Лопастной разрыхлитель сыпучего противогололёдного материала устройства для обработки дорожной поверхности
Полезная модель относиться к области коммунального хозяйства и может быть использована в устройствах для распределения сыпучих противогололедных материалов на поверхности дорожного полотна. Лопастной разрыхлитель сыпучего противогололедного материала устройства для обработки дорожной поверхности состоит из вала и сопряженного с ним привода его вращения, а также, по крайней мере, двух лопаток, установленных на валу. Каждая лопатка выполнена в виде спицы, позиционированной радиально упомянутому валу и прикрепленной к его поверхности одним из своих торцов, а второй торец спицы оснащен сменным наконечником в виде кулачка весом от 0,04 до 0,6 кг. Радиальный угол между спицами выбран из условий 360°/n, где n-количество спиц. Привод вращения вала выбран из условий вращения с частотой от 10 до 1200 об/мин. Технический результат состоит в снижении частоты и длительности пропусков в подаче сыпучего противогололедного материала при отрицательных температурах окружающей среды на вход разбрасывающего устройства. Повышается равномерность распределения сыпучего материала. Снижается степень агломерации сыпучего материала. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 таб.
Полезная модель относиться к области коммунального хозяйства и, конкретно, может быть использована в устройствах для распределения сыпучих противогололедных материалов на поверхности полотна заснеженных (или покрытых коркой льда) дорог.
Из уровня техники известно устройство для разрыхления сыпучего противогололедного материала, поступающего из кузова устройства для обработки дорожной поверхности на его распределительное устройство [1]. Оно представляет собой заслонку-дозатор и систему увлажнения используемых для обработки дорожной поверхности сыпучим противогололедным материалом.
Недостатком этого известного устройства является то, что заслонка-дозатор не обеспечивает разрушение частично агломерированного в комки под воздействием отрицательной температуры окружающей среды исходно сыпучего противогололедного материала, что, с одной стороны, влечет за собой неоправданно повышенный расход сыпучего противогололедного материала, а, с другой стороны, снижает равномерность распределения противогололедного материала по поверхности обрабатываемого дорожного покрытия из-за наличия в сыпучем противогололедном материале комков.
Также из уровня техники известен лопастной разрыхлитель [2], корпус которого образован из двух частей. В одной из упомянутых частей размещен снабженный лопатками ротор, а в другой - завеса. Завеса размещена на пути сбрасываемого с лопаток сыпучего материала, а сами лопатки выполнены по логарифмической спирали. Позади завесы размещен экран, изготовленный из эластичного материала.
Недостатком данного известного устройства является то, что оно может быть использовано только для диспергации формовочной смеси в силу больших габаритов, исключающих использование самоходного шасси, и загрузки диспергируемого материала через воронку, установленную сверху рассматриваемого устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству является известное из уровня техники устройство [3], представляющее собой смонтированные на раме базового шасси подъемный кузов, бункер-накопитель со шнеком и разбрасывающий диск, при этом бункер-накопитель снабжен заслонкой на выходном отверстии и крышкой в виде решетки, установленной с возможностью поворота вокруг оси посредством пружины при взаимодействии решетки с упором, закрепленным на задней стенке кузова, ширина которого меньше ширины бункера-накопителя.
Недостаток устройства-прототипа заключается в том, что оно не способно обеспечить равномерную подачу сыпучего противогололедного материала в дисковое разбрасывающее устройство при отрицательных температурах окружающей среды из-за наличия в сыпучем противогололедном материале смерзшихся кусков, сформировавшихся вследствие низкотемпературной агломерации.
Задача, на решение которой направлено создание настоящей полезной модели, заключается в повышении равномерности распределения сыпучего противогололедного материала на поверхности обрабатываемой им дороги за счет снижения степени агломерации сыпучего противогололедного материала в кузове самоходного шасси посредством разрушения смерзшегося в куски под воздействием отрицательных (также и знакопеременных) температур окружающей среды сыпучего противогололедного материала при его подаче с заднего свеса самоходного шасси на вход разбрасывающего устройство.
