Устройство для обработки дорожной поверхности жидким противогололёдным материалом

Полезная модель относится к сфере коммунального хозяйства и может быть использована для обработки дорожной поверхности жидким противогололедным материалом. Устройство для обработки дорожной поверхности жидким противогололедным материалом образовано самоходным транспортным средством с установленной на нем после кабины водителя емкости для жидкого противогололедного материала. За этой емкостью размещен модуль дозированной подачи жидкого противогололедного материала на дорожное покрытие. Емкость для жидкого противогололедного материала снабжена горловиной для загрузки в нее жидкого противогололедного материала, выполненной с возможностью герметичного запирания посредством крышки, и сливным отверстием, соединенным шлангом со входом в модуль дозированной подачи жидкого противогололедного материала на обрабатываемое дорожное покрытие. Упомянутый модуль образуют последовательно соединенными между собой трубопровод, центробежный насос, кинематически связанный с автономным двигателем внутреннего сгорания, а также фильтр, установленным в напорной магистрали. Выход напорной магистрали снабжен регулирующим подачу жидкого противогололедного материала электрически управляемым клапаном и подсоединенными параллельно после него тремя блоками запорной арматуры. Далее жидкий противогололедный материал под давлением поступает по шлангу на распределительные штанги рампы, выполнение в виде одной центральной и двух боковых секций, каждая их которых оснащенными форсунками. Рампа может быть выполнена в виде короба, ориентированного в горизонтальной плоскости, при этом установка форсунок на распределительных штангах выполнена с возможностью орошения жидким противогололедным материалом обрабатываемого дорожного покрытия как нормально его поверхности, так и под углом к ней, а емкость для жидкого противогололедного материала изготовлена модульной конструкции. Технический результат, ожидаемый от использования предложенного устройства, состоит в повышении равномерности распределения на обрабатываемой дорожной поверхности жидкого противогололедного материала. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.,

Полезная модель относится к сфере коммунального хозяйства и может быть использована для обработки дорожной поверхности жидким противогололедным материалом.

Из уровня техники известна машина для обработки дорожной поверхности жидкостью [1]. Эта машина для обработки дорожной поверхности содержит базовое шасси с передними и задними колесами, раму шасси, а также силовое и технологическое оборудование, при этом силовое оборудование смонтировано на опорной раме, несущей пару дополнительных колес и установленной на раме шасси. Технологическое оборудование этого аналога содержит поливомоечное оборудование, с гидроцилиндром клапана двухконтурного водяного насоса, сообщенного с водяным баком. В качестве рабочей жидкости в рассматриваемом устройстве может быть использован жидкий противогололедный материал.

Недостатком данного известного устройства является неравномерность распределения на обрабатываемой дорожной поверхности жидкого противогололедного материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является известное из уровня техники устройство распределения жидких противогололедных материалов [2]. Данное устройство распределения жидких противогололедных материалов содержит установленные позади транспортного средства центральную секцию с соплами и поворотные в вертикальной плоскости боковые секции с соплами, причем поворотные боковые секции выполнены с возможностью фиксации в промежуточных положениях, насос, соединенный трубопроводами с цистерной и с соплами. Сопла, закрепленные на центральной секции, ориентированы в направлении продольной оси транспортного средства и имеют поперечные отражающие поверхности, а поворотные боковые секции размещены внутри поперечного габарита транспоргного средства, при этом образованные в них сопла выполнены в виде цилиндрических туннелей, оси которых расположены в поперечной плоскости относительно продольной оси транспортного средства и ориентированы под различными углами к боковым секциям. Данное устройство принимается в качестве устройства-прототипа.

Недостаток устройства-прототипа заключается в неравномерности распределения на обрабатываемой дорожной поверхности жидкого противогололедного материала.

Задача, на решение которой направлена предлагаемое техническое решение, заключается в создании коммунальной машины, у которой равномерность распределения на обрабатываемой дорожной поверхности жидкого противогололедного материала независила бы от скорости движения образующего основания упомянутой коммунальной машины самоходного транспортного средства.

Технический результат, ожидаемый от использования предложенного устройства, состоит в повышении равномерности распределения на обрабатываемой дорожной поверхности жидкого противогололедного материала.

