УНИВЕРСАЛЬНАЯ ВАКУУМНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к многопрофильным транспортным автоцистернам для сбора самовсасыванием, кратковременного хранения, герметичной перевозки, слива или складирования разнообразных отходов с соблюдением специальных требований к обращению с несмешиваемыми материалами.
Вакуумная цистерна - цилиндрический резервуар с задним открывающимся днищем герметичного типа, устанавливается на транспортное шасси и комплектуется штатным устройством для смыва отложений.
Устройство для смыва отложений состоит из двух дополнительных двухсекционных баков с фитингами, соединенных между собой попарно трубопроводами с отсечными кранами, гидравлического насоса высокого давления с трансмиссионным приводом и аппаратурой управления.
На раме транспортного шасси в герметичном отсеке под резервуаром цистерны смонтирован барабанный механизм сматывания гибкого рукава высокого давления.
Вакуумная цистерна может быть оборудована дополнительным люком верхнего налива, механизмом подъема резервуара самосвального типа, устройством для нагрева технической воды, системой электростатической защиты и платформой безопасности на верхних горловинах.
Полезная модель относится к транспортным автоцистернам особой конструкции - вакуумным машинам с герметичным накопительным резервуаром, оборудованным заборным механизмом и напорно-всасывающими рукавами. В зависимости от назначения автоцистерну оборудуют дополнительными механизмами. Недостатком вакуумных машин с дополнительными механизмами является конструктивно обусловленная специализация на одну-две технологические задачи, перенасыщенность оборудованием и, как следствие, неоправданно большие общая масса и габариты, (А.с. RU 109707 U1; В60Р 1/54, В60Р 3/22; 2010.10.08) снижающие полезную грузоподъемность транспортного средства.
Целью полезной модели является разработка мобильной вакуумной машины универсального применения для разнообразных технологических процессов с текучими, различными по составу и плотности, в том числе несмешиваемыми материалами.
Задача решается за счет использования в качестве аналогов ряда технических решений из коммунального и транспортного машиностроения, позволяющих оперативно очищать внутреннюю поверхность резервуара вакуумной цистерны от осадка перевозимых материалов.
Известна илососная машина (А.с. SU 1701845 А1; E03F 7/10; 1988.07.08.), в которой разделение воды и иловых отложений производится внутренней перегородкой цистерны, для очистки внутренней поверхности резервуара цистерны используется поток иловой воды, иловые отложения смываются через открытую заднюю крышку при наклоне цистерны. Полезным техническим решением является идея осуществления очистных процессов через открывающуюся заднюю крышку резервуара цистерны.
В машине для очистки трубопроводов и колодцев (SU 1810449 А1; E03F 7/10, В60Р 1/34; 1991.01.25.) вакуумная цистерна выполнена с торцевым разгрузочным люком, а основным способом опорожнения является самосвальная разгрузка путем опрокидывания цистерны вокруг заднего кривошипа. Полезным техническим решением следует признать барабанный механизм сматывания всасывающего трубопровода, установленный на поворотной стойке за цистерной.
Машина комбинированная для очистных работ (А.с. RU 2160194 С2; В60Р 3/24, E03F 7/10; 1999.02.10.) имеет наиболее широкие возможности для универсального применения. Машина включает смонтированные на автомобильное шасси раздельно вакуумное илососное и напорное каналопромывочное оборудование. Машина сложна по конструкции, тяжеловесна по массе и большая по габаритам. Вместе с тем отдельный конструктив промывочного оборудования является хорошей идеей для аналога при организации смыва отложений с внутренней поверхности цистерны.
В ООО «НПО «ВЕКТОР» разработан двухнасосный блок (А.с. RU 195345 U1; F04D 13/12; 2019.04.10), позволяющий компоновать вакуумный илососный и напорный промывочный насосные блоки с одним трансмиссионным приводом от шасси транспортного средства в минимальных габаритах.
Конструктивно близким к полезной модели и простым по техническому исполнению является устройство вакуумной цистерны в составе вакуумного автопоезда с механическим открыванием заднего днища (А.с. RU 195908 U1; B62D 53/00; 2019.05.29.).
Сущность технического решения полезной модели заключается в устройстве, позволяющем оперативно очищать внутреннюю поверхность резервуара вакуумной цистерны от осадка перевозимых материалов. Универсальность вакуумной цистерны достигается за счет оперативной очистки внутренней поверхности накопительного резервуара вакуумной цистерны в полевых условиях встроенным устройством для смыва отложений с внутренней поверхности накопительного резервуара цистерны гидравлической жидкостью под высоким давлением, что обеспечивает быструю переналадку машины для работы с разнообразными, в том числе и несмешиваемыми текучими и сыпучими материалами.
