КОВШ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
BUCKET AND METHOD OF ITS APPLICATION

Предпосылки изобретения
[0001] Изобретение относится к ковшу рабочей машины, днище которого содержит разнесенные прутки. С помощью подобного ковша можно сортировать материал, подлежащий обработке в соответствии с размером наполняющих его включений.
[0002] Изобретение также относится к применению ковша рабочей машины для обработки и сортировки материала.
[0003] Область техники изобретения описана более подробно в преамбулах независимой формулы изобретения патентной заявки.
[0004] Грунтовые материалы могут перемещаться с помощью землеройных машин. Землеройная машина может быть оборудована ковшом с решеткой так, что грунтовой материал может быть отсортирован во время перемещения. Просеивающий ковш включает в себя множество разнесенных прутков, между которыми имеются щели требуемого размера, через данные щели более мелкий материал будет иметь возможность выпадать из ковша, а материал, имеющий включения большего размера, будет оставаться в ковше. Предпринимались попытки улучшить сортировку путем установки на ковш вибратора, который заставляет ковш вибрировать. Однако, как было установлено, обычные просеивающие ковши имеют недостатки, связанные с производительностью и эксплуатацией.
Сущность изобретения
[0005] Задачей настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного ковша и способа его применения.
[0006] Ковш, согласно изобретению, отличается тем, что прутки в просеивающей части расположены в поперечном направлении к боковым пластинам; что продольные оси прутков в просеивающей части являются прямолинейными; и что вибрационный блок выполнен с возможностью направлять вибрационное движение непосредственно, по меньшей мере, на один пруток в просеивающей части, посредством чего упомянутый, по меньшей мере, один пруток, который должен подвергаться вибрации, перемещается относительно ковша.
[0007] Способ применения изобретения характеризуется тем, что вибрация направлена непосредственно, по меньшей мере, на один пруток в просеивающей части, при этом пруток является прямолинейной деталью и размещен в поперечном направлении к боковой пластине ковша; и приведением в движение упомянутого, по меньшей мере, одного прутка относительно остальной конструкции ковша.
[0008] Идея состоит в том, что в ковше, оборудованном просеивающей частью и вибрационным блоком, один или более прутков, включенных в состав просеивающей части, подвергаются вибрации. В данном случае один или более прутков, которые должны подвергаться вибрации, вибрируют относительно основной конструкции ковша. Пруток является удлиненной прямолинейной деталью и расположен в поперечном направлении по отношению к боковым пластинам ковша.
[0009] Преимуществом описанного решения является то, что производительность сортировки просеивающего ковша увеличивается, когда вибрация воздействует непосредственно на прутки в решетке. Поперечные прутки имеют относительно небольшую массу, и, следовательно, сила и энергия, необходимая для вибрации, может быть небольшой. Дополнительным преимуществом является то, что когда вибрации подвергаются только поперечные прутки в решетке, вибрирование не вызывает значительной вибрации в рабочей машине. Таким образом, описанный ковш может улучшить удобство использования и может также уменьшить связанный с вибрацией износ стрелы и других узлов рабочей машины. Дополнительно, прямолинейные поперечные прутки имеют простую конструкцию, и вследствие этого они также могут быть долговечными и простыми в изготовлении.
[0010] Идея варианта осуществления состоит в том, что вибрационный блок содержит, по меньшей мере, одно вибрационное устройство для создания вибрационного движения и, по меньшей мере, один передаточный элемент для передачи вибрационного движения от вибрационного устройства, по меньшей мере, на один пруток. Передаточный элемент является удлиненной деталью, параллельной боковым пластинам ковша. В данном случае передаточный элемент располагается в поперечном направлении к пруткам просеивающей части. Прутки расположены так, чтобы поддерживаться передаточным элементом. Форма передаточного элемента может соответствовать форме днища ковша, и он может быть удлиненной изогнутой деталью в виде стержня.
[0011] Идея варианта осуществления состоит в том, что передаточный элемент, в соответствии с предшествующим вариантом осуществления, содержит поперечные отверстия, в которых размещаются прутки.
