Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов Гаврилова В.А. Российский патент 2023 года по МПК B60F3/00 B63B35/32 E02B3/02 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к устройствам, предназначенным для сбора загрязнений с поверхности открытых водоемов, а так же для среза и сбора подводной и надводной растительности и бытового мусора, при проведении работ по рыбохозяйственной мелиорации в акватории и вдоль береговой линии водоёмов.

На сегодняшний день остро стоит вопрос об очистке русел рек, протекающих в крупных городах. Активная застройка, укрепление набережных, установка мостов, все это изменяет течение, образует заводи и застойные участки, которые способствуют активному зарастанию русла и снижению скорости течения реки. Существует необходимость проведения сезонных очистных работ. При этом устройства осуществляющие очистку не могут оставаться на воде после окончания рабочей смены, поэтому необходимо осуществлять их транспортировку к месту стоянки.

Известны автомобили-амфибии с убирающимся шасси и гребным винтом, которые предназначены для передвижения по твердому грунту, болотистой местности и воде. Но такие автомобили до настоящего времени не используются для выполнения работ по очистке водоемов.

Известно несколько устройств, предназначенных для очистки водоемов:

Камышекосилка «Медведка», предназначена для выкашивания жесткой растительности в искусственных и естественных водоемах глубиной не менее 0,4м. (источник известности: http://aosomz.ru/catalog/product/34)

Указанное устройство не является амфибией, поэтому неспособно самостоятельно передвигаться по суше, это влечет за собой расход времени и денежных средств на доставку устройства к месту проведения очистных работ. Кроме того, известная камышекосилка неспособна эффективно, то есть за один проход срезать 100% подводной растительности толщиной 1-1,5 мм. Для полного среза тонкой подводной растительности, характерной для всех водоёмов РФ, камышекосилка должна проходить по одному и тому же участку по 3-4 раза, что так же приводит к увеличению времени на обработку одного участка.

Лодка «Berky», (источник известности: https://www.berky.de/maehboot-berky-nereus-150-p6310/) так же не является амфибией, поэтому для ее транспортировки так же необходимо привлечение дополнительного транспорта. При этом грабли-коллектор лодки, не предназначены для сбора ряски, бытового мусора и тонкой срезанной растительности. Они предназначены только для сбора срезанного камыша и крупной прибрежной растительности. При этом скашивание растительности выполняют другим навесным оборудованием. При смене режущего навесного оборудования, на оборудование для сбора, требуется понести значительные временные и трудозатраты.

Многофункциональная самоходная машина «Портум» (источник известности https://www.xn--l1adcfkg.xn--p1ai/portum-1200) является амфибией и состоит из понтонов, приводных гусениц, моторного отсека с дизельным двигателем, места оператора с приборами управления. Понтоны обеспечивают плавучесть машины, и являются направляющими для приводных гусениц. Приводные гусеницы обеспечивают передвижение машины по твердой и водной поверхности. Несмотря на то, что самоходная машина имеет возможность передвижения по твердой и водной поверхности, до места работы в черте города, требуется обеспечить ее доставку на специальном транспорте. Кроме того, недостатками самоходной машины можно назвать работу на дизельном топливе и применение двигателя «Кубота» пр-ва Японии, который требует частой замены масла в двигателе (после обкатки через каждые 100 моточасов, т.е. через 12,8 рабочих смен, что приводит к частому простою оборудования и сокращению рабочих смен в сезоне. Так же необходимо отметить, что самоходная машина управляется компьютеризированной системой, которая часто отказывает в рабочих условиях, что негативно сказывается на работе всех систем и повышает вероятность нанесения ущерба не только самой машины, но и имуществу третьих лиц, находящемуся вблизи машины, потерявшей управление.

Недостатками перечисленных устройств является то, что для их транспортировки до места проведения работ необходимо привлечение дополнительной грузовой техники, а устройство для среза и сбора растительности не предназначены для очистки от тонкой подводной растительности, характерной для всех водоёмов РФ, что снижает эффективность проводимых работ и увеличивает время нахождения устройств на одном участке.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение является разработка такой машины для очистки водоемов, которая имеет возможность среза и сбора тонкой растительности, сбора бытового мусора, попадающего в водоем, за один проход по определенному участку, при этом машина должна иметь возможность перемещения по дорогам общего пользования для исключения привлечения дополнительной грузовой техники.

Технический результат заключается в создании универсального автомобиля-амфибии для очистки водоемов, который осуществляет совместный процесс среза и сбора подводной и надводной растительности и бытового мусора без монтажа — демонтажа навесного оборудования, и имеет возможность входа в воду, выхода на берег и следования к месту стоянки на собственном колесном ходу, без привлечения вспомогательной техники.

Технический результат достигается за счет того, что автомобиль — амфибия для очистки водоёмов включающий корпус с кабиной, двигатель, колеса, гребной винт и распределенный привод с передачей усилий на колесные оси и на вращение винта, а также систему управления, согласно изобретению снабжен устройством для очистки водоема, представляющим собой коллектор с системой гидроцилиндров и режущим инструментом, а гребной винт выполнен с возможностью изменения вектора тяги.

