ВАКУУМНО-ВСАСЫВАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗЕМЛЯНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЛИ РЕМОНТНЫХ РАБОТ

Известны установки для выполнения земляных, строительных или ремонтных работ, которые устанавливаются на шасси грузового транспорта и функционируют в качестве подвижных установок для сбора грунта при ремонтных, строительных и прочих работах в городском хозяйстве, железнодорожном или трубопроводном транспорте, ландшафтном хозяйстве и так далее.
Пример подобной установки, также называемой вакуумным экскаватором, размещенной на шасси грузового автомобиля, раскрыт например, в документе JP 91139805, 15.05.1991, при этом в известном решении на грузовом шасси, без возможности отделения от грузового шасси, размещают средство создания разрежения, выполненное в виде вентилятора, приемную камеру для приема грунта, сообщающуюся с всасывающим каналом вентилятора, а также всасывающий шланг, снабженный насадкой, при этом всасывающий шланг соединяется с приемной камерой. Для защиты вентилятора и предотвращения выбросов пыли или всасываемого материала в окружающую среду подобные установки или экскаваторы также снабжаются фильтром, установленным перед вентилятором.
Указанная выше компоновка является типичной для современных вакуумных экскаваторов, что обуславливает их широкое распространение.
Однако, такая компоновка также имеет ряд недостатков, в первую очередь обусловленных связью компонентов всасывающей системы с грузовым шасси и невозможностью функционирования и перемещения всасывающей системы в отрыве от грузового шасси.
Другой недостаток обусловлен ограничением доступа экскаватора в зону работ, что может быть обусловлено в частности несущей способностью грунта, не позволяющей обеспечить доставку в зону работ грузового шасси с вакуумным экскаватором.
Также недостатком известных вакуумных экскаваторов является использование так называемой вакуумной схемы сбора грунта, при которой имеется вакуумный канал, разрежение в котором создается и поддерживается вентилятором, при этом значительная часть мощности вентилятора расходуется не на полезную работу по сбору грунта, а на поддержание состояния разрежения вакуумного канала.
Для решения проблем, характерных для предшествующего уровня техники, предложена компактная и высокоэффективная вакуумно-всасывающая установка, охарактеризованная в п.1 прилагаемой формулы полезной модели.
Техническим результатом заявляемого решения является расширение арсенала технических средств за счет использования предлагаемой вакуумно-всасывающей установки с различными типами шасси или средствами транспортировки, что обеспечивает расширение возможных применений имеющейся техники, путем использования функций вакуумно-всасывающей установки.
Усовершенствованные варианты реализации раскрыты в зависимых пунктах полезной модели.
Предлагаемая вакуумно-всасывающая установка предназначена для выполнения земляных, строительных или ремонтных работ, подземного и дорожного строительства, работ в ландшафтном хозяйстве.
Предлагаемая установка содержит контейнер, предпочтительно стальной, заключающий в себе приемную камеру для приема влажного или сухого грунта, песка или другого всасываемого материала (далее приемная камера) и систему фильтрации, а также снабженный средством присоединения всасывающего шланга.
Всасывающий шланг может дополнительно снабжаться манипулятором, например, подвешиваться на балке с балансиром, что облегчает ручное манипулирование им при работе.
Предлагаемая вакуумно-всасывающая установка снабжена средством создания разрежения, расположенным снаружи упомянутого контейнера с образованием соединения по текущей среде с всасывающим шлангом, приемной камерой и системой фильтрации, при этом система фильтрации размещена внутри контейнера и выше по потоку от средства создания разрежения.
Средство создания разрежения предпочтительно выполняется в виде вентилятора, в частности радиального или центробежного вентилятора. Однако возможно и использование других средств создания разрежения, например, осевых вентиляторов, или компрессоров различных типов.
Вакуумно-всасывающая установка имеет, по меньшей мере, одно средство для манипулирования, размещенное на контейнере.
Приведение в действие средства создания разрежения и всей вакуумно-всасывающей установки осуществляется путем подключения ее к внешнему источнику питания привода. Для подключения к внешнему источнику питания привода контейнер снабжается средством присоединения установки к источнику питания привода.
