УДАЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО БЕТОНА ИЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОНТЕЙНЕРОВ ДЛЯ ГОТОВОГО ПЕРЕМЕШИВАЕМОГО БЕТОНА
REMOVING RESIDUAL CONCRETE FROM CYLINDRICAL CONTAINERS FOR PREPARED CONCRETE

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка является частичным продолжением заявки №11/535790 на патент США, поданной теми же изобретателями 27 сентября 2006 года, которая является частичным продолжением заявки №11/240117 на патент США, поданной теми же изобретателями 30 сентября 2005 года, имеющей то же название.
1. Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к способам удаления остаточного бетона из внутренней части цилиндрических контейнеров автомобилей-бетоновозов для готового перемешиваемого бетона. Более конкретно, оно относится к способам, которые не требуют проникания рабочего в цилиндрический контейнер, предохраняя в соответствии с этим рабочего от различных случайных опасностей.
2. Описание предшествующего уровня техники
Цилиндрические контейнеры для готовой бетонной смеси монтируют с возможностью вращения на автомобилях-бетоновозах, так что бетон в цилиндрическом контейнере может непрерывно перемешиваться, как правило, с помощью цилиндрического контейнера, вращающегося в направлении движения часовой стрелки, при его транспортировке от установки приготовления замеса бетона к стройплощадке. Вертикальные спиральные ребра или лопасти смонтированы на внутренних стенках вращающегося цилиндрического контейнера, так что бетон на закрытом конце цилиндрического контейнера приводится в движение к открытому концу цилиндрического контейнера, когда цилиндрический контейнер вращается в направлении против направления движения часовой стрелки, направлении выгрузки. Спиральные ребра или лопасти действуют как шнек (транспортера), побуждая бетон к заднему концу цилиндрического контейнера, когда цилиндрический контейнер находится в режиме разгрузки. Спиральные ребра или лопасти побуждают бетон к кабине автомобиля, когда цилиндрический контейнер вращается в направлении движения по часовой стрелке, направлении перемешивания.
Некоторые автомобили-бетоновозы для транспортировки готового бетона являются бетоновозами передней разгрузки. Режимы перемешивания и разгрузки реверсированы относительно автомобилей-бетоновозов задней выгрузки.
Неизбежно, что некоторое количество бетона останется в цилиндрическом контейнере после выгрузки каждой партии бетона. Со временем, цилиндрический контейнер нагружается остаточным бетоном, который постепенно наслаивается, существенно увеличивая массу автомобиля при опустошении и существенно уменьшая объем бетона, который автомобиль может легально транспортировать. Остаточный бетон также оказывает отрицательное влияние на качество готового перемешиваемого бетона, перевозимого автомобилем. Некоторые компании борются с этой проблемой, пытаясь очищать цилиндрический контейнер в конце каждого рабочего дня прежде, чем наслаивание становится сильным. Другие просто ожидают, пока эта проблема не станет острой.
Обычным способом удаления (очистки) затвердевшего бетона из цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона является позиционирование рабочего внутри цилиндрического контейнера. Рабочий работает пневматическим зубилом для разрушения бетона на мелкие обломки, которые могут быть удалены. Эта хорошо известная процедура имеет много недостатков - вход в рабочую зону ограничен и поэтому требует получения разрешения на ограниченное пространство, рабочий может испытывать запястный сухожильный синдром (синдром карпального канала) от спускового механизма пневматического отбойного молотка, повреждения глаз, отключение или скольжение и падение, и подвергаться воздействию кремниевых и других вредных частиц при скалывании бетона. Кроме того, слух рабочего подвергается вредному воздействию в виду небольшого размера ограниченного пространства, где работает пневматическое зубило, рабочий может повредить цилиндрический контейнер и спиральные ребра или лопасти при разрушении толстого слоя бетона и так далее. Кроме того, такие рабочие платят за массу бетона, которую они удаляют. Это факт, связанный с тем, что небольшое рабочее пространство является клаустрофобным и приводит к тому, что рабочий, как правило, оставляет небольшие, относительно легкие осколки затвердевшего бетона. Эти небольшие осколки действуют подобно магнитам бетона, когда новый бетон загружают в цилиндрический контейнер - они быстро соединяются с новым бетоном, быстро растут в размере и этот цикл начинается снова, вызывая другое неэффективное удаление (очистку) посредством пневматического зубила.
Над этой проблемой работали несколько изобретателей. В патентах США №6418948 и №6640817, выданных Хэрмону, описан удлиненный щуп (жезлового типа), имеющий множество сопел на его переднем конце. Сопла нацелены так, чтобы они заставляли воду повышенного давления ударяться о тыльную поверхность спиральных ребер или лопастей, когда щуп вставлен в цилиндрический контейнер. Очистки не имеют место при извлечении щупа из цилиндрического контейнера, поскольку поток воды прекращается, когда передний конец щупа входит в контактное взаимодействие с передним закрытым концом цилиндрического контейнера. Щуп не чистит переднюю сторону спиральных ребер или лопастей. Кроме того, щуп позиционируется на оси вращения цилиндрического контейнера, так что сопло находится близко к бетону только на противоположных концах цилиндрического контейнера, то есть на закрытом переднем конце и открытом разгрузочном конце. Щуп Хэрмона позиционируется в точном совпадении с осью вращения цилиндрического контейнера, так что он не приходит в контактное взаимодействие со спиральными ребрами или лопастями.
Сопла Хэрмона находятся на расстоянии нескольких футов от остаточного бетона в середине цилиндрического контейнера, поскольку диаметр цилиндрического контейнера является самым большим в его середине. Эффективность очистки резко падает, когда расстояние между соплами и бетоном, известное в промышленности как расстояние отстояния, увеличивается. По этой причине эти сопла менее всего эффективны в середине цилиндрического контейнера, поскольку расстояние отстояния является наибольшим в указанной середине.
Двумя другими патентами, в которых описывается средство для направления воды повышенного давления против тыльной поверхности спиральных ребер или лопастей, являются патент США №5244498, выданный Стейнке, и шведский патент №8808328, выданные Сверигу.
Множество сопел не являются такими эффективными, как одно сопло для резки бетона. В таком случае необходимо одно двигающееся взад и вперед сопло, которое очищает бетон от боковых стенок цилиндрического контейнера между ребрами или лопастями, а также от обеих сторон ребер или лопастей, не только от тыльной стороны.
Имеется также потребность в сопле, которое остается на эффективном расстоянии отстояния для бетона, удаляемого во все времена.
Спиральные ребра или лопасти представляют препятствие для выполнения такой потребности. Соответственно, существует более конкретная потребность в сопле, которое остается на заданном высокоэффективном расстоянии отстояния от затвердевшего бетона, несмотря на спиральные ребра или лопасти, так что остаточный бетон подвергается агрессивному воздействию более высокой энергии.
Вместо нахождения способа позиционирования сопла близко к остаточному бетону во время технологического процесса очистки, предшествующий уровень техники позиционирует сопло вдоль продольной оси симметрии цилиндрического контейнера во все времена и использует повышенное давление воды в неэффективной попытке взрывного удаления остаточного бетона (под воздействием воды повышенного давления) с относительно большого расстояния.
Необходима система, которая тщательно очищает цилиндрический контейнер, не оставляя небольших обломков бетона, которые действуют как магниты или зародыши для быстрого аккумулирования остаточного бетона. Необходимая система должна очищать обе стороны спиральных ребер или лопастей, а также должна делать это с наименьшей скоростью потока и давлением воды, требуемых для сбережения источников.
Однако воспринимая предшествующий уровень как целое на время разработки настоящего изобретения, квалифицированным специалистам в этой области техники не было очевидным, как могут быть удовлетворены идентифицированные потребности.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Давнишняя, но до настоящего времени не удовлетворенная потребность в средствах для очистки остаточного бетона от внутренней стороны цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона, имеющего спиральные ребра или лопасти в его внутренней части, теперь удовлетворяются с помощью нового, полезного и неочевидного изобретения.
Новый аппарат включает в себя прямостоящую типа труба в трубе колонну и корпус крепления двигателя, имеющий полую внутреннюю часть. Корпус крепления двигателя увенчивает прямостоящую колонну. Корпус удлиненной стрелы сопла, в общем, прямолинейной или линейной конфигурации имеет полую внутреннюю часть и открытые концы, и смонтирован, увенчивая корпус крепления двигателя. Корпус удлиненной стрелы сопла адаптирован для приема удлиненной стрелы сопла и шарнирно смонтирован относительно корпуса крепления двигателя. Корпус удлиненной стрелы сопла имеет положение покоя, где продольная ось корпуса удлиненной стрелы размещена нормально продольной оси прямостоящей колонны.