На схемах фиг. 1 и фиг. 2 представлен конструктив универсальной вакуумной машины: 1 - транспортное шасси; 2 - рама цистерны; 3 - ложементы для опоры и центрирования резервуара; 4 - цилиндрический резервуар; 5 - заднее открывающееся днище; 6 - вакуумно-компрессорный насосный блок; 7- верхняя горловина; 8 - вакуумно-напорная система; 9, 10 - гидравлический двухсекционный бак левый; 11, 12 - гидравлический двухсекционный бак правый; 13 - водяной насос высокого давления; 14 - трубопровод высокого давления; 15 - отсек механизма сматывания трубопровода высокого давления; 16 - гидромотор привода сматывающего механизма; 17 - барабан с автоматической укладкой; 18 - сливной фартук; 19 - инструментальный ящик системы высоко давления; 20 - опоясывающие ленты; 21 - технологический люк верхнего налива; 22 - фитинг паропровода; 23 - дисковый затвор; 24 - лестница; 25 - площадка с перилами ограждения; 26 - пенал напорно-всасывающего рукава.
Техническим результатом полезной модели (фиг. 1.) является универсальная вакуумная машина, включающая транспортное шасси 1, установленную на шасси раму 2 цистерны с ложементами 3, цилиндрический накопительный вакуумный резервуар 4 вакуумной цистерны с открывающимся задним днищем 5 и внутренними волнорезами (на схеме не показаны), установленный на раме цистерны и прикрепленный к ложементам опоясывающими лентами, трубопроводный комплекс с верхней горловиной вакуумно-напорной системы и вакуумно-компрессорным насосным блоком 6, который создает разряжение или избыточное давление через регулирующую аппаратуру в верхней горловине 7, трубопроводах 8 и прокачивает воздух через оборудование циклонной очистки.
Полезная модель отличается тем, что вакуумная цистерна оборудована устройством для смыва отложений с внутренней поверхности накопительного резервуара цистерны гидравлической жидкостью под высоким давлением.
В состав устройства для смыва отложений с внутренней поверхности накопительного резервуара 4 входят (фиг. 2) гидравлический двухсекционный бак 9, 10 с левой стороны и гидравлический двухсекционный бак 11,12 справой стороны, смонтированные на ложементах рамы вдоль накопительного резервуара цистерны и соединенные между собой трубопроводами с отсечными клапанами, гидравлического насоса высокого давления 13 с трансмиссионным приводом и аппаратурой управления, смонтированный на раме транспортного шасси 1, гибкий трубопровод высокого давления 14. Процесс сматывания и разматывания трубопровода высокого давления механизирован. Для чего на раме транспортного шасси 1 в герметичном отсеке 15 под резервуаром цистерны смонтирован барабанный механизм сматывания гибкого рукава высокого давления, внутри которого расположен гидромотор с приводом 16 сматывающего механизма, барабанный намотчик трубопровода 17 и трубопровод 14 с рабочим наконечником. Сзади под днищем цистерны расположен сливной фартук 18, с левой стороны на раме транспортного шасси выполнен инструментальный ящик 19 с возможностью размещения комплекта инструмента и размывочных насадок для оборудования устройства высокого давления.
Накопительный резервуар 4 вакуумной машины предназначен для забора самовсасыванием рабочих жидкостей, их герметичного хранения, транспортирования и разгрузки при складировании или на местах утилизации. В штатном исполнении резервуар установлен на раме цистерны 2, отцентрирован и закреплен на ложементах 3 опоясывающими лентами 20.
Сверху в задней части резервуара 4 применен технологический люк 21 для верхнего налива цистерны и обслуживания паровых клапанов при прокачке резервуара цистерны перегретым паром через фитинг 22 от внешнего парогенератора. Внизу на заднем днище установлен дисковый затвор 23 с быстроразъемным соединением напорно-всасывающего рукава машины. Резервуар цистерны оборудуется лестницами 24 и откидными площадками с поручнями 25 платформы безопасности для обслуживающего персонала.
Вакуумная цистерна оборудуется встроенной системой электростатической защиты и противопожарными огнетушителями (на фиг. не показаны).
Гидравлические секции 10 и 12 предназначены для хранения технической воды и водных растворов, выполнены вместительными с волнорезами, расположены вдоль накопительного резервуара исходя из расчетов оптимальной весовой нагрузки на шасси. Секции баков соединены между собой трубопроводом с отсечным краном, оборудованы водяными фитингами и заливными горловинами. При штатной заправке технической водой кран открыт. Соединительный трубопровод между секциями перекрывается отсечным краном в случае, если в гидравлические секции заливаются разнородные жидкости. В холодное время года водяные секции оборудуются подогревателем промывочных водяных растворов.
