Универсальная радиоуправляемая машина для рекультивации заболоченных почв

Универсальная радиоуправляемая машина для рекультивации заболоченных почв относится к устройствам для борьбы с загрязнениями окружающей среды, в частности нефтезагрязнениями заболоченных почв. Полезная модель представляет собой многофункциональную радиоуправляемую машину, оснащаемую набором навесного оборудования и системой телеметрии для видеоконтроля работы и управления машин в отдаленных, труднодоступных и опасных для человека местах, позволяющую максимально обезопасить работу оператора при рекультивации нефтезагрязненных заболоченных почв. Все машины имеют общую, одинаковую для всех, составную часть - базовую машину; и индивидуальную составную часть для каждой машины - конкретный рабочий аппарат. В зависимости от вида составной части, универсальная машина выполняет функции: машины для сбора и транспортировки разлитой нефти, машины для срезки верхнего слоя грунта, машины для фрезерования почвы, машины для создания искусственного микрорельефа, машины для внесения жидких биопрепаратов и жидких минеральных удобрений, машины для разбрасывания сухих минеральных удобрений, извести, сухих биопрепаратов и семян трав, транспортировочной машины с емкостью.

Область техники, к которой относится полезная модель.

Универсальная полезная модель относится к устройствам для борьбы с загрязнениями окружающей среды, в частности к дистанционно управляемым машинам для рекультивации нефтезагрязненных заболоченных почв.

Уровень техники

Рекультивация заболоченных, загрязненных нефтью земель предполагает такие мероприятия, как сбор разлившейся нефти, срезка верхнего сильнозагрязненного слоя почвы, рыхление почвы, создание искусственного микрорельефа, внесение извести, минеральных удобрений, нефтеокисляющих микроорганизмов, высев травмелиорантов.

Работы по рекультивации могут проходить в опасных условиях, что связано с риском для здоровья и жизни человека.

В настоящее время не решена задача создания узкоспециализированной дистанционно управляемой техники для рекультивации нефтезагрязненных заболоченных почв.

Известен малогабаритный шагающий болотоход для рекультивации нефтезамазученных болотных почв (пат. RU48920), содержащий корпус с установленными на нем передними и задними катками, подвижно связанный с помощью передних замкнутых направляющих овалообразной формы и задних прямолинейных направляющих с параллельно установленными центральным и двумя боковыми понтонами, соединенными приводом поочередного их перемещения, а также съемные понтоны-уширители, прикрепленные к внешней стороне каждого бокового понтона, отличающийся тем, что в его задней части на корпусе шарнирно навешено рабочее оборудование в виде фрезы-рекультиватора болотных почв с приводом для попутного фрезерования.

Недостатки рассматриваемого шагающего внедорожного транспортного средства, применительно к использованию в качестве машины для рекультивации нефтезагрязненных заболоченных почв, следующие:

1. предназначен преимущественно для фрезерования верхнего замазученного слоя болотной почвы;

2. требует специальной техники для транспортировки и разгрузки (погрузки), что снижает ее мобильность;

3. наличие риска здоровью и жизни экипажа при работе в опасных условиях;

4. неэффективность работы и передвижения на открытых водоемах;

Известна мультифункциональная машина-амфибия Truxor производства шведской фирмы Dorotea Mekaniska AB (www.doroteamekaniska.se). Амфибия представляет из себя понтонную машину на гусеничном ходу, управляемую одним оператором. На машине в качестве навесного гидравлического оборудования, может быстро устанавливаться нефтесборщик, культиватор, экскаватор, грабли. Машина легко помещается на прицеп, что делает ее мобильной и снижает транспортные расходы. Однако к недостаткам машины можно отнести наличие оператора, находящегося на самой машине, что ограничивает ее применение в опасных для человека условиях.