Удлиненная стрела сопла заключена, по меньшей мере, частично в полую внутреннюю часть корпуса удлиненной стрелы сопла. Удлиненная стрела сопла имеет передний конец, проходящий от переднего конца корпуса удлиненной стрелы сопла, задний конец, проходящий от заднего конца корпуса удлиненной стрелы сопла, и среднее пространство, окруженное в корпусе удлиненной стрелы сопла.
Удлиненная стрела сопла имеет полностью втянутое положение, где задний конец удлиненной стрелы сопла удаленно размещен относительно корпуса удлиненной стрелы сопла и где передний конец удлиненной стрелы сопла размещен в тесной близости к корпусу удлиненной стрелы сопла.
Удлиненная стрела сопла имеет полностью вытянутое положение, где задний конец удлиненной стрелы сопла размещен в тесной близости к корпусу удлиненной стрелы сопла и где передний конец удлиненной стрелы сопла удаленно размещен относительно корпуса удлиненной стрелы сопла.
Между полностью втянутым положением и полностью вытянутым положением имеется бесконечное число положений. Кроме того, удлиненная стрела сопла может перемещаться с бесконечным числом скоростей, бесконечным числом временных задержек и бесконечным числом комбинаций скоростей и временных задержек.
Торпедовидный корпус сопла шарнирно соединен с передним концом удлиненной стрелы сопла, так что торпедовидный корпус сопла автоматически поддается позиционированию в бесконечном числе угловых положений относительно продольной оси удлиненной стрелы сопла. Торпедовидный корпус сопла имеет положение хранения и положение введения, где он размещен по существу в линейном совмещении с удлиненной стрелой сопла.
Соединительное средство, например, шарнир, соединяет торпедовидный корпус сопла и удлиненную стрелу сопла, а регулирующее средство регулирует мгновенное угловое положение торпедовидного корпуса сопла относительно удлиненной стрелы сопла. Регулирующее средство предпочтительно включает в себя гидравлический цилиндр. Однако регулирующее средство пневматического, электрического, электромеханического или другого средства находится в пределах объема настоящего изобретения.
Водоструйное сопло повышенного давления в гидродинамическом сообщении с источником воды под высоким давлением смонтировано вблизи переднего конца торпедовидного корпуса сопла. В предпочтительном варианте осуществления давление воды больше 1500 фунтов/квадратный дюйм.
Водоструйное сопло повышенного давления смонтировано для колебания вдоль продольной оси удлиненной стрелы сопла. Цилиндрический контейнер автомобиля-бетоновоза готового перемешиваемого бетона вращается в поперечном направлении относительно продольной оси цилиндрического контейнера. Соответственно, продольное колебание сопла срезает полосу бетона, которое поддается регулированию в скорости и длине хода, когда цилиндрический контейнер вращается, уменьшая в соответствии с этим величину времени, относительно сопла, не совершающего колебаний, требуемых для завершения очистки. Продольная величина полосы ограничена угловым охватом сопла. Поперечная величина полосы в единицу времени ограничена угловой скоростью вращения цилиндрического контейнера. Сопло, не совершающее колебаний, будет вырезать тонкую, поперечно расположенную линию в бетоне, когда вращается цилиндрический контейнер.
Продольное колебание сопла и способность торпедовидного корпуса сопла размещаться под углом относительно удлиненной стрелы сопла гарантирует, что очищаются обе стороны спиральных ребер или лопастей, а не только одна их сторона. Цилиндрический контейнер между ребрами или лопастями также очищается. Способность сопла поддерживать идеальное расстояние от остаточного бетона также гарантирует, что остаточный бетон может быть эффективно удален при относительно низких скоростях потока, таким образом, сберегая источники.
Вращение цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона в направлении, адаптированном для перемешивания бетона, спаренное с выпуском воды повышенного давления из совершающего колебания водоструйного сопла повышенного давления во время такого вращения, вызывает отделение остаточного бетона от поверхности внутренней части цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона, поскольку совершающее колебания водоструйное сопло повышенного давления позиционировано вблизи боковых стенок цилиндрического контейнера или вблизи спиральных ребер, или лопастей во все времена. Вода и остаточный бетон, который был отделен струей от стенок и спиральных ребер или лопастей цилиндрического контейнера, таким образом, побуждаются к движению вперед в течение вращения в режиме перемешивания цилиндрического контейнера задней разгрузки. Вода и свободный (отделенный) остаточный бетон, таким образом, удерживаются в цилиндрическом контейнере, пока цилиндрический контейнер остается в режиме перемешивания или останавливается.
После отделения остаточного бетона от боковых стенок цилиндрического контейнера и обеих сторон ребер или лопастей, цилиндрический контейнер вращают в направлении разгрузки (выгрузки). Это побуждает спиральные ребра или лопасти, действующие как шнек, выгружать воду и остаточный бетон, удаленный действием воды повышенного давления.
Удлиненная кремальера закреплена на нижней стороне удлиненной стрелы сопла, так что движение удлиненной кремальеры является совместным с движением удлиненной стрелы сопла. Удлиненная кремальера и удлиненная стрела сопла проходят через корпус удлиненной стрелы сопла. Шестерня размещена в зацеплении с удлиненной кремальерой, так что вращение шестерни в первом направлении вытягивает удлиненную стрелу сопла, а вращение шестерни во втором направлении втягивает удлиненную стрелу сопла.
Двигатель, предпочтительно гидравлический двигатель, имеет выходной вал и смонтирован на корпусе крепления двигателя, на его внешней стороне. Шестерня смонтирована на выходном валу двигателя для совместного вращения с ним и позиционирована в полой внутренней части корпуса крепления гидравлического двигателя. Двигатель является реверсивным, так что шестерня может вращаться в любом направлении, в соответствии с этим вытягивая или втягивая удлиненную стрелу сопла. Визуальный индикатор скорости втягивания соединен с валом шестерни для установки временных задержек и скорости втягивания. Визуальный индикатор втягивания предусмотрен в форме круглого диска, который разделен на четырнадцать сегментов, имеющих общий размер.
Прямостоящая колонна имеет конструкцию типа труба в трубе, так что высота колонны поддается регулированию от полностью вытянутого возвышенного положения до полностью втянутого низкого положения и бесконечного множества положений между ними. Конструкция типа труба в трубе включает в себя неподвижную нижнюю трубу и подвижную верхнюю трубу, которая движется телескопически относительно неподвижной нижней трубы предпочтительно с помощью гидравлических средств.
Шарнирное средство шарнирно соединяет прямостоящую верхнюю трубу и удлиненную стрелу сопла, которая горизонтально размещена в положении покоя. Шарнирное средство включает в себя верхнюю пластину, увенчивающую верхнюю трубу, и опорную пластину, размещенную под удлиненной стрелой сопла. Шарнирное средство шарнирно соединяет верхнюю пластину и опорную пластину. Когда опорная пластина размещена под углом относительно верхней пластины, удлиненная стрела сопла размещена под подобным углом относительно горизонтальной пластины.
Гидравлический цилиндр размещен для соединения корпуса крепления двигателя и верхней трубы. Первый конец гидравлического цилиндра шарнирно соединен с передним концом корпуса крепления двигателя, а второй конец гидравлического цилиндра шарнирно закреплен на верхней трубе. Вытягивание гидравлического цилиндра побуждает поворотное движение корпуса крепления двигателя и удлиненной стрелы сопла, а полное втягивание гидравлического цилиндра позиционирует корпус крепления двигателя и удлиненной стрелы сопла в горизонтальной плоскости. Угол наклона удлиненной стрелы сопла согласуется с углом наклона цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона, когда выполняют технологическую операцию очистки.
Колебательное средство побуждает шарнирно закрепленное сопло совершать колебания относительно точки поворота, когда оно испускает воду повышенного давления. Колебательное средство включает в себя гидравлический двигатель, имеющий выходной вал, на котором смонтирован диск. Первый конец жесткого звена закреплен на диске, а второй конец жесткого звена закреплен на сопле, отстоящем от точки поворота, так что сопло совершает колебания, когда диск вращается.
Удлиненная стрела сопла имеет неповоротное положение покоя, в котором она размещена по существу горизонтально, как указано выше, первое поворотное положение, где она размещена под углом приблизительно 17 градусов относительно горизонтальной плоскости, и второе поворотное положение, где она размещена под углом приблизительно 34 градуса относительно горизонтальной плоскости. Однако должно быть очевидным, что она может быть размещена с любым наклоном. В предпочтительном варианте осуществления угол наклона регулируется посредством одного или более гидравлических цилиндров и, таким образом, имеет бесконечное число наклонных положений для согласования с различными конфигурациями автомобилей, в которых может быть размещена удлиненная стрела сопла.