Коллектор выполнен с возможностью вертикального перемещения относительно корпуса автомобиля-амфибии.

Коллектор выполнен в виде коробчатой конструкции, все элементы которой выполнены из водопроницаемого материала.

Режущий инструмент коллектора расположен на кромке нижнего горизонтального элемента коллектора и представляет собой двухуровневую пилу, приводимую в действие электрическим или гидравлическим мотором, выполненными в морском исполнении.

Винт расположен ниже ватерлинии и имеет бочковидную защиту.

Выполнение автомобиля-амфибии с распределенным приводом для передачи усилий на колесные оси и на вращение гребного винта, который выполнен с возможностью изменения вектора тяги, и снабженного коллектором для одновременного среза растительности посредством двухуровневой пилы и сбора срезанной растительности в указанный коллектор, обеспечивает снижение времени обработки одного участка и обеспечивает возможность входа в воду, выхода на берег и следования к месту стоянки без привлечения вспомогательной техники.

Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в создании универсального автомобиля-амфибии для очистки водоемов, который осуществляет совместный процесс среза и сбора подводной и надводной растительности и бытового мусора без монтажа — демонтажа навесного оборудования, и имеет возможность входа в воду, выхода на берег и следования к месту стоянки на собственном колесном ходу, без привлечения вспомогательной техники.

В результате проведенных патентных исследований не выявлено известных из уровня техники аналогичных решений, характеризуемых заявляемой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» и «изобретательский уровень», автомобиль-амфибия соответствует критерию «промышленная применимость» так как может быть изготовлен в промышленных масштабах с использованием стандартного оборудования.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:

фиг. 1 показан автомобиль-амфибия, вид сбоку;

фиг. 2 показан автомобиль-амфибия, вид сверху;

фиг. 3 показан автомобиль-амфибия, вид снизу;

фиг. 4 показан автомобиль-амфибия, вид спереди;

фиг. 5 показан автомобиль-амфибия, вид сзади;

фиг. 6 показан коллектор;

фиг. 7 показан участок пилы, установленной на коллекторе.

Автомобиль-амфибия включает корпус 1 с кабиной 2, двигатель 3, колеса 4, гребной винт 5, распределенный привод (не показан) с передачей усилий на колесные оси и на вращение гребного винта 5, а так же систему управления 6. На носовой части корпуса 1 автомобиля установлено устройство для очистки, представляющее собой коллектор 7 с системой гидроцилиндров 8 и режущим инструментом, расположенным на кромке нижнего горизонтального элемента коллектора 7 и представляющим собой двухуровневую пилу 9, приводимую в действие мотором 10.

Для повышения удобства управления коллектором 7 и обеспечения возможности контроля над процессом очистки, в носовой части корпуса 1 автомобиля выполнена выемка 11, расположенная на траектории видимости оператором рабочей части коллектора в заглубленном состоянии. Корпус 1 может быть изготовлен из алюминиевого сплава марки 5083 или АМг5, и снабжен вставками из пенополиуретана в форме жёстких листов толщиной 100 мм и в форме пены для уплотнения стыков, для обеспечения плавучести. Кабина 2 автомобиля-амфибии имеет крышу 12.

Коллектор 7 выполнен в виде коробчатой конструкции, выполненной из водопроницаемого материала. В качестве водопроницаемого материала предпочтительно применять металлическую сетку с ячейкой 0,6-0,8 см. Для изготовления неразборной рамы 13 коллектора 7, применяют алюминиевый сплав повышенной прочности. Заготовки из прямоугольного профиля сваривают в неразборную раму 13 L-образной конструкции с торцевыми прямоугольными сторонами. Трубы круглого сечения устанавливают на расстоянии 250-500 мм друг от друга для поддержания сетки и груза, собранного внутри коллектора 7 в ходе работы.

Двухуровневая пила 9 состоит из верхней режущей пилы 14 (фиг. 7), осуществляющей возвратно-поступательные движения, относительно нижней неподвижной пилы 15 (фиг. 7) и приводится в действие боковым мотором 10 в «морском» исполнении (из коррозионностойких материалов с порошковой окраской, дополнительно защищающей от коррозии корпуса) соединённым с планетарно-шатунным механизмом. Мотор 10 для приведения в действие двухуровневой пилы 9 может быть как электрическим, так и гидравлическим. Плотность соединения верхней режущей пилы 14 с нижней неподвижной пилой 15 обеспечивается металлическими прямоугольными профилями 16, закреплёнными по всей длине планки верхней режущей пилы 14. Зубья верхней режущей пилы 14 и нижней неподвижной пилы 15 установлены на расстоянии
40 мм от крайних точек основания каждого зуба в своём ряду и имеют форму усечённой пирамиды с углами основания 75 градусов. Такая схема расположения зубьев при средней скорости вращения мотора обеспечит максимальное качество срезки подводной и надводной растительности толщиной от 1 до 10 мм даже при относительно высокой (более 5 км/ч) скорости движения автомобиля-амфибии на воде.