Средство присоединения к источнику питания привода в одном целесообразном варианте может быть выполнено в виде разъема для подключения гидропривода.
Альтернативно, средство присоединения к источнику питания привода выполнено в виде разъема для подключения электропривода.
Существенным признаком настоящей вакуумно-всасывающей установки является наличие средства для манипулирования, которое размещается на контейнере и может быть выполнено за одно целое с контейнером и/или возможностью отсоединения от контейнера.
Целесообразно, если средство для манипулирования, выполнено в виде колесных или неподвижных опор контейнера. В этом случае вакуумно-всасывающая установка может простым образом размещаться непосредственно в месте совершения работ и, при необходимости, транспортироваться или смещаться.
Для обеспечения транспортировки и манипулирования вакуумно-всасывающая установка может альтернативно или дополнительно иметь средство для манипулирования, выполненное в виде одной или нескольких крюков и/или проушин для такелажных работ, в частности зацепления крановым крюком, тросом, петлей или подобными средствами.
Также альтернативно или дополнительно упомянутое средство для манипулирования может быть выполнено в виде одного или нескольких упоров, предназначенных для захвата вилочным погрузчиком.
Перечисленные варианты выполнения средства для манипулирования могут быть дополнены и скомбинированы друг с другом любым целесообразным образом, то есть контейнер может снабжаться несколькими подобными средствами, обеспечивая транспортировку вакуумно-всасывающей установки крановыми средствами, погрузчиками, тягачами и так далее.
Целесообразно, если одно или несколько средств для манипулирования, которыми оснащается контейнер вакуумно-всасывающей установки, а также сам контейнер выполнены по стандартизированным размерам для возможности его транспортировки общедоступными средствами.
Приемная камера размещается внутри контейнера вакуумно-всасывающей установки, что позволяет исключить отдельный резервуар для приема грунта и обеспечить компактную конструкцию всей вакуумно-всасывающей установки. Разгрузка приемной камеры осуществляется путем подъема и/или кантования контейнера вакуумно-всасывающей установки, при этом на боковой стенке контейнера предусматривается люк с запирающим устройством для разгрузки приемной камеры при наклоне контейнера. Целесообразно, если люк снабжен запирающим устройством.
Однако в другом варианте, люк для разгрузки приемной камеры может располагаться на днище контейнера и снабжаться запирающим устройством. Это позволяет осуществлять гравитационное опорожнение приемной камеры без наклона контейнера.
Предлагаемая вакуумно-всасывающая установка снабжена системой фильтрации, которая предотвращает выбросы пыли или всасываемого грунта в окружающую среду, а также защищает средство создания разрежения от попадания в него частиц пыли, грунта или других загрязнений. Предпочтительно система фильтрации является трехступенчатой и включает в себя стадию грубой очистки, например, в виде расширительной камеры, циклонного сепаратора и рукавного фильтра тонкой очистки. Дополнительно вакуумно-всасывающая установка может содержать напорный резервуар или ресивер для очистки и продувки системы фильтрации, и, при необходимости, всасывающего шланга. Однако обслуживание системы фильтрации можно осуществлять и путем ее периодического снятия и промывки.
Повышение эффективности предлагаемой вакуумно-всасывающей установки по сравнению с традиционными вакуумными установками (экскаваторами) достигается за счет компоновки установки в виде вакуумно-всасывающей установки, конструктивно не связанной с транспортным средством, например, грузовым или иным шасси, а также выполнение установки в виде вакуумно-всасывающей, в которой значительный объем просасываемого воздуха создает эффект эжекции для забора грунта всасывающим шлангом.
