Рабочее оборудование подметально-уборочной машины Советский патент 1985 года по МПК E01H1/02 E01H3/00 

(

/7

Фиг.1

2.Оборудование по п.1, отличающееся тем, что осевые каналы ворса цилиндрической щетки выполнены закрытыми с внешнего торца. .

3.Оборудование по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения качества обеспыливания во духа в зоне под14етания, осевые каналы ворса цилиндрической щетки выполнены сквозными.

4.Оборудование по пп. 1 - 3, отлич ающе е ся тем, что радиальные отверстия в дополнительном трубопров.оде вьшолнены в пределах зоны, ограниченной центральным углом, которьй равен центральному углу зоны контакта ворса с дорожным покрытием, при этом зона расположения радиальных отверстий в дополнительном трубопроводе расположена в нижнем квадранте окружности вращения цилиндрической щетки и смещена

в сторону вращения щетки относитель

142569

но ее вертикальной оси на угол, равный половине центрального угла зоны контакта ворса с очищаемым покрытием, а величина центрального угла зоны контакта ворса с покрытием определяется выражением

о Н „ R-h 2 arccos B- 2 arccos -т- , кR

гдеУ - центральный угол зоны контакта ворса цилиндрической щетки с очищаемым покрытием; R - радиус вращения внешних торцов ворса щетки; Н - высота установки оси вращения щетки над очищаемым покрытием;h - величина деформации ворса

щетки.

5.Оборудование по пп.1-4, о т личаюЩееся тем, что источник среды вьтолнен в виде водяного насоса, сообщеннйго с резервуаром.

1. РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПОДМЕТАЛЬНО-УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ, содержащее установленную на полой оси цилиндрическую щетку с радиально расположенным ворсом, источник среды, под давлением, с которым сообщен трубопровод подачи среды к цилиндрической щетке, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности подметания путем принудительного увеличения жесткости ворса в момент его отрывания от очищаемого покрытия, оно снабжено дополнительным трубопроводом с радиальными отверстиями, неподвижно уста новленным внутри полой оси цилиндрической щетки и сообщенным с трубопроводом подачи среды, при этом ворс вьптолнен в виде полых трубочек с осевыми каналами, сообщенными с радиальными отверстиями дополнительного трубопровода через а сквозные отверстия в полой оси цилиндрической щетки. (Л

Изобретение относится к рабочему оборудованию машин для летнего содержания автомобильных дорог, в частности подметально-уборочных машин.

Известно рабочее оборудование подметально-уборочной машины, содержащее установленную на полой оси цилиндрическую .щетку с радиально расположенным ворсом, источник среды под давлением, с которым сообщен трубопровод подачи среды к цилиндрической щетке Л .

Недостатком известного устройства является плохое обеспыливание воздуха (очистка воздуха от летучих пылеватых частиц, которые составляют до 40% массы смета) в зоне подметания вследствие хаотичной ориентации потоков воздуха после выхода из трубопровода. Кроме того, подача .воздуха под давлением к цилиндрической щетке не влияет практически на процесс взаимодействия ворса с дорожным покрытием и не обеспечивает поэтому уменьшения энергоемкости подметания и износа ворса щетки, что снижает эффективность подметания.

Цель изобретения - повьш1ение зффективности подметания путем принудительного увеличения жесткости ворса в момент его отрьшания от очищаемого покрытия.

Цель достигается тем, что рабочее оборудование подметально-уборочной машины, содержащее установленную на полой оси цилиндрическую щетку с радиально расположенным ворсом, источник среды под давлением,

с которым сообщен трубопровод подачи среды к цилиндрической щетке, снабжено дополнительным трубопроводом с радиальными отверстиями, неподвижно установленным внутри полой

оси цилиндрической щетки и. сообщенньм с трубопроводом подачи среды, При этом ворс вьшолнен в виде полых трубочек с осевыми каналами, сообщенными с радиальными отверстиями