Известен автоматизированный способ сбора нефти с водной поверхности посредством дистанционно управляемых по радиоканалу мобильных роботов, одним из которых является робот-нефтесборщик с установленным на нем нефтесборным устройством. Робот-нефтесборщик выполняют с роторно-винтовыми движителями, между которыми размещают нефтесборное устройство, выполненное в виде вращающихся щеток. В качестве второго мобильного робота используют взаимодействующий с роботом-нефтесборщиком для перелива собранной нефти робот-танкер, который выполняют также с роторно-винтовыми движителями, между которыми располагают емкость для сбора нефти (пат. RU 2318957).

Робот-нефтесборщик принят за прототип предлагаемой универсальной машины.

Недостатком мобильных роботов являются их узкоспециализированная направленность, предназначенная только для сбора и транспортировки нефти.

Раскрытие полезной модели.

Задача полезной модели заключается в создании многофункциональной машины для рекультивации нефтезагрязненных заболоченных земель позволяющих максимально обезопасить работу оператора.

Техническим результатом осуществления полезной модели является расширение функциональных возможностей, обеспечение безопасности оператора при работе машины в опасных условиях.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагается универсальная дистанционно управляемая машина, оснащаемая под конкретный вид выполняемых работ по рекультивации почв. В зависимости от вида составной части, универсальная машина выполняет функции:

- машины для сбора и транспортировки разлитой нефти,

- машины для срезки верхнего слоя грунта,

- машины для фрезерования почвы,

- машины для создания искусственного микрорельефа,

- машины для внесения жидких биопрепаратов и жидких минеральных удобрений,

- машины для разбрасывания сухих минеральных удобрений, извести, сухих биопрепаратов и семян трав,

- транспортировочной машины с емкостью.

Все машины имеют общую, одинаковую основу - базовую машину; и индивидуальную составную часть для каждой машины - конкретный рабочий аппарат.

На фиг.1 изображена базовая машина; на фиг.2 - вид по стрелке А;

на фиг.3-машина для сбора и транспортировки разлитой нефти; на фиг.4 - вид по стрелке Б;

на фиг.5 - машина для срезки верхнего слоя грунта; на фиг.6 - вид по стрелке В;

на фиг.7 - машина для фрезерования почвы; на фиг.8 - вид по стрелке Г;

на фиг.9 - машина для создания искусственного микрорельефа; на фиг.10 - вид по стрелке Д;

на фиг.11 - машина для внесения жидких биопрепаратов и жидких минеральных удобрений; на фиг.12 - вид по стрелке Е;

на фиг.13 - машина для разбрасывания сухих минеральных удобрений, извести, сухих биопрепаратов и семян трав; на фиг.14 - вид по стрелке Ж;

на фиг.15 - транспортировочная машина с емкостью; на фиг.16 - вид по стрелке З.

Базовая машина содержит: раму; 2 шнековых опорно-ходовых элемента; двигатель 1; блок управления двигателем и рабочим аппаратом, систему дистанционного управления, блок вторичного электропитания 2 (фиг.1). Шнековые элементы представляют из себя полые, герметичные цилиндры со сплошной винтовой гранью. Кроме того, для сохранения несущих свойств шнековых элементов в случае потери герметичности, цилиндры могут быть заполненны вспененным полимерным материалом. Движение машины осуществляется за счет амфибийных качеств вращающихся роторно-винтовых элементов, выступающих в качестве движителей. Направление движения регулируется остановкой одного из цилиндров, для движения задним ходом меняется направление вращения обоих цилиндров. Привод движителей осуществляется от малогабаритного двигателя, управление двигателем осуществляется блоком управления через систему дистанционного управления посредством выносного пульта.

Машина для сбора разлитой нефти в качестве рабочего аппарата содержит щеточный, пороговый или вакуумный сборщик нефти 3, емкости для собранной нефти 4 (фиг.3), установленные на базовую машину. Кроме того нефть может собираться в транспортировочную машину с емкостью. Управление нефтесборщиком осуществляется дистанционно через блок управления.