[0012] Идея варианта осуществления состоит в том, что передаточный элемент, в соответствии с предшествующим вариантом осуществления, содержит поперечные отверстия, в которых размещаются прутки. Прутки не присоединяются к передаточному элементу, то есть зацепление между передаточным элементом и прутками не содержит какого-либо специального соединительного средства. Таким образом, прутки способны свободно перемещаться относительно передаточного элемента, по меньшей мере, в продольном направлении. Это может улучшать процесс отсеивания.
[0013] Идея варианта осуществления состоит в том, что в решении предшествующего варианта осуществления передаточный элемент содержит отверстия, размер которых определенно больше, чем поперечное сечение прутков, и, таким образом, между отверстием в передаточном элементе и прутком имеется соединение со свободной посадкой. В данном случае пруток может вращаться вокруг своей продольной оси во время просеивания. Это может предотвращать заклинивание камней, древесных обрезков и других крупных включений, находящихся в материале, который должен быть просеян, между прутками в просеивающей части. Прутки могут иметь круглое поперечное сечение, которое облегчает вращение прутков и дополнительно предотвращает заклинивание включений.
[0014] Идея варианта осуществления состоит в том, что ковш в соответствии с любым из предыдущих вариантов осуществления содержит два вибрационных блока, которые размещены на расстоянии друг от друга, если смотреть в поперечном направлении ковша. Дополнительно, вибрационные блоки располагаются на расстоянии от боковых пластин ковша в поперечном направлении. Каждый вибрационный блок содержит специальное вибрационное устройство и специальный передаточный элемент. В данном случае ковш содержит два передаточных элемента, которые расположены в поперечном направлении к пруткам просеивающей части и параллельно боковым пластинам ковша. Движение, которое производится вибрационными устройствами независимо друг от друга, может передаваться на концевые участки поперечных прутков, которые, по существу, являются прямолинейными, удлиненными деталями. Данный вариант осуществления предоставляет различные способы движения прутков просеивающей части.
[0015] Идея варианта осуществления состоит в том, что, в соответствии с предшествующим вариантом осуществления, два отдельных вибрационных блока в ковше двигаются в противофазе, чтобы обеспечиваемое этим вибрационное движение выполнялось во взаимно противоположных направлениях.
[0016] Идея варианта осуществления состоит в том, что в ковше, в соответствии с любым из предыдущих вариантов осуществления, подвижные поперечные прутки просеивающей части расположены в пространстве, образованном внутренними поверхностями боковых пластин ковша.
[0017] Идея варианта осуществления состоит в том, что в ковше, в соответствии с любым из предыдущих вариантов осуществления, подвижные прутки просеивающей части сообщаются с основной конструкцией ковша только через вибрационный блок. Вибрационный блок содержит передаточный элемент, который поддерживает прутки. Таким образом, просеивающая часть и прутки не соединены шарниром или шарнирным соединением с нижней передней или задней пластиной ковша, или с любой другой основной конструкцией ковша, состоящей из листовой конструкции.
[0018] Идея варианта осуществления состоит в том, что просеивающая часть содержит вибрирующий участок, где вибрационное движение от вибрационного блока направляется к каждому второму прутку в вибрирующем участке. В данном случае вибрирующий участок поочередно содержит вибрирующий пруток и невибрирующий пруток.
[0019] Идея варианта осуществления заключается в том, что просеивающая часть включает в себя вибрирующий участок, содержащий множество смежных прутков, все из которых подвергаются вибрации путем использования одного или более вибрационных блоков.
[0020] Идея варианта осуществления состоит в том, что просеивающая часть содержит вибрирующий участок, где смежные прутки вибрируют совместно аналогичным образом. Вибрационное движение может передаваться на прутки, подвергаемые вибрации, от одного общего вибрационного блока.