3
Упомянутый эффект эжекции в предлагаемой установке дополняет сбор грунта за счет разрежения, что характерно для обычных вакуумных экскаваторов, при этом следует отметить, что при компоновке установки по вакуумно-всасывающему типу, объем просасываемого воздуха в единицу времени (то есть производительность всасывания), превышает подобную величину для вакуумных экскаваторов приблизительно на 30-50%, достигая величин на уровне 10000-18000 м в час, в зависимости от мощности установки. Для обеспечения прокачивания через установку такого количества воздуха предусмотрено средство создания разрежения, выполненное в виде радиального вентилятора, закрепленного снаружи на верхней стенке контейнера. Такая компоновка обеспечивает максимально компактную конструкцию, и вместе с тем, обеспечивает необходимый объем просасываемого воздуха. В общем случае, вместо радиального вентилятора могут использоваться осевые вентиляторы или блоки осевых вентиляторов разного диаметра, расположенных сбоку друг от друга.
Упомянутое средство создания разрежения располагают снаружи контейнера вакуумно-всасывающей установки, предпочтительно на его верхней поверхности. Таким образом, пространство внутри контейнера не занимается средством создания разрежения, а полностью предоставлено приемной камере и системе фильтрации.
Расположение средства создания разрежения на верхней поверхности контейнера вакуумно-всасывающей установки обеспечивает защиту средства создания разрежения от возможных повреждений при опорожнении приемной камеры, так как при такой компоновке средство создания разрежения при любом рабочем положении вакуумно-всасывающей установки максимально удалено от выгружаемого содержимого приемной камеры.
Средство создания разрежения расположено с образованием соединения по текущей среде с всасывающим шлангом, приемной камерой и системой фильтрации, при этом система фильтрации размещена внутри контейнера и применительно к упомянутому соединению по текучей среде выше по потоку от средства создания разрежения. Такая компоновка вакуумно-всасывающей установки является максимально компактной и вместе с тем эффективной для решения поставленных задач.
Настоящее решение предусматривает возможность его использования с любыми типами шасси или средств транспортировки, как то автомобильные шасси, например, грузовые автомобили, автопогрузчики, железнодорожные платформы или другие средства железнодорожного транспорта, воздушный транспорт, как то подвесная система вертолета и так далее.
Компактность и универсальность заявляемого решения, а также возможность соединения с различными типами шасси или средствами транспортировки, обеспечивает расширение возможных применений имеющейся техники, путем использования функций вакуумно-всасывающей установки.
Так, в качестве неограничивающего примера, возможно осуществление функций экскаватора, при наличии в распоряжении только вилочного погрузчика и при оснащении его заявленной вакуумно-всасывающей установкой для выполнения земляных или ремонтных работ.
Упомянутые в настоящем описании средства соединения, транспортировки и другие средства и компоненты являются широко известными и используемыми в области техники предлагаемого решения, поэтому указание на их точную суть или тип не обязательны для понимания и использования данного решения специалистами. В этой связи все использованные в настоящем описании и примерах выполнения средства или компоненты следует рассматривать как включающие все возможные функциональные эквиваленты.
Далее предлагаемая вакуумно-всасывающая установка описывается со ссылкой на неограничивающие примеры ее компоновки и использования.
На прилагаемых фигурах представлено:
Фиг.1 - принципиальная схема компоновки вакуумно-всасывающей установки,
Фиг.2 - изображение примера исполнения вакуумно-всасывающей установки,
Фиг.3 - изображение другого варианта исполнения вакуумно-всасывающей установки,
Фиг.4 и 5 - фотографии примеров использования вакуумно-всасывающей установки по фиг.2 с колесным транспортным средством,
Фиг.6 - фотография примера использования вакуумно-всасывающей установки по фиг.2 при установке на рельсовом транспортном средстве.
Для понимания принципа работы и конструкции заявленной вакуумно-всасывающей установки для выполнения земляных, строительных или ремонтных работ на Фиг.1 и 2 показаны ее принципиальная схема и изображение в одном примерном варианте выполнения.
Как показано на Фиг. 1 и 2, к средству 1 присоединения всасывающего шланга 9, размещенному на контейнере 5 вакуумно-всасывающей установки, ниже по потоку примыкает приемная камера 2 и система 3 фильтрации, из которой поток очищенного воздуха поступает к средству 4 создания разрежения, выполненному в частности как радиальный вентилятор 4, при необходимости с глушителем для снижения уровня шума при выходе очищенного воздуха из вакуумно-всасывающей установки.