Заявленный технический результат достигается тем, что устройство для обработки дорожной поверхности жидким противогололедным материалом, образовано самоходным транспортным средством, установленной на нем, после кабины водителя, емкостью для жидкого противогололедного материала и размещенного за ней модуля дозированной подачи жидкого противогололедного материала на дорожное покрытие, при этом емкость для жидкого противогололедного материала снабжена горловиной для загрузки в нее жидкого противогололедного материала, выполненной с возможностью герметичного запирания посредством крышки, и сливным отверстием, соединенным шлангом со входом в модуль дозированной подачи жидкого противогололедного материала на обрабатываемое дорожное покрытие, образованным, последовательно соединенными между собой трубопроводом, центробежным насосом, кинематически связанным с автономным двигателем внутреннего сгорания, фильтром, установленным в напорной магистрали, выход которого снабжен, регулирующим подачу жидкого противогололедного материала, электрически управляемым клапаном, тремя блоками запорной арматуры, и рампой, с тремя распределительными штангами, выполненными в виде одной центральной и двух боковых секций, каждая их которых оснащенными форсунками.

Желательно, чтобы рампа была выполнена в виде короба, ориентированного в горизонтальной плоскости, при этом установка форсунок на распределительных штангах была бы выполнена с возможностью орошения жидким противогололедным материалом обрабатываемого дорожного покрытия как нормально его поверхности, так и под углом к ней.

Предпочтительно, чтобы емкость для жидкого противогололедного материала была выполнена модульной конструкции.

Предложенное устройство иллюстрируется рисунками.

- на Фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство (вид слева);

- на Фиг. 2 схематично изображено предлагаемое устройство (вид сверху);

- на Фиг. 3 схематично изображено предлагаемое устройство (вид сзади);

- на Фиг. 4 представлена условная блок-схема модуля дозированной подачи жидкого противогололедного материала.

Перечень позиций:

1. Самоходное транспортное средство.

1.1. Кабина водителя.

2. Первая емкость для жидкого противогололедного материала.

2.1. Горловина первой емкости для жидкого противогололедного материала.

3. Вторая емкость для жидкого противогололедного материала.

3.1. Горловина второй емкости для жидкого противогололедного материала.

4. Третья емкость для жидкого противогололедного материала.

4.1. Горловина третьей емкости для жидкого противогололедного материала.

5. Четвертая емкость для жидкого противогололедного материала.

5.1. Горловина четвертой емкости для жидкого противогололедного материала.

6. Сливное отверстие.

7. Силиконовый шланг.

8. Модуль дозированной подачи жидкого противогололедного материала.

8.1. Трубопровод.

8.2. Центробежный насос.

8.3. Автономный двигатель внутреннего сгорания.

8.3.1. Кинематическая связь.

8.4. Фильтр.

8.5. Напорная магистраль

8.6. Регулирующий клапан.

8.7. Первый блок запорной арматуры

8.8. Второй блок запорной арматуры.

8.9. Третий блок запорной арматуры. 9. Рампа.

9.1. Центральная секция.

9.2. Первая боковая секция.

9.3. Вторая боковая секция. 10. Форсунка.

В качестве самоходного транспортного средства 1 (Фиг. 1-Фиг. 3) может быть использовано шасси КАМАЗ-53605 (тип двигателя КамАЗ -53605, дизельный с турбонаддувом) с колесной формулой 4×2. В кабине водителя 1.1 (Фиг. 1-Фиг. 3) помимо средств управления самоходным транспортным средством 1 (Фиг. 1-Фиг. 3) размещают электронно-тахометрический микропроцессорный пульт управления на базе микропроцессора EcoSat10 1.2. (Фиг. 1), который служит для дистанционного управления и визуального наблюдения за различными параметрами процесса обработки жидким противогололедным материалом дорожного покрытия. Показатели работы пульта управления выводятся на графический дисплей, в частности: расход и давление жидкого противогололедного материала трубопроводе 5.1 (Фиг. 4), напорной магистрали, шланге, соединяющем регулирующий клапан 5.6 (Фиг. 4) с блоками запорной арматуры 5.7-5.9 (Фиг. 4), количество подаваемого на поверхность обрабатываемого дорожного покрытия жидкого противогололедного материала, ширина зоны обработки, скорость перемещения самоходного транспортного средства 1 (Фиг. 1-Фиг. 3) и т.п.