Важным преимуществом нового аппарата и способа является то, что остаточный полностью или частично затвердевший бетон удаляется из внутренней части цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона, не вызывая повреждения цилиндрического контейнера или спиральных ребер или лопастей. Значительно то, что обе стороны спиральных ребер или лопастей очищаются не только с тыльной стороны. Очистка обеих сторон спиральных ребер или лопастей, а также головной и внутренней части цилиндрического контейнера, которая никогда раньше не выполнялась, является функцией колебания сопла, а также торпедовидного узла, который сохраняет эффективное расстояние отстояния во все времена. Эффективное расстояние отстояния поддерживается путем обеспечения возможности плавного скольжения торпедовидного корпуса поверх каждого из ребер или лопастей, когда они сталкиваются, когда торпедовидный корпус медленно втягивается из цилиндрического контейнера. Плавная форма торпедовидного корпуса препятствует задержкам (заминкам) на каком-либо ребре или лопасти.
Другим важным преимуществом является то, что новая конструкция и способ исключают необходимость проникновения (вхождения) рабочего в барабан с целью его очистки. Использование ручных устройств, например, пневматических зубил или вибраторов исключается по этой причине. Некоторый остаточный бетон имеет столь высокую твердость, что использовали прецизионные взрывы динамита. Новая система также исключает необходимость в таких опасных методах.
Кроме того, не требуется химикатов или ингибиторов. Также исключается использование магнитов и бесконтактных датчиков.
Еще одним другим преимуществом является то, что давление и гидродинамические силы, генерируемые новым аппаратом, гидравлически отслаивают бетон от цилиндрического контейнера посредством ударных сил, то есть остаточный бетон не только оттирается или отмывается от стального цилиндрического контейнера.
Кроме того, энергия, требуемая для осуществления очистки, минимизируется благодаря позиционированию сопла вблизи бетона во все времена.
Эти и другие преимущества настоящего изобретения станут очевидными в процессе рассмотрения этого описания. Настоящее изобретение включает в себя элементы конструкции, размещение деталей и комбинацию элементов, описанных в этой заявке, а объем изобретения изложен в прилагаемой формуле изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СОПРОВОДИТЕЛЬНЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания сущности и объектов настоящего изобретения будет делаться ссылка на следующее подробное описание, сделанное в связи с сопроводительными чертежами, где
Фиг.1А - вертикальный вид сбоку нового аппарата;
Фиг.1В - детальный вертикальный вид сбоку корпуса крепления гидравлического двигателя;
Фиг.2 - изометрическое изображение с торца, иллюстрирующее узел содействия выполнению заднего хода для совмещения автомобиля-бетоновоза и нового аппарата;
Фиг.3 - вертикальный вид сбоку, иллюстрирующий внутреннюю часть цилиндрического контейнера автомобиля-бетоновоза готового перемешиваемого бетона, когда торпедовидный корпус сопла полностью введен в нее, очищая головную и переднюю внутреннюю часть цилиндрического контейнера;
Фиг.4 - изометрическое изображение с пространственным разделением деталей, иллюстрирующее крышку нового торпедовидного корпуса сопла, снятую с указанного корпуса;
Фиг.5А - изометрическое изображение торпедовидного корпуса сопла, когда указанная крышка закрыта, а указанный корпус изогнут под углом в направлении вверх, в положении плавного скольжения, относительно удлиненной стрелы;
Фиг.5В - вид сверху варианта осуществления, где большая цилиндрическая винтовая пружина соединяет удлиненную стрелу и торпедовидный корпус сопла для обеспечения возможности смещения корпуса сопла в ответ на действие боковых сил;
Фиг.5С - изометрическое изображение резиновой упругой прокладки, имеющей вертикальные петли (шарниры) на ее первой стороне и горизонтальные петли (шарниры) на второй ее стороне;
Фиг.5D - разрез, иллюстрирующий размещение резиновых упругих прокладок между стрелой и торпедовидным корпусом сопла для обеспечения возможности смещения корпуса в ответ на действие боковых сил;
Фиг.6А - изометрическое изображение, иллюстрирующее узел деталей, который оказывает влияние на колебание фурмы сопла;
Фиг.6В - разрез узла фурмы, иллюстрирующий гидродинамические выпрямители и аккумуляторную втулку ниже по технологической цепочке от гидродинамических выпрямителей;
Фиг.7А - разрез соплового узла, включающего в себя гидродинамические выпрямители, иллюстрируемые в перспективе;
Фиг.7В - разрез соплового узла, иллюстрируемого на фиг.7А, но дополнительно включающего в себя аккумуляторную втулку ниже по технологической цепочке от гидродинамических выпрямителей;
Фиг.8 - изометрическое изображение, иллюстрирующее струю, сталкивающуюся с внутренней стенкой цилиндрического контейнера, тогда как торпедовидный корпус сопла плавает поверх спирального ребра или лопасти;
Фиг.9 - изометрическое изображение, иллюстрирующее струю, сталкивающуюся с задней стороной спирального ребра;
Фиг.10А - изометрическое изображение, иллюстрирующее струю, сталкивающуюся с передней стороной спирального ребра, и дополнительно включающее в себя изображение новой штанги блокирования торпеды, которую используют для поддержания;
Фиг.10В - изометрическое изображение указанной штанги блокирования торпеды;
Фиг.11 - вертикальный вид спереди ручного пульта дистанционного управления (напряжением 12 В постоянного тока), который используется для работы аппарата, иллюстрируемого на фиг.1А;
Фиг.12А - принципиальная схема контуров гидравлической системы для подъема и опускания колонны, для отклонения удлиненной стрелы, для вытягивания и втягивания удлиненной стрелы, для колебания сопла, и для управления «плаванием» торпедовидного корпуса сопла;
Фиг.12В - принципиальная схема гидравлической магистрали и ее внутренних органов для управления подъемом и опусканием колонны, отклонением удлиненной стрелы, втягиванием и вытягиванием удлиненной стрелы, колебанием сопла и контуром управления «плаванием»; и
Фиг.12С - принципиальная схема контура управления «плаванием» только для торпедовидного корпуса сопла.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1А иллюстрируется иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения, в общем, указанный ссылочным номером 10. На фиг.1А иллюстрируется прицеп 11, имеющий платформу 11а прицепа, колеса 11b, узел 11с сцепки, дизельный двигатель 11d, кожух 11е ременной передачи насоса, водяной насос 11f высокого давления с приводом от дизельного двигателя.
Полый корпус 12 смонтирован поверх узла 14 крепления гидравлического двигателя, а указанный узел 14 крепления гидравлического двигателя размещен увенчиваемым колонной 16. Колонна 16 включает в себя нижнюю трубу 16а, которая телескопически принимает в ней подвижную верхнюю трубу 16b, так что высота колонны 16 поддается регулированию. Телескопическое движение предпочтительно регулируется внутренним гидравлическим цилиндром, который не показан.
Шарнирный узел увенчивает верхнюю колонну 16b. Верхняя пластина 18а увенчивает верхнюю колонну 16b, а опорная пластина 18b шарнирно закреплена на верхней пластине 18а посредством петли 18с. Узел 14 крепления гидравлического двигателя смонтирован поверх указанной опорной пластины 18b. Шарнирный узел показан в положении, повернутом приблизительно на двадцать градусов (20°) вверх относительно горизонтальной плоскости. Гидравлический цилиндр 18d соединен между верхней трубой 16b и узлом 14 крепления гидравлического двигателя и поддается управлению для поворота опорной пластины 18b вокруг петли 18с относительно верхней пластины 18а.
Полый корпус 12 соединяет удлиненную стрелу 24 сопла. Кренометр 14с прикреплен к узлу 14 крепления гидравлического двигателя для отображения угла введения, так что оператор может визуально устанавливать угол удлиненной стрелы для более хорошей способности резания, причем указанный угол составляет приблизительно семнадцать градусов (17°) плюс или минус десять градусов (10°) для самых больших автомобилей. Этот угол введения является функцией угла наклона цилиндрического контейнера автомобиля-бетоновоза готового перемешиваемого бетона. Значительно, что новый аппарата выполняет его функции одинаково хорошо автомобилями-бетоновозами готового перемешиваемого бетона, как передней разгрузки, так и задней разгрузки. Кренометр 14с показан пунктирными линиями для индикации того, что он находится на противоположной стороне узла 14 крепления гидравлического двигателя.