дополнительного трубопровода через 3 сквозные отверстия в полой оси.цилиндрической щетки. Осевые каналы ворса цилиндричес кой щетки вьшолнены закрытыми с вн него торца или осевые каналы ворса цилиндрической щетки вьшолнены сквозными. Радиальные отверстия в дополнительном трубопроводе вьшолнены в пределах зоны, ограниченной центральным углом, который равен центральному углу зоны контакта ворса с дорожным покрытием, при этом зон расположения радиальных отверртий в дополнительном трубопроводе расположена в нижнем квадранте окружности вращения цилиндрической щетк и смещена в сторону вращения щетки относительно ее вертикальной оси на угол, равный половине центрального угла зоны контакта ворса с оч щаемьп4 покрытием, а величина центрального угла зоны контакта ворса с покрытием определяется вьфажение

R-h

Н

У 2 arccos 2 arccos --r,

где V - центральный угол зоны контакта ворса цилиндрической щетки с очищаемым покрытием R - радиус вращения внешних

торцов ворса щетки; Н - высота установки оси вращения щетки над очищаемым покрытием; h - величина деформации ворса

щетки.

Кроме того, источник среды выполнен в виде водяного насоса, сообщенного с резервуаром.

На фиг. 1 схематично показана подметально-уборочная машина с р абочим оборудованием, опущенным на дорожное -покрытие; нй фиг. 2 цилиндрическая подметальная щетка, поперечный разрез; на фиг. 3 и 4 сечение А-А на фиг. 2 (варианты давления среды на стенки осевых канало ворса).

Рабочее оборудование подметально-уборочной машины содержит подметальную цилиндрическую щетку 1 с кожухом 2, смонтированные обычным образом на базовом автомобшш 3 с установленными на нем источником cpBRbif например воздушным вентилягде R - радиус вращения ворса 9 цилиндрической щетки 1; Н - высота установки оси вращения щетки 1 над дорожным

покрытием 16;

h - величина деформации ворса 9 щетки при взаимодействии с дорожным покрытием 16.

Осевыеканалы 10 ворса 9 сообщены через сквозные отверстия 12 в полой оси 11 с радиальными отверстиями 15 трубопровода 13. Зона расположения радиальных отверстий 15

размещена в нижнем квадранте окружности вращения щетки 1 (фиг. 2) и смещена в сторону вращения щетКи, показанную стрелкой (О относительно ее вертикальной оси на угол 0,5 у .

Осевые каналы 10 ворса 9 цилиндрической щетки 1 выполнены сквозными, с возможностью истечения среды через отверстия во внешней торцовой поверхности ворса (фиг. 3). В другом варианте осевые каналы 10 ворса 9 цилиндрической щетки 1 выполнены закрытыми с внешнего торца, при этом осевые каналы 10 разобщены с атмосферой (фиг. 4). Кроме того, дополнительно в виде источника среды использован водянок насос 8, соединенный через магистраль 17, неподвижный трубопровод 13, радиальные отверстия 15 9 .4 тором 4, и всасывающим соплом 5, которые соединены через бункер 6. Кроме того, на базовом автомобиле 3 установлен водяной бак 7, снабженный водяным насосом 8 для влажного обеспьшивашгя зоны подметания. Цилиндрическая щетка .1 снабжена ворсом 9, который выполнен в виде полых трубочек с осевыми каналами 10 (фиг. 3 и 4). Внут.ри полой оси 11 цилиндрической щетки 1, снабженной расположенными вдоль этой оси сквозными отверстиями 12, установлен дополнительный трубопровод 13, соединенный трубопрсзодом 14 с источником среды под давлением. Трубопровод 13 снабжен радиальными отверстиями 15, которые выполнены в пределах зоны, ограниченной центpaJibHbw углом У , которьй равен центральному углу зоны контакта ворса 9 с дорожнь м покрытием 6 и определяется соотношением V, о Н ,, R-h у 2 arccos -п arccos -р-/

51

и сквозные отверстия 12 в оси 11 с осевыми каналами 10 ворса 9,

Рабочее оборудование подметальноуборочной машины функционирует следующим образом.