[0021] Идея варианта осуществления состоит в том, что просеивающая часть содержит вибрирующий участок, где смежные прутки вибрируют различным образом по отношению друг к другу. В данном случае каждый второй пруток может вибрировать, используя отличающуюся силу, отличающуюся скорость, отличающуюся частоту, либо направление вибрационного движения может быть различающимся. Смежные прутки, подвергаемые вибрации различающимся образом, могут дополнительно улучшать способность ковша выполнять сортировку. Дополнительно, требуемый вибрационный эффект может быть обеспечен путем использования более низкой интенсивности вибраций. Дополнительно, данное решение позволяет уменьшить вибрацию, передаваемую на рабочую машину.
[0022] Идея варианта осуществления состоит в том, что вибрационное устройство, включенное в состав вибрационного блока, расположено в верхней части ковша на расстоянии от внешней поверхности задней пластины ковша. Таким образом, вибрационное устройство не соединяется с дном, боковыми пластинами или нижней пластиной ковша. Данное решение обеспечивает возможность размещения вибрационного устройства таким образом, что оно не подвергается повреждающему воздействию во время использования и не закрывает видимость рабочей площадки. Дополнительно, место установки может учитывать подачу мощности для привода, например размещение гидравлических шлангов.
[0023] Идея варианта осуществления состоит в том, что вибрационный блок присоединен к конструкции ковша только через прутки в просеивающей части. В этом случае вибрационный блок может находиться в зацеплении с ковшом посредством передаточного элемента, который, в свою очередь, находится в зацеплении с прутками, которые должны подвергаться вибрации.
[0024] Идея варианта осуществления состоит в том, что вибрационный блок содержит вал привода, который вращается, по меньшей мере, одним вращающим мотором вокруг своей продольной оси. Вал привода может быть присоединен к задней пластине ковша, и вращающий мотор может быть присоединен к боковой пластине. Вал привода выполнен с возможностью приводить в движение, по меньшей мере, один эксцентрик, с помощью которого создаваемое вибрационное движение передается посредством одного или более передаточных элементов одному или более пруткам, содержащимся в вибрирующем участке. Можно приспособить вал привода, чтобы он приводил в движение два, три или даже больше эксцентриков, посредством чего можно обеспечить несколько различных вибрационных движений, которые могут передаваться с помощью передаточных элементов на соответствующие прутки. Данное решение позволяет использовать один вращающий аппарат для обеспечения нескольких различных вибрационных движений.
[0025] Идея варианта осуществления состоит в том, что один или более прутков в участке, которые должны подвергаться вибрации, оборудованы специальным вибрационным блоком, выполненным с возможностью осуществлять вибрацию только одного единственного прутка. Например, можно объединить вибрационное устройство с конструкцией прутка. Пруток может быть трубчатым, и, следовательно, вибрационное устройство может размещаться внутри него. Дополнительно, вибрационное устройство может размещаться на боковой пластине, в соединении с концом прутка, посредством чего вибрационное движение может передаваться прутку.
[0026] Идея варианта осуществления состоит в том, что просеивающая часть находится в днище ковша. По существу, все днище ковша может образовывать просеивающую часть.
[0027] Идея варианта осуществления состоит в том, что просеивающая часть находится в основном в днище ковша. Просеивающая часть может, однако, также проходить к задней пластине.
[0028] Идея варианта осуществления состоит в том, что днище ковша содержит, по меньшей мере, один сплошной участок, выполненный из листового материала и, по меньшей мере, одну просеивающую часть с прутками, которые должны подвергаться вибрации.
[0029] Идея варианта осуществления состоит в том, что размер щелей решетки в просеивающей части может регулироваться добавлением или удалением прутков. Поперечные прутки в просеивающей части ковша поддерживаются в удлиненных передаточных элементах, параллельных боковым пластинам, при этом в передаточных элементах имеются отверстия для прутков, расположенные в поперечном направлении по отношению к ковшу. Когда необходимо, прутки могут быть вытянуты в продольном направлении из отверстий в передаточных элементах.
[0030] Идея варианта осуществления состоит в том, что размер щелей решетки в просеивающей части может регулироваться добавлением или удалением прутков. Прутки могут поддерживаться отверстиями в боковых пластинах. При этом пруток может быть удален путем вытягивания его в продольном направлении из ковша, и, соответственно, пруток может быть вставлен в продольном направлении в свободное отверстие в боковой пластине. На внешней стороне боковых пластин могут находиться удерживающие элементы, например пластины, предотвращающие выскальзывание прутков из места установки во время работы.
