 и 18 обеспечивают достаточно быстрое и эффективное сдувание такого засорителя. С помощью управляемых клапанов 28 и 29 производится регулирование работы дополнительных высоконапорных сопел 19, 20 (включение или выключение), обеспечивающее их совместное или индивидуальное действие.

Перед началом работы закрывают все люки 46 вакуумной емкости 8, опускают откидную секцию 51 конвейера и боковые щиты подборщика 16, открывают заслонку 9 перед вентилятором 13 и одну из заслонок 4 или 5 (в зависимости от того, где производится очистка: в пути - заслонка 4; на междупутье - 5). Запускают всасывающий вентилятор 13 и компрессор 33 и при очистке колеи - напорные воздуходувные установки 24, 25. При работе в пути боковое сопло 3 находится в транспортном (поднятом) положении, а при очистке междупутья оно опускается в рабочее положение - над очищаемой поверхностью.

Для очистки пути производится движение машины в нужном направлении. При этом воздушные струи всасывающих сопел 17 и 18, а при наличии слежавшегося наста и от напорных сопел 19 и 20 (при открытых клапанах 28 и 29), воздействуют на засоритель и сдувают его под сопло 21. После соударения потоков, движущихся от сдувающих сопел 17, 18 и от боковых щитов 16, засоритель увлекается единым воздушным потоком в сопло 21. По воздуховоду 6 засоритель попадает в осадительную камеру 42 вакуумной емкости 8, где перенаправляется отбойным щитом 43 в нижнюю часть камеры, на дне которой осаждается крупный засоритель, а пыль уносится воздухом в фильтровальную камеру 44. На фильтрах 35 фильтровальной камеры 44 воздух отделяется от пыли и попадает в коллектор 45, а далее через воздуховод 10, колено 11, патрубок 12 поступает в вентилятор 13, которым выбрасывается в атмосферу.

После заполнения одной из камер вакуумной емкости 8 машину останавливают и, не отключая компрессор 29 и всасывающий вентилятор 13, отключают напорные воздуходувные установки 24 и 25 и перекрывают клапаны 28 и 29. При этом закрывают заслонку 9, которая перекрывает доступ воздуха в вентилятор 13, в результате чего в емкости 8 снимается разряжение, и давление в ней выравнивается с атмосферным, после чего возможна беспрепятственная разгрузка засорителя. Включают привод секций 50, 51 конвейера. Открывают последовательно люки 46 вакуумной емкости 8: сначала осадительной камеры 42, а затем фильтровальной - 44. После перегрузки мусора и пыли в накопительное средство открывается клапан 34 и производится импульсная продувка фильтров 35 вакуумной емкости 8, после чего клапан 34 закрывается. После закрытия люков 46 и остановки конвейера включают напорные воздуходувные установки 24 и 25, открывают заслонку 9 и машина продолжает движение на очищаемом участке пути.

За счет постоянной работы мощного всасывающего вентилятора 13 достигается сокращение времени простоя машины, так как время его включения и выключения (из-за большой мощности) сопоставимо со временем разгрузки вакуумной емкости 8.

Для очистки междупутья сопло 3 опускается в рабочее положение и разворачивается в удобное (в зависимости от имеющихся на междупутье препятствий) для движения положение. Откидные щиты 38 и 39 насадки 37 опускаются вниз и устанавливаются таким образом, что продольные щиты 38 обеспечивают зазор, создающий оптимальное всасывание для имеющегося на междупутье засорителя. Напорные установки 24, 25 не включаются, клапаны 28, 29 и 34 закрыты. Заслонка 4 воздуховода 6 перекрывается, а заслонка 5 открывается. Воздух засасывается под откидными щитами 38, 39 сопла 3, захватывает засоритель и поднимает его в насадку 37, через которую он по воздуховоду 7 транспортируется в вакуумную емкость 8, где схема его дальнейшего движения аналогична описанному выше (при движении засорителя от подборщика 2).