В гидравлических баках 9 или 11 хранятся химические добавки и реагенты для смешивания с технической водой и подготовки технологических растворов. Содержимое этих секций меняется в зависимости от решаемых вакуумной машиной задач. Один из баков 9 или 11 на постоянной основе может быть заполнен незамерзающей жидкостью для заполнения насоса высокого давления при отрицательных температурах окружающей среды и промывки замков, клапанов, затворов и пускорегулирующей аппаратуры в целях предотвращения закупоривания и разморозки водяной магистрали.
Работа устройства высокого давления по удалению отложений с внутренней поверхности накопительного резервуара осуществляется по схеме:
1. Универсальная вакуумная машина устанавливается с небольшим продольным дифферентом назад на месте последней разгрузки или на площадке с оборудованной канализацией. Двигатель глушится. Лестницы и откидные площадки приводятся в рабочее положение.
2. Заднее днище цистерны открывается вручную и надежно фиксируется механическим фиксатором. На универсальной вакуумной машине большой грузоподъемности предусмотрен гидравлический механизм открывания заднего днища.
3. Определятся масштаб работ по механическом удалению илового осадка ручным способом, а в отдельных случаях и ковшом экскаватора. Осадок выгребается на поддон и на опорную поверхность.
4. Запускается двигатель и устанавливается минимальная рабочая частота его вращения. Гидропривод 16 переводится в рабочее положение, включается гидромотор механизма 17 и трубопровод высокого давления 14 сматывается с барабана до торца заднего днища, подбирается рабочее положение, с которого наиболее удобно и безопасно смывать остатки иловых отложений в резервуаре.
5. В секциях 10 и 12 гидравлических баков подготавливается промывочный раствор.
6. Включается KOM трансмиссионного привода, насос высокого давления 13 закачивает рабочую жидкость из гидравлических секций 10 и 12 и подает ее под давлением к наконечнику рабочего трубопровода высокого давления 14 и от него смывочным форсункам.
7. Струей водного раствора под высоким давлением остатки иловых отложений смываются с внутренней поверхности и резервуар цистерны полностью очищается.
8. После завершения очистных работ насос высокого давления отключается, трубопровод высокого давления сматывается на барабан и укладывается на штатное место в отсеке 15. Заднее днище 5 закрывается и надежно фиксируется винтовыми прижимными элементами.
На вакуумной цистерне может быть применен гидравлический механизм закрывания заднего днища, тогда для фиксации днища после центровки по торцу резервуара используются гидроцилиндры, оборудованные гидрозамками.
Принцип работы универсальной вакуумной машины с жидкими и сухими текучими материалами в производственной эксплуатации заключается в следующем.
В накопительном резервуаре 4 вакуумно-компрессорный блок 6 создает разрежение, под действием которого в цистерну производится забор жидких текучих материалов по напорно-всасывающему трубопроводу через дисковый затвор 23.
После наполнения цистерны жидкими материалами дисковый затвор 23 закрывается, напорно-всасывающий рукав укладывается на штатное место в пенал 26 и вакуумная машина перевозит груз к месту складирования или утилизации.
Выгрузка осуществляется через дисковый затвор и напорно-всасывающий рукав самотеком или под давлением воздуха от вакуумно-компрессорного блока в обратной последовательности.
Универсальная вакуумная машина может быть оборудована механизмом углового поворота резервуара 4 на раме 2 цистерны. Тогда производится самосвальная разгрузка машины при подъеме резервуара 4 при открытом днище 5.
При работе универсальной вакуумной машины с густыми и вязкими материалами, при ликвидации засоров и отложений в трубах, каналах и узких руслах вода из секций 10 и 12 по всасывающему трубопроводу (на фиг. 1 показана стрелкой) поступает в насос высокого давления 13, который создает рабочее давление воды и подает ее в рукав 14 (на фиг. 1 показана стрелкой), на конце которого закреплена размывочная головка.
Вода под большим давлением выходит через сопло головки с большой скоростью. Создается реактивная сила, вследствие чего головка может двигаться в ограниченном объеме.
При движении размывочной головки рукав 14 сматывается с барабана 17, струя воды размывает осадок, образующаяся смесь забирается всасыванием в цистерну через напорно-всасывающий рукав и дисковую заслонку.
Цикл транспортирования и разгрузки повторяется.
При компоновке вакуумной машины по схеме настоящей полезной модели тратится меньше мощности на загрузку-разгрузку цистерны, удобнее становится доступ для обслуживания накопительного резервуара цистерны и насосных агрегатов. Машина в полевых условиях оперативно моется, обрабатывается специальными растворами и перестраивается на обработку различных текучих, в том числе не смешиваемых материалов.
Опытный образец универсальной вакуумной машины был изготовлен в ООО «НПО Вектор» и показан на фиг. 3 и фиг. 4.
Установлено, что универсальная вакуумная машина легко компонуется, технологична и функционально справляется с поставленными перед ней задачами. Машина может быть изготовлена на любом профессионально организованном машиностроительном производстве.