[0031] Идея варианта осуществления состоит в том, что участок, который должен подвергаться вибрации, содержит только часть просеивающей части. В днище ковша участок, который должен подвергаться вибрации, может содержать участок, который находится на расстоянии от пластины, образующей режущую кромку ковша. Таким образом, между участком, который должен подвергаться вибрации, и режущей пластиной имеется участок решетки, который не должен подвергаться вибрации и содержит множество смежных прутков.
[0032] Идея варианта осуществления состоит в том, что прутки в просеивающей части имеют круглое поперечное сечение.
[0033] Идея варианта осуществления состоит в том, что поперечное сечение прутков в просеивающей части является эллиптическим, овальным или иным образом похожим на сплющенную круговую форму.
[0034] Идея варианта осуществления состоит в том, что прутки в просеивающей части являются прямоугольными в поперечном сечении. В данном случае поперечное сечение может быть квадратным или прямоугольным.
[0035] Идея варианта осуществления состоит в том, что вибрационное устройство является вибрационным мотором с эксцентрично расположенным грузом. Когда вибрационный мотор вращает эксцентричный груз вокруг вала привода, производится вибрационное движение.
[0036] Идея варианта осуществления состоит в том, что вибрационное устройство содержит ударное устройство, которое позволяет генерировать линейное вибрационное движение.
[0037] Идея варианта осуществления состоит в том, что вибрационное устройство является устройством с рабочей средой под давлением. Среда под давлением доступна в готовом виде в рабочих машинах и их стрелах, поэтому легко организовать питание рабочей среды под давлением силового привода вибрационного устройства. Вибрационное устройство может приводиться в действие гидравлически, но в некоторых случаях может также приводиться в действие сжатым воздухом.
[0038] Идея варианта осуществления состоит в том, что ковш используют для перемещения и предварительной сортировки грунтового материала. С помощью ковша можно отделять камни от грунта, или он может использоваться для отделения камней большего размера от гравия или более крупных блоков измельченного материала.
[0039] Идея варианта осуществления состоит в том, что ковш является ковшом экскаватора.
[0040] Идея варианта осуществления состоит в том, что ковш является ковшом колесного погрузчика, мини-погрузчика, трактора, штабелера с выдвижной рамой, землеройной машины или другой рабочей машины.
[0041] Вышеописанные приложения и признаки, описанные в этой связи, можно комбинировать для достижения требуемого сочетания характеристик и признаков.
Краткое описание чертежей
[0042] Некоторые варианты осуществления объяснены более подробно на прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг. 1 - схематический вид сбоку рабочей машины, оснащенной стрелой и оборудованной просеивающим ковшом,
Фиг. 2 - схематический вид ковша сбоку,
Фиг. 3 - схематический вид ковша сверху,
Фиг. 4 - схематический вид сбоку передаточного элемента, с помощью которого вибрация может передаваться на прутки в просеивающей части, и
Фиг. 5-8 показывают схематически и, в принципе, несколько альтернатив для вибрирующих прутков, включенных в состав вибрирующего участка в просеивающей части.
[0043] Для наглядности цифры показывают некоторые варианты осуществления в упрощенном виде. Одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы на чертежах.
