Транспортное средство для уборки снежно-ледяных образований с дорожных покрытий Советский патент 1985 года по МПК E01H5/00 

1 Изобретение относится к транспор ным средствам для уборки снежно-ледяных образований с дорожных покрытий, грунтовых наносов и смета в прилотковой части городских улиц, для гидроионизации воздуха и других видов работ по очистке и благоустройству городов. Известно транспортное средство для уборки снежно-ледяных образований с дорожных покрытий, содержащее раму, смонтированньЕЙ на ней бак для рабочей жидкости, насос высокого давления, сообщенный с баком, инжек ционный блок высокого давления с сопламиS которьш соединен с насосом высокого давления, при этом сопла установлены в передней части транспортного средства с возможностью и менения угла наклона к очищаемой поверхности, источник электрической энергии Л, . Недостатками этого устройства является низкая эффективность работ вследствие малой кинетической энергии струй рабочей ЖРЩКОСТИ для убор хи снежно-ледяных образованийj, высокий расход жидкости и узкие технологические возможности, что не позволяет использовать устройство в теплое время года. Цель изобретения - поБЫшение эффективности работы за счет увеличения кинетической энергии струй ра-бочей жидкости, расширение функциональных возможностей и снижение, рас хода рабочей жидкости. Поставленная цель достигается тем, что в транспортном средстве для уборки снежно-ледяных образований с дорожных покрытий, содержащем раму, смонтированньй на ней бак для рабочей жидкости, насос высокого давления, сообщенный с баком, инжекционный блок высокого давления с соплами, соединенный с насосом высокого давления, при этом сопла установлены .в передней части транспортного средства с возможностью, изменения угла наклона к очищаемой поверхности, источник электрической энергии,, инжекционный блок высокого давления представляет собой электро гидравлический насос, имеющий польш корпус, соосно соединенную с ним головку и выполненную в корпусе электроразрядную камеру, которая 1J электрически связана с источником электрической энергии и сообщена с насосом высокого давления через лабиринтньп1 канал, а также поршень с пружиной, который установлен в полости головкИэ при этом-сопла смонтированы с корпусе насоса, а входы сопл установлены под поршнем. Кроме того, транспортное средст- во может быть снабжено по меньшей мере тремя дополнительными электроразрядйыми камерами с лабиринтными каналами, размещенными в корпусе электрогидравлического насоса,и коллектором, сообщающим лабиринтные каналы с баком, возду;ин :тм соплом и обратиьми клапанами, которые сообщены с атмосферой и установлены в головке, смонтированной с возможностью поворота вокруг своей оси, при этом полость, в которой размещер.а пружина, сообщена с обратными клапанами, а воздушное сопло расположено под углом к очищаемой поверхнести. На фиг-, 1 изобра;кено транспортное сре/тство для уборки снежно-ледяных образований с дорожных покрытий, вид сбоку, на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 J на фиг, 3 - вид А на фиг. 2, на фиг „ 4 - 15азрез Б-Б на фиг.З; на фиг. 5 - 1ид В на фиг И 5 на фиг. 6 узелПна фиг.4 с соплами для обработки дорожного покрытия, на фиг,7 принципиальная электрогидравл гческая схема устройства на фиг. 8 - принци-пиальная схема уборки снега с дорожньк покр()ггий, на фиг с.9 - принципиальная схема уборки льда с дорожных покрытий; на фиг, 10 - узел II на фиг,4 с соплами для ионизации воздуха , Транспортное, средство 1 для уборки снежно-ледяных образований 2 с дорожных покрытий 3 содержит смонтированный на раме 4 бак 5 для жидкосТранспортное средство 1 представляет собой грузовую транспортную машину портального типа с механизмами погрузки и разгрузки бака 5. Бак 5 транспортного средства 1 расположен под рамой 4, а двигатель 6, основные механизмы силовой переда..