Роторный метатель

Реферат

Роторный метатель

Область применения - на землеройных, мелиоративных, навозоуборочных машинах для удаления разработанного грунта (навоза и других материалов) в отвал, в частности для очистки от донных наносов ложа спускных прудов в рыбоводческих хозяйствах, дна мелиоративных каналов, перегрузки навоза при восстановлении навозохранилищ, добычи сапропеля из частично высыхающих озер и может послужить основой для создания многофункционального землеройного робота, работающего в широком диапазоне грунтовых условий.

Целью полезной модели является более глубокое расширение технологических возможностей, снижение трудоёмкости переналадки устройства в различные качества и повышение надёжности всего рабочего органа.

Для достижения поставленной цели в известном роторном метателе, содержащем установленный на приводном валу диск 10 с лопатками 11, размещённый в кожухе, имеющем входное отверстие 3 с крышкой и выходное отверстие с патрубком, крышка на входном отверстии выполнена заодно с кожухом в виде диафрагмы, а кожух имеет диаметральный горизонтальный разъем и фиксаторы 5, 7 вдоль него с возможностью открытия нижней части 2 ротора.

При этом:

- фиксаторы могут быть выполнены в виде цилиндрических шарниров 7, оси которых ориентированы параллельно направлению разъёма лицевой поверхности;

- разъём по задней стенке кожуха может быть выполнен по периферии её нижней части 2;

- нижняя подвижная часть корпуса 2 по оси вращения цилиндрических шарниров 7 лицевой поверхности кожуха может быть снабжена силовым приводом поворота 6, например в виде поворотного гидромотора;

- на нижнюю подвижную часть кожуха 2 по его периферии могут быть установлены клыки 19;

- торцовые кромки лопастей снабжены режущими элементами 13;

- входное отверстие кожуха может быть снабжено всасывающим патрубком 18;

- он снабжён устройством изменения ориентации в пространстве, выполненным, например, в виде дополнительных проушин крепления;

- на задней поверхности кожуха могут быть установлены управляемые, например, от гидропривода грабли-захваты 22.

Применение предлагаемого роторного метателя сокращает парк и разнотипность машин, так как отпадает необходимость в использовании водооткачивающей, землесосной, экскаваторной техники, что даёт возможность выполнять все указанные операции по очистке водоёма одним этим устройством, причём с минимальными трудоёмкостью, временем переналадки и высокой надёжностью работы устройства.

B 65 G 31/04;

E 02 F 3/24

Роторный метатель

Предлагаемая полезная модель относится к транспортирующим устройствам, используемым на землеройных, мелиоративных, навозоуборочных машинах для удаления разработанного грунта (навоза и других материалов) в отвал, в частности для очистки от донных наносов ложа спускных прудов в рыбоводческих хозяйствах, дна мелиоративных каналов, перегрузки навоза при восстановлении навозохранилищ, добычи сапропеля из частично высыхающих озер и может послужить основой для создания многофункционального землеройного робота, работающего в широком диапазоне грунтовых условий.

Известен кожух роторного метателя (А. с. СССР 384986, кл. Е 02 F 3/18, B 65 G 31/04, опубл. 29.5.73., бюл. 25), включающий корпус с буртиками, состоящий из двух частей, с установленными в нём вкладышами, образующими цилиндрическую рабочую поверхность, что позволяет с малой трудоёмкостью заменять быстро изнашиваемые элементы и, тем самым, продлевать срок службы роторного метателя в целом.

Недостатком роторного метателя с таким кожухом является ограниченная область применения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является роторный метатель (А. с. СССР 1033396, кл. B 65 G 31/04, E 02 F 3/24,

опубл. 07.08.83., бюл. 29), включающий установленный на приводном валу диск с шарнирно закреплёнными на нём лопатками, размещённый в кожухе, имеющем входное отверстие с крышкой и выходное отверстие с патрубком. При этом диск снабжён жёстко установленным на приводном валу, концентрично диску кольцом, кинематически, посредством червячной передачи, связанным с диском и имеющим поворотные пальцы, выполненные с Т-образным пазом, а одна сторона каждой лопатки имеет Т-образную форму с возможностью размещения в пазу поворотного пальца и радиального перемещения в нём.

Работа роторного метателя в традиционном варианте аналогична работе многих известных метателей. Крышка с входного отверстия при этом снята, трубопровод от выходного отверстия отсоединён, лопатки на роторе установлены радиально. Грунт, разработанный фрезой рыхлителем поступает в метатель через открытое входное отверстие и попадает на вращающиеся лопатки. В момент, когда порция грунта окажется напротив выходного отверстия, она под воздействием лопасти летит на определённое расстояние.