Емкость 2 (Фиг. 3) для жидкого противогололедного материала размещена после кабины водителя 1.1. (Фиг. 1-Фиг. 3). Ее предпочтительно изготавливать модульной конструкции, т.е. состоящей из набора (например, четырех) последовательно размещенных друг за другом на самоходном транспортном средстве 1 (Фиг. 1-Фиг. 3) по ходу его движения емкостей для размещения в них жидкого противогололедного материала 2.1-2.4 (Фиг. 1-Фиг. 3), каждая из которых снабжается горловиной 2.1.1-2.4.1 (Фиг. 1-Фиг. 3) с крышкой. В качестве материала упомянутых емкостей (и, соответственно, горловин с крышкой к ним) может быть использован полиэтилен. Первые три (по ходу движения самоходного транспортного средства 1 (Фг. 1-Фиг. 3) емкости для жидкого противогололедного материала 2.1-2.4 (Фиг. 1-Фиг. 3) объединены между собой трубопроводами, а выход четвертого из них выполнен как сливное отверстие 3 (Фиг. 1), к которому присоединен один из концов полимерного (например, изготовленного из силикона) шланга 4 (Фиг. 1). Второй конец упомянутого полимерного шланга 4 (Фиг. 1) соединен со входом трубопровода 5.1 (Фиг. 4) модуля дозированной подачи жидкого противогололедного материала 5(Фиг. 4). В свою очередь, выход трубопровода 5.1 (Фиг. 4) соединен с входом центробежного насоса 5.2 (Фиг. 4). Методы расчета центробежных насосов под конкретную производительность известны [3], а в качестве конструкции может быть использован центробежный консольный моноблочный насос фирмы «Calpeda» (Италия) [4]. Для обеспечения работы центробежного насоса 5.2 (Фиг. 4) модуль дозированной подачи жидкого противогололедного материала 5 (Фиг. 3 и Фиг. 4) снабжают автономным двигателем внутреннего сгорания 5.3 (Фиг. 4). Кинематическая связь 5.3.1 (Фиг. 4) между им и центробежным насосом 5.2 (Фиг. 4) может быть выполнена в виде приводного ремня и соответствующих шкивов, установленных на валах обоих упомянутых устройств.

К выходу центробежного насоса 5.2 (Фиг. 4) подсоединен фильтр 5.4 (Фиг. 4) механической очистки, установленный на напорной магистрали 3.3 (Фиг. 4). Последняя может быть выполнена в виде трубопровода из коррозионно-стойкого материала (ГОСТ 9941-Выход напорной магистрали 5.5 (Фиг. 4) после фильтра 5.4 (Фиг. 1) соединен с входом регулирующего клапана 5.6 (Фиг. 4). В качестве этого клапана можно применить клапан регулирующий седельный Danfoss VB2 с управляемым редукторным электроприводом AMV-20 фирмы Danfoss (Дания) [5].

Первый, второй и третий блоки запорной арматуры 5.7-5.9 (Фиг. 4) представляют собой 2-х входовые шаровые краны с, например, электроприводом марки VKD/CE [6]. Отличие этой арматуры от вышеуказанного клапана регулирующего седельного марки Danfoss VB2 состоит в том, что запорный шаровой кран имеет только два рабочих положения, а именно: «открыто» или «закрыто». По этой причине все три блока запорной арматуры между собой соединены параллельно. Таким образом обеспечивается расширение интервала расходуемого жидкого противогололедного материала 8 (Фиг. 1) с сохранением линейной точности дозирования, в случае небольшого расхода жидкого противогололедного материала 8 (Фиг. 1) включается только один блок запорной арматуры, в случае увеличения расхода жидкого противогололедного материала 8 (Фиг. 1) до уровня расхода, максимального (в части линейности пропускной характеристики) для используемого 2-х входового шарового крана, в работу подключается, открываясь благодаря управляющему электрическому сигналу с пульта управления 1.2 (Фиг. 1) второй блок запорной арматуры 5.8 (Фиг. 4), и, наконец, при необходимости обеспечения максимального расхода жидкого противогололедного материала 8 (Фиг. 1), предусмотренного техническими характеристиками модуля 5 (Фиг. 3 и Фиг. 4) дозированной подачи жидкого противогололедного материала 8 (Фиг. 1), электроприводы блоков запорной арматуры переводят все три 2-х входовых шаровых крана в состояние «открыто».

Рампа 6 (Фиг. 4) по полимерным шлангом принимает поступающий из объединенного выхода блоков запорной арматуры в нее жидкий противогололедный материал 8 (Фиг. 1) сразу на три секции: центральную секцию 6.1 (Фиг. 3 и Фиг. 4), первую боковую секцию 6.2 (Фиг. 1-Фиг. 4) и вторую боковую секцию 6.3 (Фиг. 3 и Фиг. 4), откуда жидкий противогололедный материал 8(Фиг. 1) посредством форсунок 7 (Фиг. 1-Фиг. 4) под давлением подается на поверхность обрабатываемой дорожной поверхности.