{И 7 и кабина 8 водителя расположены над баком 5 для рабочей жидкости, что в сочетании со всеми управляемыми колесами 9 и реверсивным механиз3MOM в силовой передаче 7 обеспечива ют высокую маневренность MauiHHbi и обзор дорожного покрытия 3 На раме 4 смонтировано устройство для плавления снежно-ледяных образований 2 под воздействием кине тической энергии стрй 10 жидкости. Устройство состоит из насоса 11 высокого давления регулируемой производительности, кинематически связанного с электродвигателем 12, подключенным через и fflyльcнo-фopмирующее устройство 13 с злектрогенератором 14, инжекционного блока выс кого давления, выполненного в виде электрогидравлического насоса 15 ре гулируемой производительности,, кото рый установлен на силовой раме 16 и связан электрически через устройс во 17 для импульсного электропитани с электрогенератором 14, гидродинамических сопел 18 и системы трубопроводов , которые связывают между собой бак 5, насос 11 высокого давления и электрогидравлический насос 15, Вал электрогенератора 14 соединен через муфьу с вьгход1 ыг-1 валом коробки отбора мощности тра1;спортно го средства 1 (не показана), 1 Всасывающий патрубок насоса 11 высокого давления подключен к трубопроводу 19, нижний конец которого опущен в бак 15 для рабочей жид кости. Бак 5 заполнен слабой электропроводящей жщ костью, напри1-1ер раствором чистого -хлорида I хлористо го натрия, хлористого кальция или хлористого магния. Могут быть прим нены смеси хлористого натрия и хло ристого кальция в завист-юсти от температуры окружающего воздуха. Бак 5 снабжен вентилями для заполнения и слива жидкости (не показаны) . Нагнетательный патрубок насоса 11 соединен трубопроводом 20 с электрогидравлическим насосом 15. Электрогидравлический насос 15 состоит из корпуса 21, имеющего по меньшей мере три сходящихся элек троразрядных камеры 22, в которых установлены электроды 23. изолированные от станок электроразрядных камер 22 изоляторами 24, крьиску 25 и поворотную головку 26, Злектроразрядные камеры 22 соединены через радиальные каналы 27, осевой канал 28 и лабириктньй канал 29, выполненный в крышке 25, с трубопро 91 водом 20 насоса 11 высокого давления, а через лабиринтные каналы 30, коллектор 31 и трубопровод 32 с баком 5 для жидкости. Стенки электроразрядных камер 22 выполняют функции электродов и подключены к клемме - устройства 17 для импульсного электропитания. Электроды 23 установлены в электроразрядных камерах 22 коаксиально и имеют возможность осевого перемещения для изменения производительности насоса. Электроды 23 подключены параллельно к клеьше + устройства 17 для импульсного электропитания. Поворотная головка 26 электрогидравл1-гческого насоса 15 имеет осевой канал 33, в котором установлен поршень 34 с тарированной пружиной 35. Под поверхностьго поршня 34 установлены входы гидродинамических сопел 18. Сопла 18 в сечении имеют различную форму (круглые, эллиптические, плоские с расходящ1Ш11Ся каналами и т.п.) в зависимости от ви,дов уборки и использования транспортного средства. Сопла 18 могут быть вьшолнены в виде сопел Лаваля. Сопла 18 установлены в корпусе головки под острым углом, Полость размещения тарированной пружины 36 соединена через осевой 37 и радиальные каналы 38 с обратными клапанами 39 и 40,.Обратные клапаны 39 сообщены с атмосферой, а клапан 40 связан с воздушным соплом 41 посредством трубопровода 42 и канала 43. В головке 26 может быть предусмотрено несколько аналогичных сопел 18. Импульсно-формирующее устройство , t3 состоит из станции управления 44, трансформатора 45, Т1гристоров 46, 47 и 48 и тиристоров 49, 50 и 51, включенных встречно-параллельно, и сглаживающего дросселя 52. Управляющие электроды тиристоров 46-51 подключены к станциям управления 44. Тиристоры 46-48 и 49-51 с помощью станции управления 44 могут работать в выпрямительном или инверторном режимах. Управляющий выход импульсноформир тощего устройства 13 соединен с управляемым входом обмоткой якоря электродвигателя 12 постоянного тока насоса 11 высокого давления. Устройство 17 для импульсного электропитания подключено к электро генератору 14 и состоит из высоковольтного трансформатора 53, в перSвичной цепи которого включен резистор 1{, выпрямитешя 54, vjcicpoBoro разрядника 55, разрядного конденсатора 56., Искровый разрядник 55 с формнру ош,им промежутком выполнен ущравляемья посредством пускового блока 57.. Искровой разрядник 55 выполнен,; например, в виде двз-тс основных э.