Для возможности работы устройства с водой или водогрунтовой смесью следует уподобить его центробежному насосу, то есть установить крышку-диафрагму на входное отверстие (которая, являясь отдельной деталью, может не оказаться в нужный момент на месте), на выходное отверстие одеть трубопровод или патрубок с соплом, лопатки из радиального положения посредством кинематики перевести в наклонное (проводя манипуляции в загрязнённом грунтом внутреннем объёме устройства), что потребует значительных трудозатрат и большого времени, особенно в часто меняющихся условиях работы.

При этом лопатки в обоих вариантах использования являются наиболее напряжённым и слабым элементом конструкции, а сложный кинематический привод в ещё большей степени снижает надёжность технической системы.

Другим недостатком является сложность конструкции рабочего органа, включающего такой роторный метатель, вследствие необходимости установки фрезы - рыхлителя, что в ещё большей степени снижает надёжность, увеличивает массо-размерные характеристики рабочего органа и, в итоге, значительно повышает его стоимость.

Кроме того, в реальных условиях работы объект очистки бывает часто засорён длинномерными и кусковыми включениями, как бытового, так и природного происхождения, что вызывает остановки в работе и необходимость либо вручную, либо с помощью дополнительно привлечённых механизмов удалять из рабочей зоны эти предметы. Причём ручной вариант решения этой проблемы опасен вследствие наличия на заиленных и обводнённых местах змей, в том числе и ядовитых.

Недостаток данного роторного метателя состоит в том, что он имеет высокую трудоёмкость переналадки при часто меняющихся условиях работы, низкую надёжность, высокую стоимость в сочетании с дополнительной фрезой-рыхлителем и недостаточные технологические возможности.

Целью полезной модели является более глубокое расширение технологических возможностей, снижение трудоёмкости переналадки устройства в различные качества и повышение надёжности всего рабочего органа.

Для достижения поставленной цели в известном роторном метателе, содержащем установленный на приводном валу диск с лопатками, размещённый в кожухе, имеющем входное отверстие с крышкой и выходное отверстие с патрубком, крышка на входном отверстии выполнена заодно с кожухом в виде диафрагмы, а кожух имеет диаметральный горизонтальный разъем и фиксаторы вдоль него с возможностью открытия нижней части ротора.

При этом:

- фиксаторы могут быть выполнены в виде цилиндрических шарниров, оси которых ориентированы параллельно направлению разъёма лицевой поверхности;

- разъём по задней стенке кожуха может быть выполнен по периферии её нижней части;

- нижняя подвижная часть корпуса по оси вращения цилиндрических шарниров лицевой поверхности кожуха может быть снабжена силовым приводом поворота, например в виде поворотного гидромотора;

- на нижнюю подвижную часть кожуха по его периферии могут быть установлены клыки;

- торцовые кромки лопастей снабжены режущими элементами;

- входное отверстие кожуха может быть снабжено всасывающим патрубком;

- он снабжён устройством изменения ориентации в пространстве выполненным в виде дополнительных проушин крепления и приводом;

- на задней поверхности кожуха могут быть установлены управляемые, например, от гидропривода грабли-захваты.

Выполнение крышки заодно с кожухом в виде диафрагмы приводит к уменьшению диаметра входного отверстия, что позволяет устройству работать с жидкими средами в качестве насоса, поскольку диафрагма предотвращает обратный выброс жидкой фракции с торцев вращающихся лопастей во внешнее пространство.

Для обеспечения возможности работы устройства в качестве роторного метателя следует улучшить условия для беспрепятственного поступления грунта на вращающийся ротор, то есть увеличить проходные сечения в кожухе на пути грунта к нижней части ротора. Это условие можно обеспечить не только увеличением диаметра центрального отверстия, а так же и удалением всей нижней части кожуха по диаметральному разъёму, что и предлагается в данном техническом решении.

Причём использование в качестве фиксаторов цилиндрических шарниров позволяет применять их и в качестве фиксаторов, путём установки и при необходимости удаления в сопрягаемые втулки фиксирующих пальцев, а так же и в качестве собственно шарниров. Во втором случае значительно снижается трудоёмкость по установке и снятию нижней части кожуха, поскольку эти действия заменяются открытием или закрытием кожуха путём поворота подвижной (съёмной ) части относительно оси шарниров, ориентированных параллельно направлению диаметрального разъёма кожуха по лицевой поверхности.