Пример

В качестве самоходного транспортного средства 1 (Фиг. 1 и Фиг. 2) в предлагаемом устройстве было использовано шасси КАМАЗ-53605 с колесной формулой 4×2.

За кабиной водителя 1.1 (Фиг. 1-Фиг. 3) установили первую, вторую, третью и четвертую 2.1-2.4 (Фиг. 1-Фиг. 2) емкости для жидкого противогололедного материала, образующие по модульному принципу емкость 2 (Фиг. 3) для жидкого противогололедного материала объемом 8 м³ . Каждая из упомянутых емкостей 2.1-2.4 (Фиг. 1 и Фиг. 2) была снабжена смотровыми окнами для визуального контроля уровня помещенного в них жидкого противогололедного материала. В качестве жидкого противогололедного материала 8(Фиг. 1) использовали водный раствор NaCl-CaCl-MgCl плотностью 1,2 т/м³. Поочередно при открытых крышках через горловины 2.1.1-2.4.1 (Фиг. 1 и Фиг. 2) в первую 2.1 (Фиг. 1 и Фиг. 2), вторую 2.2 (Фиг. 1 и Фиг. 2), третью 2.3 (Фиг. 1 и Фиг. 2) и четвертую 2.4 (Фиг. 1 и Фиг. 2) заливали по 2 м³ упомянутого водного раствора NaCl-CaCl-MgCl (в совокупности 9,6 т), после чего крышки герметично закрывали.

В кабине водителя 1.1 (Фиг. 1-Фиг. 3) дополнительно был установлен пульт управления 1.2 (Фиг. 1), который информационно-коммутационно подсоединен к датчикам расхода и давления жидкого противогололедного материала 8 (Фиг. 1), позиционированных в трубопроводе 5.1 (Фиг. 4), центробежном насосе 5.2 (Фиг. 4), напорной магистрали 5.5 (Фиг. 4), трех секциях рампы 6 (Фиг. 4), а также к средствам электрического управления исполнительными механизмами запуска/остановки автономного двигателя внутреннего сгорания 5.3 (Фиг. 4), электроприводу регулирующего клапана 5.6 (Фиг. 4), электроприводам блоков запорной арматуры 5.7-5.9 (Фиг. 4) и датчику скорости движения самоходного транспортного средства 1 (Фиг. 1 и Фиг. 2).

Сопоставительные с устройством-прототипом испытания были проведены в июне при температуре воздуха 18°C и относительной влажности 67% на трассе двухполосного шоссе длиной 400 метров.

Автомобиль КАМАЗ-53605 с заправленной жидким противогололедным материалом 8 (Фиг. 1) емкостью 2 (Фиг. 3) позиционировали на разгонной полосе выбранной трассы длиной 150 метров. Пультом управления 1.2 (Фиг. 1) устанавливали режим обработки поверхности дорожного покрытия: патрульная скорость самоходного транспортного средства 1 (Фиг. 1 и Фиг. 2) 36 км/час и расход водного раствора NaCl-CaCl-MgCl в 2 количестве 45 г/м². На выбранной для сопоставительных испытаний трассе после разгонного участка длиной 150 м поверхность трассы покрывают полимерной пленкой (полиэтилен низкого давления толщиной 180 мкм) шириной 4 м и длиной 100 м. Поверх этой полимерной пленки укладывают предварительно взвешенные (использованы весы электронные марки Beurer KS19 Lemon с точностью взвешивания 1 грамм) и пронумерованные коврики размером 1×1 м из иглопробивного полушерстяного ватина (20% шерсть, 30% хлопчато-бумажные волокна и 50% акрил, [7]), плотность которого составляет 300 г/м²

Далее выставили форсунки 7 (Фиг. 1-Фиг. 4) так, чтобы ширина обработки поверхности дорожного полотна была равна 4 м. При этом форсунки 7 (Фиг. 3) центральной секции 6.1 (Фиг. 3) рампы 6 (Фиг. 4) поворачивают так, чтобы они орошали поверхность дорожного покрытия под углом 90° к ней, а форсунки 7 (Фиг. 2 и Фиг. 3) первой боковой 6.2 (Фиг. 4) и второй боковой 6.3 (Фиг. 4) секций выставляют под углом к вертикали так, чтобы ширина поперечного захвата орошением жидким противогололедным материалом 8 (Фиг. 1) была равна 4 м.