Удлиненная стрела 24 сопла, как указано выше, проходит через полую внутреннюю часть полого корпуса 12. Конец 24а удлиненной стрелы 24 сопла является передним концом удлиненной стрелы 24 сопла, а конец 24b является задним концом указанной удлиненной стрелы 24 сопла. Ненумерованное протяжение указанной удлиненной стрелы сопла осуществляется в указанном полом корпусе, причем указанное ненумерованное протяжение находится между указанными передним и задним концами. Задний конец 24b образован интегрально с охранным колоколом 24с.
Прямостоящая стойка 17 увенчана седлом 17а, которое поддерживает удлиненную стрелу 24 сопла, когда указанная удлиненная стрела сопла находится в его горизонтальном положении, положении хранения.
Удлиненная стрела 24 сопла смонтирована поверх удлиненной кремальеры 38 и закреплена на ней для совместного смещения с ней. Как более полно описано в прилагаемом описании, шестерня, размещенная в узле 14 крепления гидравлического двигателя, входит в зацепление с удлиненной кремальерой 38 на ее нижней стороне. Шестерня закреплена на выходном валу реверсивного гидравлического двигателя, так что вращение выходного вала в первом направлении вызывает втягивание (смещение вперед-назад) удлиненной стрелы 24 сопла, а вращение указанного выходного вала во втором направлении, противоположном указанному первому направлению, вызывает вытягивание (смещение назад-вперед) указанной удлиненной стрелы сопла. В конфигурации, иллюстрируемой на фиг.1А, стрела 24 полностью втянута. Стрела полностью отводится перед введением в полую внутреннюю часть цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона через отверстие в заднем конце цилиндрического контейнера для автомобиля-бетоновоза задней выгрузки. Удлиненная стрела 24 сопла входит в отверстие в переднем конце автомобиля передней выгрузки.
Торпедовидный корпус 26 сопла шарнирно закреплен на переднем конце удлиненной стрелы 24 сопла и в аксиальном совмещении между ними, когда находится в положении отдыха.
Вода под высоким давлением подается к торпедовидному корпусу 36 сопла посредством удлиненного гибкого шланга, не показанного, который переносится, главным образом, посредством транспортирующего шланг устройства 25. Пригодное транспортирующее шланг устройство выпускается на промышленной основе под торговым названием носители кабеля и шланга Gortrac компанией А&А Mfg. Co., Inc of New Berlin, Wisconsin (www.gortrac.com.). Скоба 25а обеспечивает опору для указанного транспортирующего шланг устройства. Дугообразная гибкая металлическая пластина 25b закреплена на заднем конце удлиненной стрелы 24 сопла и поддерживает транспортирующее шланг устройство 25, когда шланг входит в указанную удлиненную стрелу сопла и отводится из указанной удлиненной стрелы сопла.
Более конкретно, шланг для воды повышенного давления, который подает воду повышенного давления к соплу, имеет первый или задний конец, который переносится транспортирующим гибкий шланг устройством 25, и второй или передний конец, который размещен в полой внутренней части удлиненной стрелы 24 сопла. В этом случае, первый конец шланга для воды повышенного давления постепенно изгибается, как показано, когда удлиненная стрела 24 сопла вытягивается или втягивается, минимизируя в соответствии с этим эффекты усталости.
На фиг.1В иллюстрируется визуальный индикатор 14а втягивания, предусмотренный в форме круглого диска, который смонтирован для вращения на валу шестерни, который управляет удлиненной кремальерой 38. Угловая скорость вращения индикатора 14а по этой причине определяется линейной скоростью указанной кремальеры. Указатель 14b смонтирован на корпусе 14 гидравлического двигателя и является неподвижным. Диск 14а разделен на множество сегментов, имеющих обычный размер. В этом конкретном варианте осуществления число сегментов равно 14, как показано, но это число не является критическим. Сегменты предпочтительно являются двух разных цветов, которые чередуются друг с другом, так что каждый сегмент имеет цвет, отличный от смежных сегментов. Оператор, наблюдающий вращение диска 14а, может регулировать линейную скорость удлиненной стрелы 24 сопла, основываясь на угловой скорости диска. Таким образом, визуальный индикатор 14 втягивания облегчает установку задержек времени для скоростей введения и втягивания.
Колонна 27 визуального контроля включает в себя платформу 27а, на которой может стоять оператор аппарата. Высота возвышения обеспечивает беспрепятственное поле зрения во внутренней части очищаемого автомобиля. Лестница 29, показанная на фиг.2, шарнирно смонтирована на раме прицепа, на его верхней части, так что она может размещаться, как показано на фиг.2, и складываться в конфигурацию хранения, когда не используется. Два гидравлических расходных микроклапана смонтированы на колонне визуального контроля. Первый микроклапан контролирует скорость колебания сопла, а второй микроклапан контролирует скорость втягивания удлиненной стрелы 24 сопла.
На фиг.2 иллюстрируется также узел деталей, который облегчает совместное совмещение нового прицепа 11 с автомобилем-бетоновозом готового перемешиваемого бетона. Узел 13 содействия выполнению заднего хода включает в себя продольную штангу 13а, имеющую первый конец, шарнирно закрепленный на заднем конце прицепа 11. (Торпедовидный корпус 26 сопла позиционирован на переднем конце удлиненной стрелы 24, но должно быть очевидным, что указанные детали проходят к заднему концу прицепа, на котором они смонтированы). Поперечная штанга 13b соединена с продольной штангой 13а для образования между ними Т-образного соединения. Первая плоская алюминиевая ромбовидная пластина, имеющая выступающую вверх первую литую алюминиевую тормозную колодку 13с, закрепленную на ней, позиционирована между укороченными штангами 13d, 13d, но не соединена с укороченными штангами 13d, 13d, a вторая плоская алюминиевая ромбовидная пластина, имеющая выступающую вверх литую алюминиевую тормозную колодку 13е, закрепленную на ней, позиционирована между укороченными штангами 13f, 13f, но не соединена с укороченными штангами 13f, 13f, причем указанные укороченные штанги образованы интегрально с поперечной штангой 13b и размещены под прямыми углами к ней, так что, как показано, они лежат на поверхности дороги, при развертывании в их рабочем положении. Водитель автомобиля-бетоновоза 19 готового перемешиваемого бетона дает задний ход (движется назад) на плоских пластинах до тех пор, пока колеса не застопорятся тормозными колодками. Длина продольной штанги 13а предварительно выбрана для гарантии того, что автомобиль будет правильно отстоять от нового аппарата, когда колеса автомобиля-бетоновоза готового перемешиваемого бетона упрутся в указанные тормозные колодки.
Для содействия водителю в совмещении с прицепом, линейная бобина 15 с возможностью вращения смонтирована на стороне прицепа автомобиля, где сидит водитель, а удлиненная линия 15а отматывается из указанной катушки до трубы или пластины 15b в параллельном совмещении с общей продольной осью симметрии автомобиля 19 и прицепа 11 до точки, где она может быть видна водителем. В этом случае водитель совмещает автомобиль 19 с линией 15а и пластиной 15 и дает задний ход до тех пор, пока колеса не столкнутся с тормозными колодками 13с и 13е. Удлиненную линию 15а затем сматывают назад на бобину 15. После операции очистки, продольную штангу 13а и, следовательно, поперечную штангу 13b поворачивают в положение хранения, как показано стрелкой 13g, где продольная штанга 13а является по существу вертикальной, как показано на фиг.2 пунктирными линиями. Для сцепления указанных штанг для предотвращения нежелательного развертывания узла содействия выполнению заднего хода, на колонне 16 смонтированы крючки. Плоские пластины с тормозными колодками хранят в любом пригодном местоположении.
На фиг.3 иллюстрируется новый торпедовидный корпус 26 сопла, будучи полностью введенным в цилиндрический контейнер 19а автомобиля-бетоновоза 19 готового перемешиваемого бетона в начале технологической операции очистки. Удлиненная стрела 24 сопла и, следовательно, торпедовидный корпус 26 сопла вытянуты, когда вращается цилиндрический контейнер 19а. Вода инжектируется из сопла, как правило, только во время такого вытягивания. Скорость вытягивания зависит от величины накопления остаточного бетона, причем скорость уменьшается, когда накопление увеличивается. Остаточный бетон удаляется из боковых стенок 19а цилиндрического контейнера и обеих сторон спиральных ребер или лопастей 19b в цилиндрическом контейнере 19.
Коммерческий вариант осуществления торпедовидного корпуса сопла является поворотным относительно удлиненной стрелы 24 сопла приблизительно на 34 градуса, но это не является критическим ограничением. В зависимости от размера цилиндрического контейнера 19а, удлиненная стрела 24 сопла удлиняется до тех пор, пока торпедовидный корпус 26 сопла не позиционируется вблизи переднего закрытого конца указанного цилиндрического контейнера 19а, как показано на фиг.3, в начале технологической процедуры очистки.