пектродов, один из которых молсет перемещаться для регулирования формирующего- промежутка и пускового электродаJ расположенного между основными электродами искрового разрядьика 55 „ Пусковой злектрод предназначен для образования искрового разряда в формггрлпо цем про межутке по управлягопдгм имп шьсам пускового блока 57„ Пусковой блок -5 подключен к станции 44 управления с ортаггамк травления, которая уста (Овлена в кабине 8 водителя т-рансггортного средства 1 „ Игшупьсно-й)ормируюк;ее устройство 13 и устройство 17 ..пп импулт,сного эгтектропитания 17 предназначены для управления насосом 11 высокого ;),явлония и гзлектр((равпическ;М кacoco( 15 и смот тирова1 в шка-рз 58 упранаения, установленном иг раме 4 i .Пля yiT7pKH снс;лио-)1едянь х уний 2 j устройстве И(::го. -зу;;тся IecKoJHvKO э:1ектрогидра:::;личрс; :их на сосов 15 (rbib.5), при этом нлсось; : J у;.;1ан :м. n; снлово ; ра,-;е i & , кото:;;-ая имеет :5ОЗмог; ос гь Г ариг;е ца ся UO напрач:;я;о1;1ИГ1 гюдвесного аппарата 60 г осредстзом скловьгх . 51 ; Годвесиой а парат 60 vCTauoE: e-: з гсреднзй част;-; трпвснортното средства 1 и имеет возмож ность на оси 62 при помощи которого (парнитию прГСоединены к раме 4 и ползуну 64, з,эаимодейстау с напрая.т-готцей 65 подвесного аппарата ЬО, Силовые пилиндрог 61 и 63 подклюнены к гипросистеме тпа С: Ортного средства , При использовании транспортного средства с нестсогг: кими элексроп-д-равлически 1и насосаки 15 в Ее для п/у;авки ене хно-лединых образ ваний предусмотрены общие коллекто Dbi с вентильями для подачи рабоче жидкости в электроразрядные камеры и сливы жидкости из них,, Кроме О, нскровые разр дники 55 с пуско 9bfMH блоками 57 устройства для 1е. импульсного элек1ропитания 17 мог-ут быть смонтированы в отдельных блоках и установлены на подвесном аппарате 60 для уменьшения индуктивности электрических цепей устройства. Д,ня повьгшения безопасности ис 1ользования устройства крьшки 25 электрогидравлических насосов 15 быть снабжены защитными кожухами, а в нижней части могут быть смонтированы за0(итные экраны для исключения выброса, например, льда на тротуар и,ни пешеходнупо дорожку. Транспортное средство работает след ющиь образом, В зависимости от погодных условий, времени года уз,ны и агрегаты транс 7ортного средства регулируются на задантн.гй работ, наприьшр на убор1су свежевыпавщего снега, уплотненного снега, ледяных образований с дорожньк покрытий;, грунтовых наносов 1-1 смета в прилотковой части городских улин, гидроионизации воздуха . мо/й;и контейнеров и т.п. При ом рег-у,пируется производительность ;;амс1г;оп ч na- ;TeTHie жидкости на сопел., HiiicoTa и угол наклона плектроги/хравлических насосов, нанряже1И е ис чнгника электрической ОНГ-Г;ГЦ , г ,:ч;ь1 состоянии дви ;ение rpaiici.OiiTHorc/ средства 1 не произio iHT, Г|ри этом в илшз льсно-формирую ;е -; ус .тройстве 13 группа тиристоров 46-4- по мотавливается для работы |Ч ныгркгпттельном режиме, группа и,агстор оз 49-51 - Б инверторном , а органь: управления станции 4 упргтрления находятся в отключенпоь; сос7оянкИо Бак 5 заполнен рабо1ей ; идкостью. Для приведения в действие устройства запускается лчвигатель транспортного средства 1 и выводится на за/;анные обороть; электрогенератор 14. При паботе двигателя электрогенератор 14 вырабатыв ет электроэнергию, которая подводр тся к станции 44 уг разленкя и к трансформаторам 45 и 53. На станции 44 управления устанавливается рел-им Прока тка электрогидравлическ - х насосов. Станция 4А улрап.тгения формттрует управляющие 1мнульсь; тока которые открьшают тирр сторы 46-48 и закрывают тиристо.