Машина для срезки верхнего слоя грунта содержит аппарат для срезки верхнего слоя грунта и механизм для перевалки срезанной массы, установленные на базовую машину. В качестве рабочего органа аппарата используется, ковшовый элеватор с режущими кромками ковшей (нория) или фрезерно-роторный (шнеко-роторный) рабочий орган 5 (фиг.5). Механизм перевалки срезанной массы исполнен в виде транспортера 6.

Машина для фрезерования почвы в качестве рабочего аппарата содержит фрезу 7 с приводом от двигателя 8 (фиг.7), установленные на базовую машину.

Машина для создания искусственного микрорельефа содержит как минимум один грядоделатель или плуг 9 (фиг.9), установленный на базовую машину. Данная машина может быть совмещена с машиной для фрезерования путем установки грядоделателя или плуга на машину для фрезерования.

Машина для внесения жидких биопрепаратов и жидких минеральных удобрений содержит емкости 10 и насос с системой разбрызгивания 11 (фиг.11), установленные на базовую машину.

Машина для разбрасывания сухих минеральных удобрений, извести, сухих биопрепаратов и семян трав содержит бункер с наклонными стенками 12 и разбрасывающий диск с двигателем 13 (фиг.13), установленные на базовую машину. Кроме того в устройство может быть включен скребковый транспортер, проходящий по дну бункера.

Транспортировочная машин с емкостью содержит открытую или закрытую герметичную емкость 14 (фиг.15), установленную на базовую машину.

Все машины оснащены системой телеметрии для видеоконтроля работы и управления машин в отдаленных, труднодоступных и опасных для человека местах.

Осуществление универсальной радиоуправляемой машины

Радиоуправляемые роботы работают следующим образом.

Машина для сбора разлитой нефти по радиоуправлению передвигается к месту сбора разлитой нефти. По радиоканалу включается устройство для сбора нефти 3 (фиг.3). Собираемая нефть поступает в емкости 4 (фиг.3), установленные на машине или в транспортировочную машину с емкостью (фиг.15). Все процессы по управлению машины также происходят по радиоканалу.

Машина для срезки верхнего слоя грунта, срезает слой грунта на регулируемую глубину с последующим транспортированием срезанной массы в транспортировочную машину с емкостью. Срезка осуществляется ковшовым элеватором (норией) или фрезерно-роторным устройством 5 (фиг.5). Все процессы по управлению машины происходят по радиоканалу.

Машина для фрезерования почвы, выйдя на участок работ, осуществляет фрезерование верхнего слоя почвы на регулируемую глубину. В качестве рабочего аппарата может быть использован дистанционно управляемый мотокультиватор (фиг.7, 8).

Машина для создания искусственного микрорельефа с помощью грядоделателя или плуга 9 (фиг.9, 10) при движении образует чередующиеся микроповышения (гребни) и микропонижения (борозды). Грядоделатель (плуг) имеет регулировку для придания микроповышениям требуемых размеров и форм. Процесс создания искусственного микрорельефа можно совместить с процессом фрезерования почвы путем установки грядоделателя или плуга на машину для фрезерования.

Машина для внесения жидких биопрепаратов и жидких минеральных удобрений через систему разбрызгивания 11 (фиг.11) вносит растворы биопрепаратов или удобрений на обрабатываемый участок. Подача раствора осуществляется насосом (мотопомпой) из емкостей 10 (фиг.11), установленных на машине. Процессы по управлению системой орошения и работы машины происходят по радиоканалу.

Машина для разбрасывания сухих минеральных удобрений, извести, сухих биопрепаратов и семян трав вносит вышеуказанные сухие сыпучие вещества на обрабатываемый участок с разбрасывающего диска 13 (фиг.13). Подача вещества на разбрасывающий диск осуществляется через питающий лоток бункера с наклонными стенками или подается скребковым транспортером, проходящего по дну бункера 12 (фиг.3). Привод разбрасывающего диска и транспортера идет от самостоятельного двигателя. Все процессы по управлению машины происходят по радиоканалу.