Вода повышенного давления, указанная ссылочным номером 26а, вырывается из поддающегося регулированию сопла, не показанная на фиг.4а, вмещаемого в торпедовидный корпус 26 сопла вблизи его переднего конца. Струя воды 26а повышенного давления может быть направлена вверх в вертикальной плоскости, то есть, в положении двенадцати часов относительно указанного торпедовидного корпуса 26 сопла. Однако должно быть очевидным, что такое положение двенадцати часов не является критичным и что ось потока из сопла может быть позиционирована при одиннадцати часах или тринадцати часах, десяти часах или двух часах, девяти часах или четырех часах и так далее, или под любым углом между ними, причем имеется бесконечное число положений функциональной регулировки. Торпедовидный корпус сопла может быть смонтирован под любым углом относительно продольной оси симметрии удлиненной стрелы 24 и, таким образом, струя воды повышенного давления из сопла может быть направлена под любым углом относительно оси симметрии удлиненной стрелы 24. Сопло, безусловно, не должно быть ориентировано так, чтобы вода направлялась на аккумулированную лужу воды на дне вращающегося цилиндрического контейнера. Поддающееся регулированию сопло поворачивается вперед и назад, то есть в продольном направлении, описывая дугу в диапазоне 80-120 градусов, когда вода выбрасывается (эжектируется) из него, тогда как цилиндрический контейнер 19а вращается. Более конкретно, поддающееся регулированию сопло совершает колебания вдоль линии, по существу совпадающей с продольной осью симметрии цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона.
В целях сравнения следует отметить, что струя воды повышенного давления направляется вниз аппаратом, описанным в родственной заявке.
Цилиндрический контейнер 19а вращается в направлении «перемешивания» во время процедуры подачи струи/очистки. В родственном описании цилиндрический контейнер вращается в направлении «разгрузки» во время направления струи/очистки. Разница в направлении вращения цилиндрического контейнера является функцией направленной вверх струи воды и дает возможность локализации воды и обломков в цилиндрическом контейнере во время технологической операции направления струи/очистки.
Корпус сопла родственного описания скользит поверх спиральных ребер или лопастей 19b, когда он втягивается. Торпедовидный корпус 26 сопла также с возможностью скольжения входит в контактное взаимодействие с указанными спиральными ребрами или лопастями, когда он втягивается. Однако торпедовидная форма дает возможность наличия такого скользящего контактного взаимодействия в отсутствии задержек. Торпедовидная форма корпуса сопла также может использоваться во время процедуры введения, благодаря размещению торпедовидного корпуса под большим обратным углом (скажем, 135 градусов) относительно стрелы так, чтобы торпедовидный корпус скользил поверх спиральных ребер или лопастей во время процедуры введения. В этом случае вода эжектируется из сопла, как правило, во время процедуры введения.
Имеется два фактора, которые оказывают влияние на величину гидравлического давления, требуемого для побуждения плавного скольжения или «плавания» торпедовидного корпуса 26 сопла поверх спиральных ребер или лопастей 19b при сталкивании с ними. Масса торпедовидного корпуса 26 сопла является первым фактором, а реактивная сила воды является вторым фактором. Если вода направлена прямо вверх, то реактивная сила направлена прямо вниз, эффективно складываясь с массой торпедовидного корпуса 26 сопла. Струя, направленная в положение тринадцати часов, генерирует реакцию в направлении семи часов с ее направленной вниз составляющей, равной направленной вниз составляющей (на шесть часов), умноженной на косинус тридцати градусов, и так далее. Эти две направленные вниз силы (сила гравитации и реактивная сила) комбинируются и, таким образом, направленное вверх гидравлическое давление, которое по существу согласуется с этими направленными вниз силами, требуется, если желательно поддерживать сопло в середине цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона во все времена. Однако такое позиционирование не является желательным. Вместо этого настоящее изобретение указывает на размещение сопла вблизи поверхности остаточного бетона всякий раз, когда это возможно так, чтобы такой остаточный бетон мог быть удален при более низком давлении. Таким образом, направленную вверх силу выбирают для превышения комбинированных направленных вниз сил гравитации и реакции. Это побуждает смещение торпедовидного корпуса 26 сопла к верхней части цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона, таким образом, размещая сопло вблизи поверхности готового перемешиваемого бетона. В таком случае, когда торпедовидный корпус 26 сопла сталкивается со спиральным ребром или лопастью 19b, указанная лопасть толкает корпус сопла вниз, в соответствии с этим мгновенно преодолевая направленные вверх силы. Однако после очистки указанного ребра или лопасти, торпедовидный корпус 26 сопла плавно возвращается, в отсутствие резкого движения, в его верхнее положение вблизи поверхности остаточного бетона. Таким образом, говорят, что корпус сопла плавает поверх ребер или лопастей.
Как более всего очевидно в связи с фиг.4 и фиг.5А, торпедовидный корпус 26 сопла шарнирно смонтирован в позиции 28 для движения в вертикальной плоскости на переднем конце 24b удлиненной стрелы 24. Охранный колокол 24с образован интегрально с указанным передним концом. Гидравлический цилиндр контролирует мгновенное положение торпедовидного корпуса 26 сопла. Полная реакция гидравлического цилиндра позиционирует торпедовидный корпус 26 сопла по существу в аксиальном совмещении с удлиненной стрелой 24, как показано на фиг.4. Вытягивание указанного гидравлического цилиндра позиционирует торпедовидный корпус 26 сопла в наклонном или поворотном положении относительно удлиненной стрелы 24, как показано на фиг.5. Когда корпус сопла сталкивается с ребром или лопастью 19b, угол наклона указанного корпуса 26 сопла постепенно уменьшается вследствие скользящего контактного взаимодействия с указанным ребром или лопастью до тех пор, пока указанный торпедовидный корпус сопла не выровняется, то есть не станет в линию с удлиненной стрелкой 24 сопла. Когда ребро или лопасть 19b очищено, гидравлическое давления плавно возвращает в вертикально-угловое положение, так что вода при повышенном давлении снова находится в ее ближайшем пространстве к поверхности остаточного бетона. Такое действие торпедовидного корпуса 26 сопла называют в этой заявке как «плавающее» действие, вследствие его плавного скольжения поверх каждого спирального ребра или лопасти 19b при столкновении с каждым ребром или лопастью, он возвращается в его оптимальное положение вблизи остаточного бетона и выстраивается в линию с внутренней частью цилиндрического контейнера, когда очищено каждое ребро или лопасть. Отсутствуют резкие движения вследствие контроля гидравлического потока, описанного подробно в заключение этого описания в связи с фиг.12А-С.
Шарнир 28 обеспечивает возможность поворотного движения торпедовидного корпуса 26 сопла в вертикальной плоскости, но не в горизонтальной плоскости. Универсального шарнира, обеспечивающего возможность свободного горизонтального поворотного движения корпуса 26 сопла, не требуется, поскольку рутинная нормальная работа боковых давлений против указанного корпуса сопла не должна смещать его в боковом направлении до какой-либо значительной степени. Это поддерживает пику 50 сопла ориентированной в центральном положении, как требуется. Однако если в цилиндрическом контейнере остается большой тяжелый обломок остаточного бетона, то он может повредить корпус 26 сопла и его соответствующие гидравлические компоненты, благодаря опоре против указанного корпуса 26 сопла в боковом направлении при вращении цилиндрического контейнера. Также возможно воздействие больших направленных вбок сил на корпус 26 сопла, если он оказывается захваченным ребрами 19b при вращении цилиндрического контейнера.
Соответственно, для защиты корпуса 26 сопла от таких необычных боковых сил предназначена большая цилиндрическая пружина 35, как показано на фиг.5В, для соединения корпуса 26 сопла и удлиненной стрелы 24 между собой. Горизонтальная опорная пластина 35а лежит под цилиндрической пружиной 35 и обеспечивает боковую опору.
Вместо указанной большой цилиндрической пружины предусмотрены компрессионный резиновый изолятор или упругая прокладка 33, как показано на фиг.5С и фиг.5D, или другая подобная структура для смягчения кратковременного бокового движения указанного корпуса 26 сопла, когда он подвергается воздействию необычно высоких боковых сил. Резиновая упругая прокладка 33 включает в себя петли (шарниры) 33а, которые дают ей возможность вращения в вертикальной плоскости подобно шарниру 28, но дополнительно содержит петли 33b, которые дают ей возможность вращения в боковой плоскости. Однако вращение в боковой плоскости имеет место только при сжатии резиновой упругой прокладки. Резину тщательно выбирают для обеспечения требуемой величины сопротивления сжатию. Цилиндрические пружины также могут быть позиционированы в подобном местоположении, что и резиновая упругая прокладка, для обеспечения по существу подобной «податливости» в боковом направлении.