РЬ 49-51,, При этом поток глектро7энергии поступает к электродвигател 12 через дроссель 52. Вал электродвигателя 12приводится во вращение Насос 11 высокого давления перекачи вает рабочую жидкость из бака 5 в электроразрядные камеры 22 электрогидравлических насосов 15 через трубопроводы 19, 20, общий коллекто лабиринтные каналы 29, осевые 28 и радиальные каналы 27, затем рабочая жидкость под давлением поступае в осевые каналы 33 поворотных головок 26 электрогидравлических насосов 15. В каждом осевом канале 33 возрастает давление, например, до 50 кг/см, которое воспринимается поршнем 34, Усилие развиваемое порш нем 34, не должно превышать усилия тарированной пружины 35 каждого электрогидравлического насоса 15. Вследствие этого избыток рабочей жидкости из электроразрядных камер 22 поступает в бак 5 через лабиринтные каналы 30, общий коллектор трубопровод 32. Затем увеличивается давление в осевых каналах 33, при этом усилия поршней 34 превышают ус ЛИЯ тарироваиных пружин 35. Благодаря этому поршни 34 перемещаются вправо (фиг.4,6) и рабочая жидкость через сопла 18 истекает на поверхность земли с определенной скорость По истечению рабочей жидкости из со пел 18 судят об исправности гидравлической системы электрогидравличес ких насосов 15. Затем транспортное средство 1 выводят-на участок дорожногопокрытия, подлежащий уборке уплотненного снега. Для этого подвесной аппарат 60 устанавливают в положени как показано на фиг.8, при этом тра ектории струй жидкости направлены к поверхности покрытия под углом, равным в пределах 30-80 . Одновременно с включением насоса 11 высоко го давления поток электроэнергии поступает к устройствам 17 для импульсного электропитания электрогид равлических насосов 15, в которых поток электроэнергии преобразуется в постоянньй ток высокого напряжения д заряжающий разрядные конденсат ры 56. По управляющим сигналам станции 44 управления устанавливается исход ный режим работы насоса высокого давления и включаются пусковые блок 918 57, которые формируют управляющие импульсы для поджига искровых разрядников 55. В соответствии с заданным алгоритмом поджигаются искровые разрядники 55, в которых возникают искровые разряды. При этом разрядные конденсаторы 56, создающие импульсы высокого напряжения, разряжаются. Разрядные токи конденсаторов 56 текут через электроразрядные камеры 22, заполненные рабочей жидкостью. В электроразрядных камерах 22 одновременно возникают импульсы высокого или сверхвысокого давления (электрогидравлический удар), под действием которых рабочая жидкость перемещает поршни 34 вправо (фиг.4), открывая входы сопел 18. Под действием высокого или сверхвысокого давления в осевых каналах 33 рабочая жидкость СО сверхзвуковой скоростью истекает из сопел 18 на очищаемое покрытие дороги. Одновременно при перемещении поршней 34 сжимается воздух в полостях тарированной пружины 36 который нагнетается в воздушные сопла 41 через обратные клапаны 40,, трубопроводы 42 и каналы 43, Искровые разряды в ж щкocти сопровождаются выделением тепла и возникновением гидpoдинa iичecкoгo ультразвукового поля. Вьщелившееся тепло нагревает рабочую жидкость Нагретая рабочая жрщкость, истекающая из сопел 18 под защитой воздушного потока, развивает высокую или сверхвысокую кинетическую энергию, Свежевьшавший или уплотненный снег под действием струИ жидкости разрыхляется и плавится, при этом струй жидкости при очень высоких скоростях эквивалентны твердому телу, что повьшает их эффективность. Благодаря наличию в рабочей жидкости чистых хлоридов снег дополнительнд растапливается и талая вода сливается в ливневую канализацию. Таким образом, осуществляется эффективная уборка свежевыпавшего или уплотненного снега при снижении расхода жидкости, При отсутствии ливневой канализации талый снег убирается, напрдагер, снегоподборщиками и сбрасьшается в водоемыа Для уборки ледяных образований с дорожных покрытий (фиг.9) изменя-ется регулировка искровых разрядников, производительность насосов и