Транспортировочная машин с емкостью содержит открытую или закрытую герметичную емкость (фиг.15) и предназначена для транспортировки собранной нефти или срезанного грунта при взаимодействии с соответствующими машинами. Кроме того машина может быть использована как самостоятельная единица при производстве других работ на переувлажненных болотных почвах.

Машины могут быть изготовлены с использованием обычного заводского оборудования и известных конструкционных материалов. В качестве составных компонентов некоторых агрегатов и машин могут использоваться серийно выпускаемые изделия (например: мотодвигатели, нефтесборщики, транспортеры, фрезы, плуги, мотопомпы, аппаратура радиоуправления).

1. Универсальная машина для рекультивации нефтезагрязненных заболоченных почв, управляемых дистанционно по радиоканалу, отличающаяся тем, что машина имеет универсальную основу - базовую машину на шнековых опорно-ходовых элементах и навешиваемые составные части - конкретные рабочие аппараты.

2. Универсальная машина по п.1, отличающаяся тем, что шнековые элементы заполнены вспененным полимерным материалом.

3. Универсальная машина по п.1, отличающаяся тем, что машина оснащена системой телеметрии.

4. Универсальная машина по п.1, отличающаяся тем, что содержит блок вторичного электропитания.

5. Универсальная машина по п.1, отличающаяся тем, что в качестве навешиваемой составной части содержит вакуумное или пороговое нефтесборное устройство.

6. Универсальная машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что в качестве навешиваемой составной части содержит аппарат для срезки верхнего слоя грунта.

7. Универсальная машина по п.6, отличающаяся тем, что аппарат для срезки верхнего слоя грунта содержит механизм для перевалки срезанной массы.

8. Универсальная машина по п.6, отличающаяся тем, что аппарат для срезки слоя грунта имеет привод для установки глубины срезания.

9. Универсальная машина по п.6, отличающаяся тем, что в качестве аппарата для срезки грунта содержит ковшовый элеватор.

10. Универсальная машина по п.6, отличающаяся тем, что в качестве аппарата для срезки грунта содержит шнеко-роторный рабочий орган.

11. Универсальная машина по п.7, отличающаяся тем, что механизм перевалки срезанной массы содержит приемный и выгружной транспортеры.

12. Универсальная машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что в качестве навешиваемой составной части содержит аппарат для фрезерования почв.

13. Универсальная машина по п.12, отличающаяся тем, что аппарат для фрезерования почв имеет привод для установки глубины фрезерования.

14. Универсальная машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что в качестве навешиваемой составной части содержит аппарат для создания искусственного микрорельефа.

15. Универсальная машина по п.14, отличающаяся тем, что в качестве аппарата для создания искусственного микрорельефа содержит грядоделатель.

16. Универсальная машина по п.14, отличающаяся тем, что в качестве аппарата для создания искусственного микрорельефа содержит плуг.

17. Универсальная машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что в качестве навешиваемой составной части содержит аппарат для внесения жидких биопрепаратов и жидких минеральных удобрений.

18. Универсальная машина по п.17, отличающаяся тем, что аппарат для внесения жидких биопрепаратов и жидких минеральных удобрений содержит емкость для жидких биопрепаратов и жидких минеральных удобрений.

19. Универсальная машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что в качестве навешиваемой составной части содержит аппарат для разбрасывания сухих минеральных удобрений, извести, сухих биопрепаратов и семян трав.

20. Универсальная машина по п.19, отличающаяся тем, что аппарат для разбрасывания сухих минеральных удобрений, извести, сухих биопрепаратов и семян трав содержит бункер с наклонными стенками, по дну которого проходит скребковый транспортер, а под питающим лотком бункера установлен разбрасывающий диск.

21. Универсальная машина по пп.1-5, отличающаяся тем, что в качестве навешиваемой составной части содержит открытую либо закрытую герметичную емкость.