Проведение очистки пути воздействием на засоритель струями как от сдувающих и высоконапорных сопел, так и потоками воздуха, подсасываемого под боковыми щитами подборщика, в устройстве согласно изобретению обеспечивает эффективное разрушение, сдувание и засасывание засорителя при значительных зазорах между рабочим оборудованием машины и очищаемой поверхностью. Таким образом исключается контакт рабочего оборудования с элементами верхнего строения пути, при этом основные элементы подборщика (сопла) находятся в габарите подвижного состава, что исключает процедуру перевода их из транспортного положения в рабочее положение и наоборот, а значит и значительно упрощает конструкцию подборщика. Кроме того, в данном случае значительно снижаются эксплуатационные расходы, связанные с заменой изнашиваемых частей рабочего оборудования, контактирующих с верхним строением пути, и их техническим обслуживанием.

Изобретение относится к устройствам для очистки железнодорожных путей. Универсальная путевая пневмоуборочная машина содержит смонтированные на шасси, связанные между собой вакуумную емкость для сбора мусора и подборщик, включающий корпус и сообщаемые воздуховодами с напорной и всасывающей воздуходувными установками соответственно первое сдувающее и всасывающее сопла для очистки колеи. Подборщик включает второе сдувающее сопло, связанное воздуховодом со второй напорной воздуходувной установкой. Первое и второе сдувающие сопла расположены поперек пути навстречу друг другу по всей ширине очищаемой полосы, а всасывающее сопло установлено между ними вертикально, в средней части подборщика. Корпус подборщика снабжен боковыми откидными (подвижными) щитами, в рабочем положении доходящими нижней кромкой до головки рельса. Технический результат - обеспечение возможности эффективной работы подборщика путевой пневмоуборочной машины при значительных зазорах между очищаемой поверхностью и рабочим оборудованием, а также расширение зоны обслуживания. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Универсальная путевая пневмоуборочная машина, содержащая смонтированные на шасси, связанные между собой вакуумную емкость для сбора мусора и подборщик, включающий корпус и сообщаемые воздуховодами с первой напорной и всасывающей воздуходувными установками соответственно первое сдувающее и всасывающее сопла для очистки колеи, отличающаяся тем, что указанный подборщик включает второе сдувающее сопло, связанное воздуховодом со второй напорной воздуходувной установкой, указанные первое и второе сдувающие сопла расположены поперек пути навстречу друг другу по всей ширине очищаемой полосы, а всасывающее сопло установлено вертикально в средней части подборщика, при этом корпус подборщика снабжен боковыми откидными (подвижными) щитами, в рабочем положении доходящими своей нижней кромкой до головки рельса.2. Универсальная путевая пневмоуборочная машина по п.1, отличающаяся тем, что производительность по воздуху воздуходувной всасывающей установки превышает производительность воздуходувных напорных установок.3. Универсальная путевая пневмоуборочная машина по п.1, отличающаяся тем, что подборщик снабжен связанными с нагнетательной установкой (компрессором) дополнительными высоконапорными соплами, расположенными параллельно сдувающим соплам.4. Универсальная путевая пневмоуборочная машина по п.1, отличающаяся тем, что на входе всасывающей воздуходувной установки установлена подвижная заслонка.5. Универсальная путевая пневмоуборочная машина по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит подвижное всасывающее сопло для очистки междупутья, соединенное соответствующим воздуховодом, снабженным подвижной заслонкой, через вакуумную емкость с всасывающей воздуходувной установкой, при этом воздуховод всасывающего сопла для очистки колеи снабжен другой подвижной заслонкой.6. Универсальная путевая пневмоуборочная машина по п.5, отличающаяся тем, что подвижное всасывающее сопло для очистки междупутья выполнено в виде вытянутой насадки, снабженной по периметру откидными щитами.7. Универсальная путевая пневмоуборочная машина по п.5, отличающаяся тем, что подвижное всасывающее сопло для очистки междупутья соединено с соответствующим воздуховодом через поворотный круг, выполненный с возможностью вращения вокруг своей оси.8. Универсальная путевая пневмоуборочная машина по п.5, отличающаяся тем, что воздуховод подвижного всасывающего сопла для очистки междупутья выполнен телескопическим.