Как более всего очевидно в связи с фиг.5D, соединитель 24d смонтирован на удлиненной стреле 24, передней относительно охранного колокола 24с, и указанный соединитель принимается в манжете 24е и соединяется с манжетой 24е, которая шарнирно соединена в позиции 33b с корпусом 26 сопла для поворотного движения в горизонтальном и боковом направлении. Резиновые упругие прокладки 33 позиционированы на каждой стороне указанной вертикальной петли 33b, хотя на фиг.5D показана упругая резиновая прокладка только на одной стороне; цилиндрическая пружина может быть позиционирована в пространстве, противоположном от резиновой упругой прокладки 22. Очевидно, что структура, иллюстрируемая на фиг.5D, не включает в себя точной конструкции резиновой упругой прокладки, иллюстрируемой на фиг.5С, но сходство между указанными двумя структурами служит основанием для использования опорного ссылочного номера 33 для обеих указанных резиновых упругих прокладок, а ссылочный номер 33b - для обеих вертикальных петель, которые обеспечивают возможность бокового движения.
В качестве альтернативы большой цилиндрической упругой прокладки, один или более тензодатчиков могут быть присоединены к соединению торпедовидного корпуса сопла и удлиненной стрелы. Измерение посредством указанного тензодатчика или тензодатчиков напряжения выше заданного порогового значения, генерирует электрический сигнал «стоп», который передается к двигателю, который вращает цилиндрический контейнер автомобиля-бетоновоза, так что цилиндрический контейнер прекращает вращаться.
В качестве альтернативы тензодатчикам, концевые выключатели могут позиционироваться так, чтобы электрический сигнал «стоп» посылался к указанному двигателю, когда концевой выключатель входит в контактное взаимодействие с торпедовидным корпусом сопла. Промежуток между концевым выключателем и корпусом предварительно выбирают так, чтобы цилиндрический контейнер не прекращал вращение до тех пор, пока величина бокового движения корпуса сопла не превышает допустимой величины бокового движения.
Каждая из четырех защитных систем, описанных в этой заявке, может быть использована вместо других защитных систем, или любые две, или более из них могут быть использованы в комбинации с одной другой для обеспечения дублирующей защиты.
Упругость большой цилиндрической пружины, резинового диска, или другого гибкого, но упругого рабочего органа гарантирует, что корпус сопла может быть мгновенно податливым, как необходимо, и затем возвращаться в свое нормальное рабочее состояние покоя после того, как большая боковая сила, либо пропущена указанным корпусом сопла, либо до тех пор, пока оператор не остановит вращение цилиндрического контейнера так, чтобы эта проблема могла быть решена. Это предотвращает разрушение деталей, подвергнутых воздействию. Сопротивление цилиндрической пружины, резинового упругого диска или других средств предварительно выбирают так, чтобы корпус 26 сопла не смещался в боковом направлении на какое-либо существенное расстояние, если величина боковой силы не превышает заданного порогового значения. Боковые силы ниже такого порогового значения могут вызывать второстепенное или незначительное боковое движение.
На фиг.4 и фиг.5А также иллюстрируется съемно смонтированная панель 23 технического обслуживания, имеющая отверстие 23а, образованное в ней. Панель 23 закреплена на корпусе 26 сопла, как показано на фиг.5А, когда новый аппарат находится в работе, но просто поддается съему, как показано на фиг.4, для технического обслуживания области соплового узла. Отверстие 23а обеспечивает возможность дренирования воды или других обломков, которые могут попасть в полый торпедовидный корпус 26 сопла, когда аппарат находится в работе.
Фурма 50 сопла, иллюстрируемая на фиг.6А, имеет прямолинейную конфигурацию. Она совершает колебания в продольном направлении, описывая поддающуюся регулированию дугу, составляющую приблизительно 80-100 градусов, как указано выше, когда цилиндрический контейнер 19а вращается в режиме «перемешивания». Фурма 50 сопла поворачивается вокруг точки 50а поворота, которая предпочтительно образована посредством шланга среднего давления типа автоклава. Имеется множество механизмов, которые могут вызывать колебание, и все указанные механизмы находятся в пределах объема настоящего изобретения. Продолжая использование гидравлики, предпочтительный механизм включает в себя гидравлический двигатель 52 регулируемой скорости, имеющий выходной вал, на котором смонтирован диск или кулачок 53 для совместного вращения. Жесткое звено 54 имеет первый конец, с возможностью вращения, закрепленный на периферии указанного кулачка, и второй конец, шарнирно соединенный с фурмой 50 сопла 50, отстоящей от точки 50а поворота указанной фурмы сопла. Вращение кулачка 53 побуждает жесткое звено 54 к смещению фурмы 50 сопла, так что указанная фурма 50 сопла совершает возвратно-поступательное движение вокруг указанной точки 50а поворота, во многом подобно стеклоочистителю. В предпочтительном варианте осуществления множество отверстий предпочтительно просверлено в диске или кулачке 53 эксцентрично точке 50а поворота, так что первый конец жесткого звена 54 может крепиться к разным отверстиям, как может потребоваться для регулировки величины колебания. Давление воды может составлять 15000 фунтов/квадратный дюйм, но предпочтительно приблизительно 20000 фунтов/квадратный дюйм.
Шланг для воды повышенного давления, который подает воду к совершающей колебания фурме 50 сопла, имеет заднюю часть и переднюю часть, находящиеся в гидродинамическом сообщении друг с другом. Передняя часть размещена в удлиненной стреле 24 и, таким образом, вынуждена оставаться в прямолинейной конфигурации во все времена и не изгибаться. Задняя часть проходит от источника воды повышенного давления, смонтированного на прицепе 11 в заднем направлении и, таким образом, в указанной задней части образуется изгиб, так что передний конец задней части может соединяться с задним концом прямолинейной первой части, размещенном в удлиненной стреле 24.
Передний конец передней части шланга воды повышенного давления (части, переносимой удлиненной стрелой 24) соединен с соединителем 51 для шлангов (фиг.6А), смонтированным в полой внутренней области торпедовидного корпуса 26 сопла. В указанном соединителе 51 для шлангов размещено девяностоградусное поворотное средство. Соединитель 51 для шлангов находится в гидродинамическом сообщении с седлом 51а, которое держит девяностоградусное поворотное средство, которое обеспечивает путь движения воды, проходящей из указанного шланга воды повышенного давления для поворота на девяносто градусов. Три трубчатых гидродинамических выпрямителя, показанные на фиг.6В и указанные общим ссылочным номером 51b, предусмотрены для улучшения ламинарного течения к фурме сопла. Каждый гидродинамический выпрямитель 51b предпочтительно имеет приблизительно длину 3 дюйма и диаметр приблизительно одну четверть дюйма, и позиционирован в полости шахты поворотного средства ниже девяностоградусного соединения шланга по технологической цепочке, но выше по технологической цепочке от фурмы 50 сопла. Кроме того, аккумуляторная втулка 51с, имеющая длину приблизительно 0,75 дюйма и диаметр приблизительно 0,5 дюйма, добавлена ниже по технологической цепочке от указанных гидродинамических выпрямителей. Когда они позиционированы в полости поворотного средства, как показано на фиг.6В, они вставлены вместе и делят указанную полость на семь гидравлических проходов, так что в противном случае турбулентное течение воды повышенного давления становится более ламинарным течением, увеличивая в соответствии с этим производительность потока воды, который выполняет работу гидростатического отслаивания остаточного бетона от цилиндрического контейнера и ребер. Затем поток воды проходит в фурму 50 сопла через шланг 50а автоклавного типа среднего давления. Соответственно, колебание фурмы 50 сопла не требует колебания шланга для воды повышенного давления, исключая в соответствии с этим усталость, которая имела бы место, если бы указанный шланг был непосредственно соединен с фурмой сопла.