Технический результат, ожидаемый от использования заявленного устройства, состоит в снижении как частоты, так и длительности пропусков в подаче сыпучего противогололедного материала при отрицательных температурах окружающей среды на вход разбрасывающего устройства
Заявленный технический результат достигается тем, что лопастной разрыхлитель сыпучего противогололедного материала устройства для обработки дорожной поверхности состоит из вала и сопряженного с валом привода его вращения, и, по крайней мере, двух лопаток установленных на упомянутом валу, причем каждая лопатка выполнена в виде спицы, позиционированной радиально упомянутому валу и прикрепленной к его поверхности одним из своих торцов, при этом второй торец спицы оснащен сменным наконечником в виде кулачка весом от 0,04 до 0,6 кг.
Желательно, чтобы угол между спицами был выбран из условий 360°/n, где n - количество спиц.
Предпочтительно, чтобы привод вращения вала был выбран из условий вращения с частотой от 10 до 1200 об/мин.
Заявленное устройство поясняется рядом графических материалов, а именно:
- на Фиг. 1. схематично представлено изображение лопастного разрыхлителя (вид со стороны заднего свеса самоходного шасси), снабженного двумя кулачками;
- на Фиг. 2 схематично изображен лопастной разрыхлитель (вид с левого бока), снабженного тремя кулачками;
- на Фиг. 3 представлено схематическое изображение лопастного разрыхлителя (квази трехмерный вид с левого бока), снабженного шестнадцатью кулачками.
Перечень позиций:
1. Самоходное шасси.
2. Профилированный кузов.
3. Вал.
4. Привод вала.
5. Транспортер.
6. Спица.
7. Кулачок.
8. Рукав или лоток для гравитационной транспортировки сыпучего материала.
9. Дисковое разбрасывающее устройство.
10. Датчик выброса сыпучего противогололедного материала.
11. Сыпучий противогололедный материал.
В качестве самоходного шасси 1 (Фиг. 1) в предложенном устройстве может быть использован, например, автомобиль КАМА3-4310, оборудованный гидравлической системой. На него устанавливают профилированный кузов 2 (Фиг. 1) стенки которого сужаются к донной части. В профилированном кузове 2 (Фиг. 1) поперечно направлению движения самоходного шасси 1 (Фиг. 1) в зоне заднего свеса смонтирован вал 3 (Фиг. 1), снабженный приводом 4 (Фиг. 1). Этот привод 4 (Фиг. 1) может быть выполнен на основе электродвигателя, гидравлического двигателя или пневматического двигателя, обеспечивающих встречное вращение в зоне минимального сближения с рабочей поверхности транспортера 5 (Фиг.) направлению перемещения последнего. На валу 3 (Фиг. 1) в плоскости нормальной оси вала 3 (Фиг. 1) закреплены спицы 6 (Фиг. 1), причем радиальный угол между установленными в вышеупомянутой плоскости спицами 6 (Фиг. 1) выбран из условия 360/n, где n - количество спиц 6 (Фиг. 1), позиционированных в этой плоскости. Противоположные закрепленным на валу 3 (Фиг. 1) торцам спиц 6 (Фиг. 1) торцы снабжают кулачками 7 (Фиг. 1), например, прикрепляемыми посредством резьбового соединения. Спицы 6 (Фиг. 1) и кулачки 7 (Фиг. 1) могут быть выполнены из металла, например, конструкционной стали. Посадка кулачков 7 (Фиг. 1) на резьбовое соединение позволяет производить их замену по мере абразивного износа из-за интенсивного трения с частицами сыпучего противогололедного материала 11 (Фиг. 1), например, с пескосоленой смесью. Взаимодействующий с кулачками 7 (Фиг. 1) сыпучий противогололедный материал 11 (Фиг. 1) затем поступает в рукав 8 (Фиг. 1) (вместо него может быть использован и лоток). Из рукава 7 (Фиг. 1) сыпучий противогололедный материал 11 (Фиг. 1) под действием сил земной гравитации перемещается на поверхность диска разбрасывающего устройства 9 (Фиг. 1), которое снабжено датчиком наличия выброса 10 (Фиг. 1), раскрытым в источнике [4], и с него устремляется на поверхность дорожного покрытия сыпучего противогололедного материала 11 (Фиг. 1).