При поступательном движении базового автомобиля 3 цилиндрическая 1 обычным образом опускается на дорожное покрытие 16 и вращается навстречу движению машины, как показано стрелкой (д/на фиг. 2. Вступая в контакт с дорожным покрытием 16, ворс 9 цилиндрической щетки 1 спытьтает изгибную деформацию, а при последующей потере контакта с дорожным покрытием ворс 9 выпрямляется, отбрасывая загрязнения по направлен1со вектора скорости Uj (фиг. 2). Далее загрязнения попадают во всасывающее сопло 5 и под действием потока воздуха, создаваемого вентилятором 4, транспортируются в бункер 6. При этом мелкие пылеватые частицы загрязнений под действием электростатическйх сил и турбулентных потоков воздуха, образующихся за счет вентиляторного действия цилиндрической щетки 1, стремятся заполнить воздушный объем щеточной камеры под кожухом 2 подметальноуборочной машины и через зазоры между кожухом 2 и дорожным, покрытием 16, а также-через другие зазйры, нарушающие герметичность щеточной камеры (не показаны) вьшетают наружу, что может привести к резкому увеличению запыленности воздуха над дорожным покрытием 16 после прохода подметально-уборочной машины. .

При подаче под давлением воздуха от источника среды - вентилятора 4 по магистрали 14 к неподвижному трубопроводу 13 происходит истеченйе воздуха через радиальные отвар- .стия 15 и сквозные, отверстия 12 оси 11 щетки в осевые каналы 10. ворса 9 в пределах эоны, расположенной в нижнем квадранте окружности врагцения щетки 1, смещенной на угол 0,5 jf относительно вертикальной оси щетки в сторону ее вращения и ограниченной центральньш углом у . Потоки воздуха, выходя из отверстий сквозных осевых каналов 10 ворса 9 по направлению, показанному векторами скорости истечения Uj производят подавление пьшеватых частиц, образуя

25696

воздушную завесу и ограничивая перемещение пьшеватых частиц направлением, показанным вектором Uj на фиг-.2. Скорость истечения потоков воздуха 5 Uj,. через осевые каналы 10 ворса 9 выбирается меньшей относительно скорости Uj отбрасывания загрязнений ворсом 9, ПОЭТОМУ траектория отброса крупньпс частиц загрязнений по вектору Uj практически не изменяется, а пылеватые частицы увлекаются крупнь1ми и::стицами загрязнений к всасьшающему соплу 5. Уменьшению инерционности среды - воздуха, и быстро 5 му выбросу ее из осевых каналов 10 ворса 9 в пределах зоны, ограниченной углом у , способствует действие на среду в каналах 10 центробежной силы вследствие сложного суммарного

20 движения концов ворса 9-равномерного вращения вокруг оси 11 щетки и восстановления упругой изгибной деформации .

Ограничение угловых размеров зоны подачи среды в осевые каналы 10 ворса 9 определяется тем, что до выхода ворса из контакта с дорожным покрытием (при угле смещения указанной зоны по направлению враQ щения ци.т1индрической щетки 1 менее 0,5 у ) подача среды для обеспьшивания нецелесообразна .и может привести только к выбросу пьшеватых частиц под щетку 1 на уже очищенное . дорожное покрытие 16. В то же время увеличение угловых размеров зоны подачи среды в осевые каналы 10 CBbmie указанного угла нецелесообразно вследствие того, что ворс 9

- при .этом выходит из области интенсивного пыпеобраяования и подача среды,будет только увеличивать энергоемкость процесса подметания. I