Фурма 50 сопла более детально показана на фиг.7А и фиг.7В. Предпочтительная фурма сопла может быть приобретена в компании Aquajet System of Sweden. Фурма сопла может также иметь конструкцию из алмаза или карбида вольфрама. Три параллельные трубки, указанные общим ссылочным номером 49, являются гидродинамическими выпрямителями. Когда они позиционированы в полости фурмы 50 сопла, как показано на фиг.7А и фиг.7В, они установлены вместе и делят указанную полость на семь гидравлических проходов, так что в противном случае турбулентному течению придается более ламинарное течение, увеличивая в соответствии с этим производительность потока воды, который выполняет работу гидростатического отслаивания остаточного бетона от цилиндрического контейнера и ребер. Каждый гидродинамический выпрямитель 49 фурмы сопла предпочтительно имеет приблизительно один дюйм в длину и диаметр трубки, составляющий приблизительно 0,25 дюйма. Аккумуляторная втулка 57, имеющая длину, составляющую приблизительно 0,75 дюйма, и диаметр 0,5 дюйма, позиционирована ниже по технологической цепочке от каждого гидродинамического выпрямителя для дополнительного улучшения ламинарного течения воды повышенного давления через фурму 50 сопла. Элемент 50b является защитным колпачком и держателем сопла, а проход 50с является проходом сопла, который выпускает воду, которая отделяет остаточный бетон от цилиндрического контейнера и спиральных ребер или лопастей. Отверстие 50d с внутренней резьбой принимает болт 50а (фиг.6А) с буртиком и внешней резьбой, который крепит фурму 50 сопла к жесткому звену 54. Шахта 50е поворотного средства, имеющая резьбу, принимает шланг 50а автоклавного типа среднего давления (фиг.6А).
На фиг.8, 9 и 10 схематически иллюстрируется то, как направленная вверх вода 26 повышенного давления удаляет остаточный бетон с верхней части цилиндрического контейнера 19а для готового перемешиваемого бетона. Безусловно, когда цилиндрический контейнер 19а вращается и когда удлиненная стрела 24 сопла медленно втягивается в направлении стрелки 19 с от закрытого конца цилиндрического контейнера к его открытому концу, все его детали проходят перед выпускаемым вверх потоком воды очень высокого давления, который совершает колебания вдоль продольной оси цилиндрического контейнера. Уникальная торпедовидная конструкция корпуса сопла защищает его повреждения, когда падающие куски удаляемого остаточного бетона падают с верхней части цилиндрического контейнера. Колебание вперед-назад струи 26а воды указано на фиг.8, 9 и 10 двуглавой стрелкой 26b, показывающей направление. Когда скорость колебаний регулируют путем изменения скорости гидравлического двигателя, длина хода также поддается регулированию путем изменения длины жесткого звена 54 (фиг.6) или путем соединения жесткого звена 54 с вращающимся кулачком 53 (фиг.6) в разных эксцентриситетах для изменения эффективной длины указанного жесткого звена.
Цилиндрический контейнер 19а для готового перемешиваемого бетона вращается в его направлении перемешивания, как указано выше, когда торпедовидный корпус 26 сопла втягивается из указанного цилиндрического контейнера для готового перемешиваемого бетона. Соответственно, спиральные ребра или лопасти 19b действуют как шнек и перемещают освобожденные куски остаточного бетона и воду к закрытому концу цилиндрического контейнера 19а до тех пор, пока не завершится технологическая операция очистки. Затем цилиндрический контейнер переводят в его режим разгрузки, и его содержимое выпускается (выгружается) через открытый конец цилиндрического контейнера хорошо известным способом. Обе стороны спиральных ребер или лопастей очищаются во время втягивания сопла. Во время введения удлиненной стрелы сопла в полую внутреннюю часть цилиндрического контейнера очистка не происходит.
Т-образная штанга 31, известная как штанга блокировки торпеды, иллюстрируемая на фиг.10А и фиг.10В, предусмотрена для поддержания безопасности. Она механически закрепляется на торпедовидном корпусе 26 сопла, когда указанный корпус находится в его поднятом вверх положении и блокирует его в указанном положении. Это исключает опасность аварийного защемления.
Как лучше всего показано на фиг.10В, штанга 31 блокировки торпеды включает в себя плоскую пластину 31а, имеющую отверстие 31b, образованное в ней, поперечину 31с, расположенную в поперечном направлении, и L-образную штангу 31d, которая соединяет пластину 31a и поперечину 31с.
Как очевидно в связи с фиг.10А, поперечина 31с сначала совмещается с продольной прорезью 26с и вводится в продольную прорезь 26с, образованную в корпусе 26 сопла и поворачивается на 90 градусов, так что она становится поперечной указанной прорези. Плоская пластина 31а затем крепится к охранному колоколу 24 с путем введения болта через отверстие 31b, образованное в пластине 31а и соответствующее резьбовое отверстие, образованное в охранном колоколе 24с.
Новый аппарат работает с автомобилями-бетоновозами задней разгрузки и передней разгрузки.
Торпедовидный корпус 26 сопла дает возможность позиционирования фурмы 50 сопла, как можно ближе для минимального расстояния отстояния от остаточного бетона, когда торпедовидный корпус 26 сопла втягивается из цилиндрического контейнера 19а для готового перемешиваемого бетона.
Ввиду того что смонтированные с возможность вращения цилиндрические контейнеры большинства автомобилей-бетоновозов готового перемешиваемого бетона наклонены на угол, составляющий приблизительно 17 градусов, к горизонтальной плоскости, новая удлиненная стрела 24 сопла, как правило, также наклонена на угол, составляющий 17 градусов, вниз ±10 градусов от указанных 17 градусов, чтобы гарантировать введение удлиненной стрелы 24 сопла с меньшим люфтом в цилиндрический контейнер 19а для готового перемешиваемого бетона с торпедовидным корпусом 26 сопла в его неповоротной конфигурации.
Функции нового аппарата для очистки цилиндрических контейнеров автомобилей-бетоновозов готового перемешиваемого бетона регулируются посредством беспроводного дистанционного контроллера напряжением 12 В постоянного тока. Нет шнура питания для напряжения 120-220 В переменного тока, исключая в соответствии с этим потенциальные электротехнические опасности. Заказная система Origa T300 (передатчик)/R160 (приемник) производства компании Omnex Control Systems of Vancouver, British Columbia, Canada (www.omnexcontrols.com) является портативной пригодной радиодистанционной системой управления большого диапазона, которая включает в себя патентованные программные средства. Передатчик в этом предпочтительном варианте осуществления включает в себя 8 лопаточных тумблеров, 2 тумблера, и указан на фиг.11 ссылочным номером 55. Активация первого лопаточного тумблера 55а в первом направлении вызывает втягивание удлиненной стрелы 24, а активация указанного первого лопаточного тумблера во втором направлении, противоположном первому направлению, останавливает втягивание. Активация второго лопаточного тумблера 55b в первом направлении вызывает вытягивание удлиненной стрелы 24, а активация указанного второго лопаточного тумблера во втором направлении, противоположном первому направлению, останавливает вытягивание. Два положения третьего лопаточного тумблера 55с включают или выключают лампочки, смонтированные на переднем конце удлиненной стрелы 24. Четвертый лопаточный тумблер 55d поднимает вверх или опускает вниз колонну 16, пятый лопаточный тумблер 55е регулирует угол торпедовидного корпуса 26 сопла относительно удлиненной стрелы 24, вверх или вниз, шестой лопаточный тумблер 55f запускает или останавливает колебание фурмы 50 сопла, седьмой лопаточный тумблер 55g включает или выключает воду повышенного давления, восьмой лопаточный тумблер 55h поднимает или опускает удлиненную стрелу 24. Нажимная кнопка 55i аварийной остановки предусмотрена на одном торце передатчика 55. Оператор может также быстро остановить вращение цилиндрического контейнера всякий раз при обнаружении нежелательного состояния посредством отключения соленоида на гидравлической трансмиссии автомобиля. Более конкретно, аппаратное соединение может быть предусмотрено между средством вращения цилиндрического контейнера автомобиля-бетоновоза готового перемешиваемого бетона и передатчиком, иллюстрируемым на фиг.11. В альтернативном варианте осуществления аппаратное соединение может быть предусмотрено от средства вращения цилиндрического контейнера автомобиля-бетоновоза готового перемешиваемого бетона к локальному прерывателю, смонтированному на колонне визуального контроля. Передатчик является легким и оборудованным ремнями для ношения его на ремне или через плечо, не показанными, так что оператор является свободным для хождения вокруг нового аппарата во время его работы.