Использование предложенного устройства раскрывается ниже в примерах.
Пример 
1.
Сравнительные испытания устройства-прототипа и заявленного устройства проводили на подъездной двухполосной дороге к взлетно-посадочной полосе федерального аэропорта одновременно. Дистанция для обработки поверхности сыпучим противогололедным материалом была выбрана 500 метров.
Испытания были проведены в январе при температуре воздуха минус 19°С и относительной влажности 59 процентов.
В качестве сыпучего противогололедного материала использовался «РАТМИКС Экотор» (компания ТОКС, Россия). Применение «РАТМИКС Экотор» допустимо при температуре окружающей среды не ниже минус 21°С. Загрузку данного сыпучего противогололедного материала в профилированный кузов 2 (Фиг. 1) производили из 25 килограммовых мешков в не отапливаемом боксе за 45 минут до начала испытаний.
Загрузка кузовов устройства-прототипа и предложенного устройства составила по 2 тонны сыпучего противогололедного материала «РАТМИКС Экотор» в каждый.
В донной части профилированного (т.е. имеющими сужение ко дну стенками) кузова 2 (Фиг. 1) предложенного устройства был заранее установлен цепной пластинчатый транспортер 5 (Фиг. 1).
Скорость движения его пластин задали такой, чтобы обеспечить покрытие поверхности дороги сыпучим противогололедным материалом из расчета 70 г/м2 (ширина поперечного захвата посыпки имела значение 4 метра) при скорости перемещения самоходного шасси 1 (Фиг. 1) равной 1 м/с.
Лопастной разрыхлитель состоял из двух закрепленных оппозитно на валу 3 (Фиг. 1) спиц 6 (Фиг. 1) диаметром 22 мм, оснащенных кулачками 7 (Фиг. 1) весом по 600 граммов каждый, изготовленных из подвергнутой закалке Ст 45.
Скорость вращения вала 3 (Фиг. 1) задавали приводом вала 4 (Фиг. 1) на уровне 10 оборотов в минуту.
Поток смеси «РАТМИКС Экотор» пройдя лопастной разрыхлитель под воздействием земной гравитации попадал в рукав 8 (Фиг. 1) (выполненный из армированной синтетическими нитями резины) и из него направлялся на диск разбрасывающего устройства 9 (Фиг. 1).
Сблокированный с выходом этого упомянутого выше устройства датчик выброса 10 (Фиг. 1) непрерывно контролировал за пределами выхода дискового разбрасывающего устройства 9 (Фиг. 1) наличие/отсутствие сыпучего противогололедного материала и фиксировал эти данные в цифровой форме с дискретностью равной 0,1 секунде на flach-памяти типа NAND.
После прохождения дистанции устройством-прототипом и предложенным устройством (что заняло чуть больше 8 минут времени), полученные данные были внесены в Таблицу 1.
Как следует из Таблицы 1, заявленное устройство по сравнению с устройством-прототипом по количеству имеет на 10% меньше пропусков в подаче смеси «РАТМИКС Экотор» на разбрасывающее устройство, при этом суммарная длительность упомянутых пропусков на 8,4% меньше у заявленного устройства. Следовательно, в предложенной полезной модели заявленный технический результат достигается.
Пример 2.