Затем запускали в работу автономный двигатель внутреннего сгорания 5.3 (Фиг. 4). По кинематической связи 5.3.1 (Фиг. 4) также запускается в работу центробежный насос 5.2 (Фиг. 4). Ранее поступивший самотеком из сливного отверстия 3(Фиг. 1) по полимерному шлангу 4 (Фиг. 1) в трубопровод 5.1 (Фиг. 4) модуля дозированной подачи 5 (Фиг. 4) жидкий противогололедный материал 8 (Фиг. 1) через фильтр 5.4 (Фиг. 4) поступает в напорную магистраль 5.5 (Фиг. 4) где там и задерживается, так как регулирующий клапан 5.6 (Фиг. 4) еще закрыт.

Когда автомобиль КАМАЗ-53605 набирает заданную скорость движения и достигает конца 150 метровой разгонной зоны, кнопкой с пульта управления 1.2 (Фиг. 1) водитель открывает регулирующий клапан 5.6 (Фиг. 4) (одновременно открывается первый и второй блоки запорной арматуры 5.7-5.8 (Фиг. 4)). Жидкий противогололедный материал 8 (Фиг. 1) под давлением (примерно 4 атм.), обусловленным работай центробежного насоса 5.2 (Фиг. 4) из напорной магистрали устремляется во все секции рампы 6 (Фиг. 4), а из нее через форсунки 7 (Фиг. 1-Фиг. 4) орошает маскированную поверхность дорожного покрытия ковриками из ватина, пропитывая их.

Пройдя путь 100 м (расстояние на котором были расположены коврики из ватина), водитель кнопки на пульте управления 1.2 (Фиг. 1) закрывает регулирующий клапан 5.6 (Фиг. 4), прекращая тем самым процесс орошения упомянутых ковриком из ватина водным раствором NaCl-CaCl-MgCl.

Незамедлительно после этого производят повторное взвешивание (с применением ранее упомянутых весов) орошенных ковриков из ватина. Весовую дисперсию по 400 измерениям весовых показателей заносят в Таблицу.

Аналогичные испытания проводят и для устройства-прототипа. Весовую дисперсию также по 400 измерениям весовых показателей заносят в Таблицу.

Как видно из Таблицы, показатель весовой дисперсии орошенных жидким противогололедным материалом ковриков из ватина у устройства-прототипа почти в три раза больше, чем у предлагаемого устройство, что свидетельствует о достижении заявленного технического результата.

Для производства заявленного устройства могут быть использованы известные из уровня техники технологии, материалы, узлы и комплектующие, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию патентоспособности полезной модели «промышленная применимость».

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Полезная модель РФ 44 333, МПК: E01H 1/00, он. 10.03.2005 г., Бюл. 7.

2. Полезная модель РФ 32 788, МПК: EH E 3/02, оп. 27.09.2003 г., (прототап).

3. «Машиностроительная гидравлика. Примеры расчетов», В.В. Валкина и др., Киев, «Вища школа», Головное издательство, 1986 г., 208 с.

4. www.calpeda.su

5. www.danfoss.ru

6.

7. www.ks-plus.ru

1. Устройство для обработки дорожной поверхности жидким противогололёдным материалом, характеризующееся наличием самоходного транспортного средства, установленной на нем после кабины водителя ёмкости для жидкого противогололедного материала и размещенного за ней модуля дозированной подачи жидкого противогололёдного материала на дорожное покрытие, при этом емкость для жидкого противогололёдного материала снабжена горловиной для загрузки в неё жидкого противогололёдного материала, выполненной с возможностью герметичного запирания посредством крышки, и сливным отверстием, соединенным шлангом со входом в модуль дозированной подачи жидкого противогололёдного материала на обрабатываемое дорожное покрытие, образованным последовательно соединенными между собой трубопроводом, центробежным насосом, кинематически связанным с автономным двигателем внутреннего сгорания, фильтром, установленным в напорной магистрали, выход которого снабжен регулирующим подачу жидкого противогололёдного материала, электрически управляемым клапаном, тремя блоками запорной арматуры и рампой с тремя распределительными штангами, выполненными в виде одной центральной и двух боковых секций, каждая их которых оснащена форсунками.

2. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что рампа выполнена в виде короба, ориентированного в горизонтальной плоскости, при этом установка форсунок на распределительных штангах выполнена с возможностью орошения жидким противогололёдным материалом обрабатываемого дорожного покрытия как нормально его поверхности, так и под углом к ней.

3. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что емкость для жидкого противогололедного материала выполнена модульной конструкции.

РИСУНКИ