Дополнительный эффект от подачи

5 среды в осевые каналы 10 ворса 9 -состоит в принудительном увеличении жесткости ворса в момент восстановления его упругой изгибной деформации. При подаче среды в сквозные осевые каналы 10 (фиг. 3) стенки этих каналов испытьшают давление среды, распределенное по трапециевидной .эпюре. В момент восстановления упругой изгибной деформации ворса 9 давление среды на стенки осевых каналов 10 создает дополнительный мо1мент, восстанавливающий изгибную деформацию, аналогичную действию внутреннего давления среды на изогну тую манометрическую пружину: на растянутые стенки каналов, имеющие удлинение и соответственно увеличенную площадь, действует б.олее вы.сокая сила давления, чем на сжатые стенки. Разность этих сил давления и создает дополнительный момент силы, разгибающий ворс. Необходимо отметить, что неравномерность эпюры давлений среды внутри каналов 10 (фиг. 3) способствует наилучшему режиму разгибания ворса, так как максимальному изгибу ворса 9 в месте заделки в щетку 1 соответствует максимальное давление среды Р ; нимальное давление среды Pmin соответствует свободному концу ворса, который испытывает минимальную изтиб ную деформацию. Вследствие принудительного увеличения жесткости ворса момент егй отрьша от дорожного покры тия 16 возрастает скорость отбрасывания загрязнений U и соответственн повьппается прицельность процесса отбрасывания по направлению к всасывающему соплу 5. В то же время в процессе взаимодействия с дорожным покрытием 16 ворс 9 имеет минимальную жесткость, что обеспечивает минимальные изиос ворса и энергоемкость привода вpaщekия цилиндрической щетк 1. Кроме того, дополнительный эффект обеспечивается отводом тепла от внеш них концов ворса 9 при истечении среды под давлением через сквозные осевые каналы 10: вследствие плохой теплопроводности и малой теплоемкости синтетического (капронового, поли уретанового и т.п.) ворса его внешние концы испытывают значительную теплонапряженность в процессе трения о дорожное покрытие, причем теплонапряженность накапливается с каждым оборотом щетки 1, приводя к оплавлению концов ворса и механическому его разрушению из-за теплового разры ва полимерных связей (концы ворса ст новятся ломкими, причем этот вид раз рушения может преобладать над абразивным износом ворса). Интенсивный отвод тепла от концов ворса 9 за сче подачи среды через осевые каналы 10 способствует существенному увеличени его долговечности и снижению затрат на техничес1 ую эксплуатацию подметально-уборочной машины, которые на 25-30% связаны с заменой ворса цилиндрической щетки. 69 При использовании в качестве точника среды водяного насоса 9 из бака 7 подается по магистрали 17 в неподвижный трубопровод 13 и далее описанным выше путем через сквозные осевые каналы 10 ворса 9 (фиг.2 и З) выбрасывается под давлением в зону подметания, производя орошение сверху загрязнений, отбрасываемых ворсом 9 в направлении вектора скорости Uj и обеспечивая влажное пылеподавление. Использование в ка честве среды воды, подаваемой под давлением в сквозные осевые каналы 10 ворса 9 требует меньшего проходного сечения каналов 10. Вследствие большого количества ворса 9 на цилиндрической щетке 1 и высокой окружной скоростивнешних концов ворса происходит мелкодисперсное распыление воды по всему объему щеточной камеры без использования ка ких-либо дополнительных форсунок. - распылителей в системе влажного обеспыливания. Целесообразна также подача в трубопровод 13 одновременно воздуха и,воды под давле- нием: истечение через сквозные осевые каналы 10 (фиг. 3) такой двухфазной среды обеспечивает суммарное действие сухого пьшеподавления и влажного обеспыливания,максимально снижая уровень запыленности воздуха после прохода подметально-уборочной машины. Более высокое гидравлическое сопротивление истечению воды через сквозные осевые каналы 10 компенсируется действием на среду более высокой центробежной силы, что обусловлено более высокой объемной массой воды по сравнению с объемной массой воздуха. В другом варианте ворс 9 цилиндрической щетки 1 выполнен с осевыми каналами 10, закрытыми с внешнего торца, например, заплавленными (фиг. 4). Эпюра давлений среды на внутреннюю поверхность осевых каналов 10 имеет в данном случае прямоугольный характер (возоможно небольшое увеличение давления у внешнего конца ворса 9 вследствие действия центробежных сил, особенно при использовании в качестве среды воды или иной жидкости). Работа ворса 9 с закрытыми осевыми каналами 10 не создает эффекта обеспыливания, однако позволяет более эффективно уве