Подробное описание некоторых вариантов осуществления
[0044] На фиг. 1 показана рабочая машина 1, имеющая стрелу 2, оборудованную просеивающим ковшом 3. Рабочая машина 1 может быть экскаватором, как показано на чертежах, или может также быть колесным погрузчиком или соответствующей землеройной машиной, или другим самодвижущимся средством, использующим ковш. Просеивающий ковш 3 позволяет перемещать и обрабатывать грунтовой материал, содержащий включения различающихся размеров. Например, просеивающий ковш 3 может отделять камни большего размера 5, корни и другие необязательные материалы от грунта 4 или песка. Просеивающий ковш 3 включает в себя просеивающую часть 6, которая имеет множество параллельных прутков 7. Грунт 4 или подобный материал, имеющий небольшой размер включений, проходит сквозь щели между прутками 7 и, таким образом, выходит из просеивающего ковша 3. В то же время камни 5 или другой материал, имеющий больший размер включений, остается в просеивающем ковше 3 и может быть удален через отверстие в ковше после того, как материал с включениями меньшего размера будет отсортирован. Сортировка может быть улучшена посредством вибрирования V прутков 7 в просеивающем ковше 3. Вибрирование V прутков 7 вызывает значительно меньше вибрации в стреле 2, в кабине 8 и в других конструкциях рабочей машины 1, чем в решениях, в которых весь ковш подвергается вибрации. Таким образом, комфортность условий работы просеивающего ковша 3 улучшается и конструкции подвергаются меньшим нагрузкам. Дополнительно, поскольку масса прутков 7, которые должны подвергаться вибрации, меньше, чем масса всего ковша, достаточная вибрация может достигаться с помощью меньшей вибрационной силы, и, следовательно, вибрационное средство может иметь меньший размер и быть более дешевым. На фиг. 1 дополнительно показано, что ковш 3 содержит сцепляющие элементы 9, с помощью которых ковш 3 может присоединяться к стреле 2 или к другой точке присоединения на рабочей машине 1.
[0045] На фиг. 2 показан просеивающий ковш 3 на виде сбоку. Ковш 3 содержит днище, боковые пластины 11 или боковые стенки и заднюю пластину 12 или заднюю стенку. Дополнительно, ковш 3 имеет отверстие 13, через которое материал, который должен подвергаться обработке, доставляется в чашеобразный ковш 3, и через которое просеянные отходы, то есть материал с включениями большего размера, удаляются в конце обработки. Днище 3 ковша может быть снабжено режущей пластиной 14 на участке кромки отверстия 3. Обычно, ковш 3 выполнен из листового материала с использованием способов обработки листового металла и сварки.
[0046] Ковш 3 обеспечен просеивающей частью 6, которая может находиться в днище 10. Все днище 10 может образовывать решетку, в которой прутки 7 формируют днище ковша. В качестве варианта, часть днища 10 может быть просеивающей частью 6, и часть, например, сплошной листовой конструкцией. Дополнительно, просеивающая часть 6 может проходить наверх на часть задней пластины 12 или на всю заднюю пластину, либо задняя поверхность может состоять из прутков 7. Просеивающая часть 6 содержит один или несколько вибрирующих участков 15, содержащих один или более прутков 7, которые подвергаются вибрации V вибрационным блоком 16. Вибрационный блок 16 содержит вибрационное устройство 17, с помощью которого производится вибрирующее или колебательное движение. Дополнительно, вибрационный блок 16 содержит передаточный элемент 18, с помощью которого вибрационное движение передается пруткам 7, которые должны подвергаться вибрации. Передаточный элемент 18 может быть, например, жестким стержнем, присоединенным к определенным пруткам 7. Вибрационное устройство 17 может быть устройством, основанным на вращении, эксцентричном весе, устройством, основанным на линейном ударе и ударным механизмом, или любым соответствующим устройством, которое производит вибрационное движение.
[0047] Более того, как можно видеть на фиг. 3, прутки 7 могут быть расположены в отверстиях 19, 20 в боковых пластинах 11. Таким образом, боковые пластины поддерживают прутки 7. Аксиальное перемещение прутков 7 может предотвращаться с помощью стопорных элементов 21. На фиг. 3 лист, служащий в качестве стопорного элемента 21, показан пунктирными линиями. В вибрирующем участке 15 отверстия 19 в боковых пластинах 11 могут иметь больший размер, чем прутки 7, чтобы не препятствовать вибрационному движению прутков 7. Кроме того, отверстия 19 могут иметь форму, учитывающую вибрационное движение. Когда используютcя прутки, имеющие круглое поперечное сечение, отверстия 19 могут иметь удлиненную форму, например овальную. Прутки, которые не должны подвергаться вибрации в просеивающей части 6, могут присоединяться к боковым пластинам 11 с отверстиями 20, которые имеют поперечное сечение, соответствующее пруткам. Размер щелей S решетки в просеивающей части 6 может регулироваться удалением прутков из ковша 3 или добавлением в него прутков, на фиг.3 внизу данная регулировка показана стрелками K.