Для обеспечения необходимой скорости передвижения автомобиля-амфибии на воде он может быть укомплектован как одним, так и двумя гребными винтами 5. На чертежах представлен вариант комплектования двумя винтами. Гребные винты 5 расположены ниже ватерлинии 17 и имеют бочковидную защиту.

Для обеспечения передвижения автомобиля-амфибии по дорогам общего пользования в темное время суток, на крыше корпуса установлены передний и задний фонари 18, а также передние и задние фары 19

Автомобиль-амфибия работает следующим образом:

Прибывает к месту выполнения работ на собственном колёсном ходу и съезжает в воду на колёсах 4 на соответствующую глубину до момента потери сцепления колёс с донным грунтом. После потери сцепления колес 4 с донным грунтом, автомобиль-амфибия удерживается на плаву за счет корпуса 1. Оператор поднимает колёса 4 над водой за счёт механических манипуляторов, включает гребной винт 5 и выезжает на водную акваторию для проведения работ.

Для начала проведения очистных работ, оператор заглубляет коллектор 7 с двухуровневой пилой 9, управляя гидроцилиндрами 20 на глубину до 80 см и включает мотор 10, приводящий в движение верхнюю режущую пилу 14. Оператор, последовательно проходя участок, предназначенный для обработки, производит срезку и сбор растительности и поверхностного мусора до заполнения коллектора 7, затем поднимает наполненный коллектор 7 над водой за счет работы гидроцилиндров 20 и выключает пилу 9.

Для выгрузки отходов оператор направляет автомобиль-амфибию к месту выгрузки отходов и производит управляемое опрокидывание коллектора 7 с помощью гидроцилиндров 8. В том случае, если выгрузка содержимого коллектора 7 невозможна или неудобна путём опрокидывания в месте складирования отходов, необходимо произвести полную очистку содержимого коллектора 7 вручную.

После разгрузки автомобиль-амфибия отъезжает от места разгрузки и повторяет весь рабочий цикл столько раз, сколько это возможно за рабочую смену.

При завершении работ на водной акватории оператор направляет автомобиль-амфибию к берегу с включённым гребным винтом 5, вблизи берега опускает колёса 4 в вертикальное положение и, убедившись в достаточной силе сцепления колёс с подводным грунтом, отключает гребной винт 5, затем автомобиль выезжает из воды и направляется к месту стоянки техники до начала новой рабочей смены.

При недостаточной освещённости в тёмное время суток включают передний и задний фонари 18, расположенные на кабине, а также, передние и задние фары 19 для передвижения по дорогам общего пользования.

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к устройствам, предназначенным для среза и сбора подводной и надводной растительности и бытового мусора. Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов включает в себя корпус с кабиной, двигатель, колеса, гребной винт и распределенный привод с передачей усилий на колесные оси и на вращение гребного винта, а также систему управления. Автомобиль снабжен устройством для очистки водоема, представляющим собой коллектор с системой гидроцилиндров и режущим инструментом. Гребной винт выполнен с возможностью изменения вектора тяги. Достигается эффективность при совместном процессе среза и сбора подводной и надводной растительности и бытового мусора без монтажа-демонтажа навесного оборудования, и имеется возможность входа в воду, выхода на берег и следования к месту стоянки на собственном колесном ходу, без привлечения вспомогательной техники. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов, включающий корпус с кабиной, двигатель, колеса, гребной винт и распределенный привод с передачей усилий на колесные оси и на вращение гребного винта, а также систему управления, отличающийся тем, что автомобиль снабжен устройством для очистки водоема, представляющим собой коллектор с системой гидроцилиндров и режущим инструментом, а гребной винт выполнен с возможностью изменения вектора тяги.

2. Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов по п.1, отличающийся тем, что коллектор выполнен с возможностью вертикального перемещения относительно корпуса автомобиля.

3. Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов по п.1, отличающийся тем, что коллектор выполнен в виде коробчатой конструкции.

4. Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов по п.3, отличающийся тем, что все элементы коробчатой конструкции выполнены из водопроницаемого материала.

5. Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов по п.1, отличающийся тем, что режущий инструмент коллектора расположен на кромке нижнего горизонтального элемента коллектора и представляет собой двухуровневую пилу, приводимую в действие мотором.

6. Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов по п.5, отличающийся тем, что мотор представляет собой электрический мотор, выполненный в морском исполнении.

7. Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов по п.5, отличающийся тем, что мотор представляет собой гидравлический мотор, выполненный в морском исполнении.

8. Автомобиль-амфибия для очистки водоёмов по п.1, отличающийся тем, что винт расположен ниже ватерлинии и имеет бочковидную защиту.