Средство 1 присоединения всасывающего шланга 9 может быть выполнено целесообразным образом для обеспечения соединения всасывающего шланга с приемной камерой, например, в виде патрубка, поворотной муфты и подобного. Конкретный вариант выполнения средства 1 присоединения всасывающего шланга не ограничивается и может выбираться специалистом в зависимости от конструкции источника питания привода.
Согласно изображениям на Фиг.1 и 2, средство 4 создания разрежения расположено снаружи контейнера 5 с образованием соединения по текущей среде с всасывающим шлангом 9, приемной камерой 2 и системой 3 фильтрации, а система 3 фильтрации размещена внутри контейнера 5 и выше по потоку от средства 4 создания разрежения.
Относительно терминологии следует отметить, что признаки «поток», соответственно, выше или ниже по потоку, относятся к направлению перемещения текучей среды - всасываемого воздуха/материала и очищенного воздуха, задаваемому средством создания разрежения, как это схематично проиллюстрировано на Фиг.1. Указанные выше признаки используются в традиционном для специалиста значении.
Как показано на Фиг.2, контейнер 5 вакуумно-всасывающей установки снабжен средством для манипулирования, в данном случае, но без цели ограничения показаны колесные опоры 6.
На Фиг.2 также показано средство 10 присоединения установки к источнику питания привода для средства 4 создания разрежения.
Показанная в качестве примера на Фиг.2 вакуумно-всасывающая установка имеет габаритную длину около 2,5 м, около высоту 2,3 м и глубину около 2,3 м.
3
Мощность вентилятора 4 составляет 22 кВт, при этом вентилятор и система 3 фильтрации обеспечивают объемный расход 10000 м/час.
Вакуумно-всасывающая установка снабжена гидравлическим присоединением 10 с параметрами подаваемой среды 204 бар - 97 л/мин.
Для транспортировки и манипулирования вакуумно-всасывающей установки предусмотрены колесные опоры 6, а также упоры для захвата вилочным погрузчиком и кантования контейнера 5 вакуумно-всасывающей установки при разгрузке приемной камеры 2 через люк 7, снабженный запирающим устройством 11. Для облегчения манипулирования всасывающим шлангом 9 при работе вакуумно-всасывающей установки предусмотрен манипулятор, в показанном примере выполненный как балка 8 с балансиром, установленная на верхней стенке контейнера 5.
Эксплуатация данной установки показала, что она эффективно используется при подземном и дорожном строительстве, ремонтных работах и в ландшафтном хозяйстве, при этом может засасываться пыль, земля, гравий, вода, камни диаметром до 15 см.
На Фиг.3 показан другой вариант выполнения вакуумно-всасывающей установки, в котором контейнер 5 вакуумно-всасывающей установки снабжен средством 1 присоединения всасывающего шланга, а также люком 12, размещенным на днище контейнера 5. Люк 12 снабжен запирающим устройством 13. В качестве средства для манипулирования контейнер 5 имеет неподвижные опоры 14, обеспечивающие установку контейнера на любой пригодной поверхности, а также крюки 15 с проушинами, обеспечивающие транспортировку и манипулирование контейнером 5 с использованием различных чалочных приспособлений, подъемной петли, троса и подобного. Следует отметить, что неподвижные опоры 14 и крюки 15 с проушинами могут использоваться для транспортировки и манипулирования контейнером 5 по-отдельности или совместно.
Далее на Фиг. 4 и 5 показаны примеры использования установки с колесным транспортным средством типа погрузчика, для расширения диапазона применений погрузчика, посредством использования функций вакуумно-всасывающей установки.
На Фиг.6 показан пример размещения вакуумно-всасывающей установки на рельсовом транспортном средстве, также для расширения диапазона использования имеющейся ремонтной или строительной техники.
В примерах, показанных на Фиг. 4-6, контейнер 5 вакуумно - всасывающей установки снабжен соответственно выполненным средством для манипулирования, что обеспечивает транспортировку вакуумно-всасывающей установки соответствующим погрузчиком или рельсовым транспортным средством, при этом средство для манипулирования выполнено в виде неподвижных опор, захватов для крюков или вил погрузчика.