[0048] Ковш 3 на фиг. 3 содержит два вибрационных блока 16a, 16b, которые могут располагаться на расстоянии друг от друга, если смотреть в поперечном направлении ковша 3. Дополнительно, вибрационные блоки могут находиться на расстоянии от боковых пластин 11. Вибрационные блоки 16a, 16b могут присоединяться к ковшу 3 только посредством прутков 7, и боковое положение вибрационных блоков может определяться с помощью труб 22, расположенных вокруг одного или нескольких прутков. Каждый вибрационный блок 16a, 16b содержит вибрационное устройство 17 и передаточный элемент 18. Вибрационное устройство 17 может содержать вращающий мотор 23, который вращает груз 24 эксцентрика, вращение которого производит вибрирующее действие. Первый вибрационный блок 16a может присоединяться для осуществления вибрации каждого второго прутка в вибрирующем участке 15, где прутки обозначены ссылочной позицией a, и соответственно, второй вибрационный блок 16b может быть выполнен с возможностью осуществления вибрации каждого следующего прутка b. В этом случае вибрирующий участок 15 может иметь смежные прутки a и b, которые подвергаются вибрации независимо друг от друга. Это позволяет пруткам a и b вибрировать с различающейся скоростью, с различающейся интенсивностью и даже в различающихся направлениях.
[0049] На фиг. 4 показан передаточный элемент 18, который может быть деталью в виде стержня, форма которого соответствует форме днища ковша. Таким образом, передаточный элемент 18 может быть, например, изогнутым прутком, как показано на чертежах, при этом данный пруток может быть образован с помощью резки из листового материала. Передаточный элемент 18, показанный на фиг. 4, может располагаться в первом вибрационном блоке 16a в положении, показанном на фиг. 3. В этом случае упомянутый передаточный элемент 18 передает вибрационное движение только на прутки a. В передаточном элементе 18, по меньшей мере, в вибрирующем участке, имеются чередующиеся первые отверстия 25 и вторые отверстия 26, из которых только некоторые показаны на чертеже ссылочными позициями. Первые отверстия 25 имеют такие соответствующие пруткам размер и форму, что вибрационное движение передается от передаточного элемента 18 на прутки a, в то время как вторые отверстия 26 имеют такие размер и форму, что отверстия со свободной посадкой не передают вибрационное движение на прутки b. В передаточном элементе 18 второго вибрационного блока 16b отверстия 25, 26 расположены в обратном порядке так, что вибрационное движение передается только на прутки b.
[0050] На фиг. 5 в упрощенном виде показан принцип решения, описанного на фиг. 3, в котором каждый следующий пруток подвергается вибрации с помощью отдельных вибрационных блоков 16a, 16b.
[0051] На фиг. 6 аналогичный вибрационный блок 16 выполнен с возможностью вызывать вибрацию всех прутков, содержащихся в вибрирующей части 15.
[0052] На фиг. 7 каждый второй пруток является прутком, который не должен подвергаться вибрации, и каждый следующий пруток подвергается вибрации с помощью вибрационного блока 16. Разделение между прутками, которые должны подвергаться вибрации и которые не должны подвергаться вибрации, может также быть различающимся.
[0053] На фиг. 8 показано решение, в котором каждый из прутков 7 имеет специальный вибрационный блок 16.
[0054] Принципы, раскрытые на фиг. 5-8, можно комбинировать и модифицировать так, чтобы ковш 3 имел в точности требуемый вибрирующий участок 15 или множество вибрирующих участков.
[0055] В некоторых случаях признаки, описанные в данной заявке, могут быть использованы в данном качестве независимо от других признаков. С другой стороны, при необходимости признаки, описанные в данной заявке, могут объединяться с целью обеспечения различных комбинаций.
[0056] Чертежи и соответствующее описание предназначены только для иллюстрации идеи изобретения. Детали изобретения могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.