91

угол наклона траектории жидкости. Угол наклона траекторий струй жидкости задается в пределах либо 45-60°, либо 20-30°.

При включении устройства с углом траекторий струй жидкости в пределах 45-60° лед разбивается аналогично приему при уборке уплотненного снега При задании угла и наклона траекторий струй жидкости в 20-30 струи жидкости легче проникают между слоем льда и дорожным покрытием, так как при остром угле траекторий струй жидкости-скалывающее воздействие на лед значительно вьште, чем при большом угле траекторий струй жидкости.

При уборке снежно-ледяных образований электрогидравлические насосы настраиваются таким образом, что струи жидкости каждого насоса могут опережать либо отставать относительно друг друга, при этом струи жидкости будут работать аналогично от-: алу известных снегоуборочньк машин, .Транспортное средство в летний период может быть использовано для уборки грунтовых наносов и сйета в 1фшютковой части городских улиц, для гидроионизации воздуха. При выполнении конкретных видов работ меняются гидродинамические сопла в поворотньж головках 26 электрогидр авлических насосов 15.

Для уборки rpyiiTOBbix наносов и смета в прилотковой части городск - улиц подвесной аппарат 60 устанавлива от р. положение, при котором траектории струй жидкости имеют наклон в 20-30 к поверхности покрытия , а трубопроводы 42 через коллектор подключается к баку 5, кана:аы 43 заглушаются. При включении устройства струи жидкости, например водопроводной воды, в импульсном режиме разрыхляют грунтовые накосы и осуществляют их смыв в ливневую канализацию. При повторном проходе транспортного средства по обрабатываемому участку отключается устройство 17 для импульсного электропитания и смыв остатков грунтовых наносов осуществляется за счет работы насоса 11 высокого давления в непрерывном режиме истечения струй воды из насосов 15, при этом лабиринтные каналы 30 перекрыты вентилем общего коллектора.

979110

Для осуществления гидроионизации воздуха поворотную головку 26 поворачивают вокруг оси на 180 и заменяют гидродинамические сопла 18 и

5 воздушные сопла 41 на конструкцию, показанную на фиг.1 О,

Гидроионизация воздуха заключается в том, что мелкая водяная пыль, двигаясь в воздухе с достаточной

0 скоростью, получает отрицательный заряд (баллоэлектрический эффект) и благодаря этому становится центром коагуляционного уплотнения взвешенной положительно заряженной пьши

5 и других примесей. Слипшиеся и смоченные частицы, а также вредные примеси выпадают в виде осадка.

Для обеспечения гидроионизации в элект13огидравлических насосах 15

0 предусмотрены гидродинамические

сопла 18 и воздушные сопла 41, отличительной особенностью которых является то. что вьгходы воздушных сопел 41 подключены за критическими

5 сечениями гидродинами еских сопел 18.

При работе коггструкции, указанной на фиг,10, воздух смешивается с водой и распыляется в воздухе.