Сопоставительные испытания устройства-прототипа и заявленного устройства проводили на федеральной четырехполосной автомобильной дороге. Дистанция для обработки поверхности была выбрана 30 километров, оба самоходных шасси стартовали одновременно и в одном направлении. Патрульная скорость каждого из самоходного шасси составила 30 км/час. Испытания проводились в феврале при температуре воздуха минус 18°С и относительной влажности 64 процента. В качестве сыпучего противогололедного материала использовался «RATMIX "Kayer"» (компания «РосМастерСтрой» Ю г. Москва). Применение «RATMIX "Kayer"» допустимо при температуре окружающей среды не ниже минус 20°С. Загрузку в профилированный кузов 2 (Фиг. 1) производили из 25 килограммовых мешков в не отапливаемом боксе за 1 час начала испытаний. Загрузка кузовов устройства-прототипа и предложенного устройства составила по 5 тонн сыпучего противогололедного материала «RATMIX "Kayer"» в каждый. В донной части профилированного (т.е. имеющими сужение ко дну стенками) кузова 2 (Фиг. 1) предложенного устройства был заранее установлен цепной пластинчатый транспортер 5 (Фиг. 1). Скорость движения его пластин задали такой, чтобы обеспечить покрытие поверхности дороги сыпучим противогололедным материалом из расчета 65 г/м 2 (ширина поперечного захвата имела значение 3,6 метра) при скорости перемещения самоходного шасси 1 (Фиг. 1) равной 30 км/час.
Лопастной разрыхлитель состоял из трех закрепленных оппозитно (под углами 120 градусов) на валу 3 (Фиг. 2) спиц 6 (Фиг. 2) диаметром 20 мм, оснащенных кулачками 7 (Фиг. 2) весом по 450 граммов каждый, изготовленных из Ст 45.
Скорость вращения вала 3 (Фиг. 2) задавали приводом вала 4 (Фиг. 2) на уровне 600 оборотов в минуту. Поток сыпучей смеси «RATMIX "Kayer"» пройдя лопастной разрыхлитель под воздействием земной гравитации попадал в металлический лоток 8 (Фиг. 1) и из него направлялся на диск разбрасывающего устройства 9 (Фиг. 1). Сблокированный с выходом этого устройства датчик выброса 10 (Фиг. 1) непрерывно контролировал за пределами выхода дискового разбрасывающего устройства 9 (Фиг. 1) наличие или отсутствие сыпучего противогололедного материала «RATMIX "Kayer"» и фиксировал эти данные в цифровой форме с дискретностью равной 0,1 секунде на flach-памяти типа NAND. После прохождения дистанции устройством-прототипом и предложенным устройством (что заняло 60 минут времени), полученные данные были внесены в Таблицу 2.
Как следует из Таблицы 2, заявленное устройство по сравнению с устройством-прототипом по количеству имеет в 3,7 раза меньше пропусков в подаче смеси «RATMIX "Kayer"» на разбрасывающее устройство, при этом суммарная длительность упомянутых пропусков в 2,27 раза меньше у заявленного устройства. Следовательно, в предложенной полезной модели достижение заявленного технического результата подтверждено.
Пример 3.
Сравнительные испытания устройства-прототипа и заявленного устройства проводили на двухполосной заснеженной автомобильной дороге. Дистанция для обработки ее поверхности была выбрана 5 километров, оба самоходных шасси стартовали одновременно во встречном направлении с противоположных концов трассы. Патрульная скорость каждого из самоходного шасси составила 10 км/час.
Испытания проводились в марте при температуре воздуха минус 6°С и относительной влажности 74 процента. В качестве сыпучего противогололедного материала использовался «Rockmelt mag» (). Применение «Rockmelt mag» допустимо для температуры окружающей среды не ниже минус 25°С. Загрузку в профилированный кузов 2 (Фиг. 1) производили из 20 килограммовых мешков в не отапливаемом боксе за 2 часа до начала испытаний. Загрузка кузовов устройства-прототипа и предложенного устройства составила по 3 тонны сыпучего противогололедного материала «Rockmelt mag» в каждый. В донной части профилированного (т.е. имеющими сужение ко дну стенками) кузова 2 (Фиг. 1) предложенного устройства был установлен цепной пластинчатый транспортер 5 (Фиг. 1). Скорость движения его пластин задали такой, чтобы обеспечить покрытие поверхности дороги сыпучим противогололедным материалом из расчета 120 г/м2 (ширина поперечного захвата имела значение 4 метра) при скорости перемещения самоходного шасси 1 (Фиг. 1) равной 10 км/час.