При этом для обеспечения возможности беспрепятственного качания нижней части разъём по задней поверхности кожуха следует выполнять по её периферии - в этом случае, поворачиваясь, нижняя часть кожуха не будет цепляться за ротор.

Для более глубокого снижения трудоёмкости переналадки роторного метателя в рассматриваемые качества, а также для дальнейшего расширения его технологических возможностей является целесообразным нижнюю подвижную часть корпуса по оси вращения цилиндрических шарниров лицевой поверхности кожуха снабдить силовым приводом поворота, выполненного, например, в виде поворотного гидромотора. В этом случае во-первых, переналадку устройство в различные качества можно будет производить не выходя из кабины базовой машины, во-вторых , нижнюю подвижную часть кожуха можно будет использовать в качестве ковша или граблей захвата - при условии установки на неё с внешней стороны клыков.

Следует особо отметить, что мероприятие по открытию нижней части кожуха предполагает возможность использования ротора в качестве торцовой фрезы, для этого торцовые кромки лопастей следует снадбдить режущими элементами.

В итоге предлагаемое устройство, с учётом возможностей стрелы манипулятора, на которой оно может быть установлено, становится способным выполнять следующий набор функций:

- фрезерование грунта;

- фрезерование грунта с одновременным выбросом его в отвал;

- перекачивание воды и перемещение её по трубопроводу или через сопло на заданную дальность;

- транспортирование грунта в смеси с водой;

- разрыхлять грунт и деликатно удалять его порциями с помощью ковшового элемента с клыками, исполненного на основе подвижной части кожуха;

- захват и удаление из рабочей зоны кусковых и длинноволокнистых включений с помощью управляемой подвижной частью кожуха, снабженной клыками;

- рыхление ложа водоёма, сбор растительности в валки и их последующее удаление из рабочей зоны - при условии установки на задней поверхности кожуха управляемых от гидропривода граблей-захватов, которые могут работать как самостоятельно, так и в сочетании с нижней управляемой частью кожуха.

При работе в подводных условиях целесообразно либо на входное отверстие кожуха установить всасывающий патрубок, либо изменить ориентацию всего рабочего органа в пространстве, на пример, путём установки дополнительных проушин крепления.

Предлагаемое техническое решение пояснено следующими чертежами:

Фиг.1. Осевой разрез роторного метателя, настроенного на работу с сухим грунтом.

Фиг. 2. Вид спереди на роторный метатель, настроенный на работу с сухим грунтом.

Фиг. 3. Осевой разрез роторного метателя, настроенного на работу в подводных условиях.

Фиг. 4. Вид спереди на роторный метатель, настроенный на работу в подводных условиях.

Фиг. 5. Поперечные разрезы лопатки роторного метателя.

Фиг. 6. Вид сбоку на роторный метатель, поворотная часть кожуха которого снабжена клыками, а на задней поверхности установлены грабли захваты.

Фиг. 7. Вид сзади на роторный метатель, поворотная часть кожуха которого снабжена клыками, а на задней поверхности установлены грабли захваты.

Фиг. 8. Роторный метатель при работе с сухим грунтом, общий вид.

Фиг. 9. Роторный метатель при работе под водой, общий вид.

Фиг. 10. Роторный метатель при работе под водой при изменённой ориентации в пространстве, общий вид.

Фиг. 11. Роторный метатель при работе подвижной нижней частью кожуха и граблями захватами, вид общий.

Роторный метатель (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4), включающий кожух в виде полого барабана, состоящий из неподвижной 1 и подвижной 2 частей, с двумя отверстиями: входным 3 по торцу и выходным 4 на цилиндрической части барабана. Неподвижная 1 и подвижная 2 части кожуха сопряжены по диаметральному разъёму лицевой поверхности барабана и соединены цилиндрическими шарнирами 5, относительно которых нижняя половина может поворачиваться с помощью поворотного гидродвигателя 6. На задней стенке кожуха так же установлены цилиндрические шарниры, которые используются в качестве фиксаторов и состоят из цилиндрических втулок 7 и фиксирующего пальца 8.

В кожухе установлен ротор, состоящий из приводного вала 9, диска 10 и лопаток 11. Каждая из лопаток (Фиг. 5) состоит из режущей части, в виде наклонной пластины 12 с режущими кромками 13, несущей вогнутой цилиндрической поверхности 14 и тыльной пластины 15.

На выходное отверстие 4 неподвижной части корпуса 1 может быть установлен съёмный трубопровод 16 с соплом 17 (Фиг. 4, Фиг. 9). Выходное сопло может также соединяться с напорным трубопроводом, выходящим на берег, а на входное отверстие 3 при необходимости устанавливается всасывающий патрубок 18 (Фиг. 3).