Гидроионизация возд:у ;а может осуР (дествляться как в импульсном, так п п непрерывном режимах

Транспортное средство может быть использовано для мойки контейнеров. Для осуществления мойки контейнеров

бак 5 заправляют водой с добавкой мою1Ц.ИУ: срел.ств. Модификацию сопел используют по фиг.10, На контейнеро- возе откидывают контейнеры в поло/хопие разгрузки и покачиванием подр.есного аппарата 60 при включенном устройстве осуществляют мойку контейнеров . Аналогично мойке контейнеров осуш,ествляют полив зеленых наса;кдений и тротуаров, при этом бак . 5 заполняют чистой водопроводной

Предлагаемое транспортное средство может быть использовано при прокладке трубопроводов, кабелей в грунте, при этом возникает необходимость paspyiiieHPiH покрытия улиц, тротуаров.

Для разрушения покрытия насосы 1 1 н 15 регулируют на мaкc гмaльнyю производительность повьшшют исходное электропитание электрогидравлических насосов, регулируют искровые разрядники 53 для получения крутого

П1

фронта импульсов тока. Кроме того, трубопроводы 42 через коллектор подключаются к баку 5 для повышения в нем давления, а каналы 43 установочно поворотных головок 26 загхГушаются. Подвесной аппарат 60 устанавливают в исходное положение. После подготовительных работ транспортное средство 1 вьшодят на участок, подлежащий обработке, и включают устройство для плавки, В режиме прорезания струями воды покрытия средние электрогидравлические насосы 15 выключают, оставляя включенными крайние насосы. На медленной скорости транспортного средства осуществляют

3979112

резку покрытия, затем транспортное средство возвращают в исходное положение, устанавливают подвесной аппарат 60 с таким расчетом, чтобы

5 траектории струй жидкости были направлены под углом 20-30 к поверхности покрытия. Включают устройство для плавки и мощными струями воды взламьшают покрытие по всему участJO ку.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том что повышается эффективность транспортного средства, расширяются

t5 технологические возможности и снижается расход рабочей жидкости.

1. ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ УБОРКИ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ С ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ, содержащее раму, смонтированньй на ней бак для рабочей жидкости, насос высокого давления, сообщенный с баком, инжекционный блок высокого давления с соплами, соединенный с насосом высокого давления, при этом сопла установлены в передней части транспортного средства с возможностью изменения угла наклона к очищаемой поверхности, источник электрической энергии, отличающееся тем, что, с целью повьшения эффективности работы за счет увеличения кинетической энергии струй рабочей жидкости, расширения функциональных возможностей и снижения расхода рабочей жидкости, инжекционный блок высокого давления представляет собой электг огидравлический насос. имеющий полый корпус, соосно соединенную с ним головку и выполненную в корпусе электроразрядную камеру, которая электрически связана с источником -электрической энергии и сообщена с насосом высокого давления через лабиринтный канал, а также поршень с пружиной, который установлен в полости головки, при этом сопла смонтированы в корпусе насоса, а входы сопл установлены под поршнем. 2.Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере тремя дополнительными электроразрядными камерами с лабиринтнымиканалами, . размещенными в корпусе электрогидравлического насоса, и коллектором, сообщающим лабиринтные каналы с баком. 3.Транспортное средство по пп.1 и2, отличающееся тем,. что оно снабжено воздущным соплом и обратными клапанами, которые сооб Од щены с атмосферой и установлены в | головке, смонтированной с возможностью поворота вокруг своей оси, при этом полость, в которой размещена пружина, сообщена с обратными клапанами, а воздутпное сопло расположено под углом к очищаемой поверхности.

5S

iSaef

25

i , jifl;::ltr:::f:::::; |ii|

И

- j H-ifj -ir Г }

Фи.г.

Фаг. 6

4

/4

;M-t

f 50 I L..|04

-7f f4 -f--h I f

0--0

9У-

/5

,4. t

/

- xtc-;

.

/

/ K,,

X

(11i

-- ,„„,/1х„.

i,:. И I f 1

..(„,......™i.. ,

Ч i / i

I ( . , ,

J2

/7-f

J.. ( f....,

Гт...

o:

1ЧЖГ i.«,:;y;.i

/Ax.x5/

f

-3

SI

LJ

.TL.

,™..l...j

Фиг.в

Фиг. д Щпобернуто)