Лопастной разрыхлитель состоял из 16 закрепленных в четырех равномерно распределенных на валу 3 (Фиг. 3) секциях под углами 90 градусов в каждой секции (содержащей по четыре спицы 6 (Фиг. 3) диаметром 15 мм, оснащенных навинченными по резьбе кулачками 7 (Фиг. 3) весом по 40 граммов каждый, изготовленных из Ст 45. Скорость вращения вала 3 (Фиг. 3) задавали и поддерживали приводом вала 4 (Фиг. 3) на уровне 1200 оборотов в минуту.
Поток сыпучей смеси «Rockmelt mag» пройдя лопастной разрыхлитель под воздействием земной гравитации попадал в металлический лоток 8 (Фиг. 3) и из него на диск разбрасывающего устройства 9 (Фиг. 1). Сблокированный с выходом этого упомянутого устройства датчик выброса 10 (Фиг. 1) непрерывно контролировал за пределами выхода дискового разбрасывающего устройства 9 (Фиг. 1) наличие/отсутствие сыпучего противогололедного материала «Rockmelt mag» и фиксировал эти данные в цифровой форме с дискретностью равной 0,1 секунде на flach-памяти типа NAND. После прохождения дистанции устройством-прототипом и предложенным устройством (что заняло 30 минут времени), полученные данные были внесены в Таблицу 3.
Как следует из Таблицы 3, заявленное устройство по сравнению с устройством-прототипом по количеству имеет на 4% меньше пропусков в подаче смеси «Rockmelt mag» на разбрасывающее устройство, при этом суммарная длительность упомянутых пропусков на 5,5% меньше у заявленного устройства. Следовательно, в предложенной полезной модели достижение заявленного технического результата подтверждено.
При использовании в заявленном устройстве кулачков 7 (Фиг. 1 и Фиг. 3) весом менее 0,04 кг и более 0,6 кг преимуществ у предложенного устройства перед устройством-прототипом в части заявленного технического результата не было выявлено. Устройство в соответствии с заявленной полезной моделью может быть изготовлено и запущено в работу с использованием известных из уровня техники материалов, технологий металлообработки, узлов и комплектующих, что дает основание полагать о том, что предложенная полезная модель удовлетворяет критерию патентоспособности полезной модели «промышленная применимость».
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Полезная модель РФ 27831, МПК: Е01С 19/20, опуб. 20.02.2003 г.
2. Авторское свидетельство СССР 384543, МПК: В02С 13/00, опуб. 01.01.1973 г.
3. Изобретение РФ 2139970, МПК: Е01Н 10/00, опуб. 20.10.1999 г. (прототип).
4. Изобретение РФ 2263739, МПК: Е01Н 10/00, «Машина дорожная с распределителем противогололедных материалов, автоматическим контролем и управлением технологического процесса», опуб. 10.11.2005 г., Бюл. 31.
1. Лопастной разрыхлитель сыпучего противогололёдного материала устройства для обработки дорожной поверхности, характеризующийся наличием вала, сопряженного с ним привода его вращения и, по крайней мере, двух лопаток, установленных на валу, причём каждая лопатка выполнена в виде спицы, позиционированной радиально упомянутому валу и прикреплённой к его поверхности одним из своих торцов, при этом второй торец спицы оснащён сменным наконечником в виде кулачка весом от 0,04 до 0,6 кг.
2. Лопастной разрыхлитель сыпучего противогололёдного материала устройства для обработки дорожной поверхности по п. 1, характеризующийся тем, что радиальный угол между спицами выбран из условий 360°/n, где n - количество спиц.
3. Лопастной разрыхлитель сыпучего противогололёдного материала устройства для обработки дорожной поверхности по п. 1, характеризующийся тем, что привод вращения вала выбран из условий вращения с частотой от 10 до 1200 об/мин.
РИСУНКИ