На нижней подвижной части корпуса по его периферии установлены клыки 19 (Фиг. 6), а на задней его поверхности на шарнирах 20 установлены управляемые от гидропривода 21 (например, поворотного гидромотора) грабли-захваты 22 (Фиг. 7).

При работе метателя на грунтах с водой или в подводных условиях (Фиг. 3, Фиг. 4) нижняя подвижная часть 2 кожуха на шарнирах 5 с помощью поворотного гидродвигателя 6 переводится из верхнего положения в нижнее, что обеспечит замкнутость кольцевой напорной зоны, на выходное отверстие 4 подсоединяется напорный трубопровод 16 с соплом 17, на входное отверстие может быть установлен всасывающий патрубок 18 или весь рабочий орган наклоняется гидроприводом или переустановкой в дополнительные проушины в положение с вертикальной осью вращения (Фиг. 10).

Работа метателя в этом случае происходит следующим образом.

Размытый грунт в смеси с водой поступает через центральное отверстие в кожухе в метатель и попадает на вращающиеся лопасти и относится под действием центробежной силы и силы давления лопаток к периферии. При движении лопасти в пределах дуги, охватываемой выходным отверстием 4, содержимое межлопастного объёма устремляется в напорный трубопровод 16 и за счёт высокого гидравлического напора вылетает с большой скоростью через сопло 17 (Фиг. 9) на необходимую дальность (15-30 м). Вследствие того, что водногрунтовая смесь непрерывно удаляется из кожуха, в центральной его части за счёт освобождающихся объёмов создаётся разрежение, что и обеспечивает непрерывное всасывание новых порций смеси через входное отверстие 3.

Наличие на объекте очистки кусковых включений предполагает использование нижней подвижной части кожуха в качестве ковша, для чего по периферии подвижной части могут быть установлены клыки 19. В этом случае таким рабочим органом производится местное воздействие на кусковой объект, подгребание его, захват и удаление его перемещением стрелой-манипулятором(Фиг.6).

Причём очистка любого водохозяйственного объекта сопряжена с наличием в них обильной растительности - плавающая ряска, кувшинки, лилии, камыши, тростник и т. д. В этом случае наличие на задней стенке кожуха граблей-захватов 22, установленных на шарнирах 20 и приводимых в движение гидроприводом 21 позволяет выкорчёвывать растительность из грунта, собирать её в валки и далее при совместном использовании с подвижной частью кожуха, оснащённой клыками, переносить её из рабочего пространства стрелой-манипулятором (Фиг.11).

Применение предлагаемого роторного метателя сокращает парк и разнотипность машин, так как отпадает необходимость в использовании водооткачивающей, землесосной, экскаваторной техники, что даёт возможность выполнять все указанные операции по очистке водоёма одним этим устройством, причём с минимальными трудоёмкостью, временем переналадки и высокой надёжностью работы устройства.

1. Роторный метатель, включающий установленный на приводном валу диск с лопастями, размещённый в кожухе, имеющем входное отверстие с крышкой и выходное отверстие с патрубком, отличающийся тем, что крышка на входном отверстии выполнена заодно с кожухом в виде диафрагмы, а кожух имеет диаметральный горизонтальный разъём и фиксаторы вдоль него с возможностью открытия нижней части ротора.

2. Роторный метатель по п.1, отличающийся тем, что фиксаторы выполнены в виде цилиндрических шарниров, оси которых ориентированы вдоль направления разъёма лицевой поверхности.

3. Роторный метатель по п.1, отличающийся тем, что разъём по задней стенке кожуха выполнен по периферии её нижней части.

4. Роторный метатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что нижняя подвижная часть кожуха по оси вращения цилиндрических шарниров лицевой поверхности снабжена силовым приводом поворота, например в виде поворотного гидромотора.

5. Роторный метатель по п.1, отличающийся тем, что на нижнюю подвижную часть кожуха по его периферии установлены клыки.

6. Роторный метатель по п.1, отличающийся тем, что торцовые кромки лопастей снабжены режущими элементами.

7. Роторный метатель по п.1, отличающийся тем, что входное отверстие кожуха снабжено всасывающим патрубком.

8. Роторный метатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжён устройством изменения ориентации в пространстве, выполненным, например, в виде дополнительных проушин крепления.

9. Роторный метатель по п.1, отличающийся тем, что на задней поверхности кожуха установлены управляемые, например, от гидропривода грабли-захваты.