На фиг.12А схематически иллюстрируется гидравлическая система для настоящего изобретения. Заглушенная сторона цилиндра 56 подъема колонны указана ссылочным номером 56а, а его сторона выхода штока указана ссылочным номером 56b. Ссылочным номером 56с указан разгруженный клапан для подъема удлиненной стрелы 24, а ссылочным номером 56d указан электромагнитный регулирующий клапан движения вверх-вниз. Ссылочным номером 56е указан игольчатый клапан. Заглушенная сторона цилиндра 58, которая отклоняет удлиненную стрелу 24, указана ссылочным номером 58а, а его сторона выхода штока указана ссылочным номером 58b. Ссылочными номерами 58 с и 58d указаны разгруженные клапаны для отклонения. Ссылочным номером 58е указан электромагнитный регулирующий движения вверх-вниз клапан, а ссылочным номером 58f указан игольчатый клапан для регулирования скорости. Гидравлический двигатель 60 вытягивает и втягивает удлиненную стрелу 24. Его схема управления включает в себя поддающийся регулированию дроссель 60d, поддающийся регулированию дроссель 60с и электромагнитный регулирующий вытягивание-втягивание клапан 62d. Двигатель 62 колебания сопла включает в себя редукционный клапан 62а, контрольный клапан 62b, электромагнитный регулирующий включение-выключение клапан 62с и поддающийся регулированию игольчатый регулирующий клапан 62d для регулирования скорости колебания сопла.
Как вполне очевидно в связи с фиг.12А и фиг.12С, схема управления цилиндром 64 обеспечения плавного скольжения торпедовидного корпуса включает в себя заглушенную сторону 64а, сторону 64b выхода штока, поддающийся регулированию дроссель 64с для положений «вниз» и «плавное скольжение», поддающийся регулированию дроссель 64d для положений «вверх» и «плавное скольжение», редуктор 64е (1500 фунтов на квадратный дюйм), редуктор 64f (500 фунтов на квадратный дюйм), управляющий стопорный пневмоклапан 64g для изолирования схемы управления плавным скольжением, поддающийся регулированию игольчатый дроссель 64h для понижения давления и электромагнитный регулирующий клапан 64i.
Схемотехника для гидравлических магистральных внутрикорпусных устройств схематически иллюстрируется на фиг.12В. Также как на фиг.12А, гидравлические соединения для движения «вверх-вниз» для колонны 16 указаны ссылочным номером 56. Элемент 56с является разгруженным клапаном, как указано выше в связи с фиг.12А, ссылочным номером 56d указан электромагнитный регулирующий клапан, как указано выше, а ссылочным номером 56е указан регулирующий скорость игольчатый клапан, как указано выше. Элемент 66d является редуктором системы, который поддерживает давление системы на уровне приблизительно 2800 фунтов на квадратный дюйм.
Как на фиг.12А, гидравлическая схема «вверх-вниз» для отклонения удлиненной стрелы 24 указана ссылочным номером 54. На фиг.12В элементы 58с и 59d являются разгруженными клапанами, как указано выше. Элемент 58е является электромагнитным регулирующим клапаном, как указано выше, а элемент 58f является регулирующим скорость игольчатым клапаном, как указано выше.
Схемотехника для гидравлической схемы, которая управляет вытягиванием и втягиванием удлиненной стрелы 24, включает в себя гидравлические соединения 70, регулирующий скорость игольчатый клапан 70а и электромагнитный регулирующий клапан 70b.
Двигатель колебания сопла управляется посредством схемотехники, указанной ссылочным номером 72. Элемент 72а является редуктором. Ссылочным номером 72b указан контрольный клапан, а ссылочным номером 72с указан электромагнитный регулирующий клапан.
Цилиндр плавного скольжения торпедовидного корпуса указан ссылочным номером 64 на фиг.12А-С. Элементы, которые совместно образуют схему гидравлического управления, описаны выше в связи с фиг.12А-В. Они более подробно описаны на фиг.12С, вследствие важности гидравлики, которая управляет плавным скольжением («плавающим» действием) торпедовидного корпуса сопла.
Схемы гидравлического управления для цилиндра, который поднимает и опускает колонну 16, цилиндров, которые вызывают наклонение или отклонение удлиненной стрелы 24, схемотехники для управления гидравлическим двигателем, который вытягивает и втягивает удлиненную стрелу 24, и схемотехники, которая управляет гидравлическим двигателем, который выполняет колебание фурмы 50 сопла, находятся на уровне обычной квалификации специалистов, которые работают с гидравликой, так что их детали не обязательно специально нужно описывать в этой заявке.
Для использования нового аппарата, оператор вводит торпедовидный корпус 26 сопла и удлиненную стрелу 24 во вращающийся цилиндрический контейнер 19а (лопаточный тумблер 55b), включает воду повышенного давления (лопаточный тумблер 55g) после того, как торпедовидный корпус 26 сопла полностью введен в указанный цилиндрический контейнер 19а. Лопаточный тумблер 55е дистанционного управления торпедовидным корпусом 26 сопла затем переводится в положение «вверх». Электромагнитный клапан 64i, показанный на фиг.12А и фиг.12С, смещается для подачи давления к редукторам и управляющему клапану для изолирования схемы плавного скольжения. Редуктор 64е установлен приблизительно на давление 1500 фунт/квадратный дюйм и соединен с заглушенной стороной цилиндра обеспечения плавного скольжения торпедовидного корпуса и вытягивает шток цилиндра обеспечения плавного скольжения для подъема вверх торпедовидного корпуса 26 сопла с достаточной силой для противодействия напору воды повышенного давления и массе указанного торпедовидного корпуса сопла. Редуктор 64f установлен до давления приблизительно 500 фунт/квадратный дюйм и дает возможность мягкого плавного скольжения торпедовидного корпуса 26 сопла поверх спиральных ребер или лопастей 19b, когда они сталкиваются, вследствие перепада давления через поршень цилиндра во все времена во время побуждения вниз такими ребрами или лопастями, и затем возвращения в положение «вверх» после очистки каждого ребра или лопасти. Положение «вверх» является положением, где сопло тесно приближено к остаточному бетону между ребрами или лопастями, причем на указанное положение в этой заявке делается ссылка, как на расстояние «отстояния».
Скорость и движение торпедовидного корпуса 26 сопла регулируются посредством поддающихся регулированию дросселей 64с и 64d противоположной стороны, которые поддерживают положительное усилие вверх, прикладываемое к указанному торпедовидному корпусу сопла во все времена. Движение лопаточного тумблера 55е дистанционного управления торпедовидным корпусом в положение «вниз» побуждает электромагнитный регулирующий клапан 64i смещать и освобождать давление из дросселей, и открывает управляющий клапан. Таким образом, давление прикладывается к стороне «штока» цилиндра обеспечения плавного скольжения торпедовидного корпуса, заставляя в соответствии с этим его двигаться вниз.
Новая конструкция дает возможность плавного скольжения торпедовидного корпуса 26 сопла, поддерживая тесное высокоэффективное расстояние отстояния между фурмой 50 сопла и удаляемым остаточным бетоном, когда торпедовидный корпус 26 сопла находится между ребрами или лопатками 19b, с достаточной, направленной вверх, силой для обеспечения возможности толкания указанного торпедовидного корпуса сопла вниз указанными ребрами или лопастями, когда он скользит поверх указанных ребер или лопастей, и возвращения на близкое расстояние отстояния при люфте каждого ребра или лопасти, когда торпедовидный корпус сопла медленно втягивается из цилиндрического контейнера. Новая система работает для цилиндрических контейнеров автомобилей-бетоновозов готового перемешиваемого бетона, имеющих множество разных размеров, без повреждения указанных ребер, лопастей, цилиндрических контейнеров или торпедовидного корпуса сопла.
В случае если разработан бетоновоз, который имеет прерывистые ребра или ребра, которые не являются спиральными, то, очевидно, что использование нового аппарата, описанного в этой заявке, будет осуществляться для такого бетоновоза без ограничения вариантами осуществления, описанными в этой заявке, которые относятся к автомобилю-бетоновозу, имеющему непрерывные спиральные ребра или лопасти. Кроме того, в случае, если разработан автомобиль-бетоновоз, который не имеет ребер или лопастей, однако остается способным к перемешиванию бетона некоторыми другими средствами, то очистка такого автомобиля-бетоновоза посредством нового аппарата еще будет в пределах объема формулы изобретения, которая приведена ниже, поскольку указанные ребра и лопасти не являются частью настоящего изобретения, как указано в указанной формуле изобретения.
Таким образом, очевидно, что объекты, описанные выше и сделанные очевидными из предшествующего описания, эффективно достигнуты, и поскольку некоторые изменения могут быть сделаны в вышеописанной конструкции без отклонения от объема настоящего изобретения, предполагается, что весь материал, изложенный в предшествующем описании или показанный в сопроводительных чертежах, должен интерпретироваться как иллюстративный, а не ограничивающий.
Также должно быть очевидным, что следующая формула изобретения, как предполагается, охватывает все общие и специальные элементы настоящего изобретения, описанного в этой заявке, и все формулировки объема настоящего изобретения, находящиеся между ними.