УСТРОЙСТВО И СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО УДАЛЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ
DEVICE AND METHOD FOR CONTINUOUS REMOVAL OF DEPOSITS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
В общем изобретение относится к системам и способам непрерывного удаления отложений, а более конкретно к устройству и способу непрерывного удаления отложений для удаления механической смеси из приемного контейнера или плавильного резервуара снегоплавильного транспортного средства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Снегоплавильные транспортные средства известны в данной области и используются для уничтожения больших количеств снега посредством плавления снега и выгрузки талой воды, как правило, в ливнестоки. Общепризнанные устройства обычно имеют большой приемный контейнер или плавильный резервуар для приема снега и различные системы для плавления снега, включая водоразбрызгивающие устройства, измельчающие устройства и устройства нагревательного типа, которые плавят снег.
Известно, что снеговой груз может содержать механические смеси, такие как, например, песок, гравий, камни, пластмассу множества форм и размеров и различные тяжелые металлические объекты, которые случайно собираются наряду со снегом. Это является отдельной проблемой в больших городах, где всякое забивание коллекторов является нежелательным и его необходимо избегать.
В общепризнанных снегоплавильных системах, для того, чтобы получать доступ к различному мусору, собираемому со снегом, который скапливается в снегоплавильном резервуаре во время работы, и удалять его, необходимо полностью останавливать систему и выпускать воду из приемного контейнера для снега или плавильного резервуара.
Соответственно, существует потребность в системе и способе непрерывного действия для удаления механической смеси из приемного контейнера или плавильного резервуара снегоплавильного транспортного средства для того, чтобы обеспечить его непрерывную работу. Это необходимо для того, чтобы избежать каких-либо поломок в процессе работы транспортного средства по плавлению снега, результатом чего будет экономия энергии и повышенная эффективность.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вследствие этого, аспект представленного изобретения состоит в предоставлении устройства и способа непрерывного удаления отложений для удаления механической смеси из приемного контейнера или плавильного резервуара снегоплавильного транспортного средства.
Одним вариантом осуществления представленного изобретения будет устройство удаления отложений для снегоплавильного транспортного средства, имеющего приемный контейнер для приема груза снега, подлежащего переработке внутри приемного контейнера в талую воду, при этом устройство содержит мусоросборную систему для перемещения мусора, падающего на дно приемного контейнера, в сборную камеру, расположенную рядом с приемным контейнером, и мусороподъемную систему для подъема мусора из сборной камеры в положение выше для выгрузки мусора под действием силы тяжести за пределы сборной камеры.
Мусоросборная система предпочтительно содержит средство для создания петли потока воды на нижней платформе приемного контейнера для перемещения мусора со дна приемного контейнера для снега в сборную камеру. В предпочтительном варианте осуществления, петля потока воды может быть направлена внутрь канала, расположенного на нижней платформе. Мусор направляется внутрь канала и собирается и проталкивается потоком воды в направлении и в сборную камеру. В одном отдельном варианте осуществления, дно приемного контейнера наклонено в направлении канала для направления мусора внутрь канала. Например, наклон дна приемного контейнера может составлять приблизительно 15°.
Мусороподъемная система предпочтительно содержит вращающуюся круглую раму, имеющую множество лопастей или лопаток для подъема мусора выше уровня воды в сборной камере. Сборная камера может иметь вогнутую нижнюю стенку и боковые стенки, размеры которых подобраны таким образом, чтобы облегчать действие по подъему мусора мусороподъемной системы. Предпочтительно, мусор может выгружаться за пределы сборной камеры через разгрузочный лоток.
Снегоплавильное транспортное средство содержит устройство удаления отложений согласно изобретению. В предпочтительном варианте осуществления, снегоплавильное устройство может быть модернизировано устройством удаления отложений изобретения для того, чтобы сделать максимальной его непрерывную работу и повысить его технические возможности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Представленное изобретение будет дополнительно понятно из следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, рассматриваемых на сопровождающих чертежах, на которых:
Фиг.1 представляет собой перспективное изображение снегоплавильного транспортного средства, содержащего систему удаления отложений согласно варианту осуществления представленного изобретения;
Фиг.2 представляет собой изображение приемного контейнера снегоплавильного транспортного средства, содержащего мусоросборную систему согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг.3 представляет собой вид сверху системы удаления отложений согласно варианту осуществления представленного изобретения; а
Фиг.4 представляет собой изображение в поперечном разрезе пола приемного контейнера, содержащего канал и отделенную промежутком изогнутую закрывающую верхнюю часть согласно варианту осуществления представленного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее будет сделана подробная ссылка на представленные предпочтительные варианты осуществления изобретения, пример которого проиллюстрирован на сопровождающих чертежах. Везде, где возможно, одинаковые ссылочные позиции будут использоваться на всех чертежах для указания на одни и те же или аналогичные детали.
Иллюстративный вариант осуществления системы непрерывного удаления отложений для снегоплавильного транспортного средства показан на фиг.1 и обозначен в общем ссылочной позицией 10.
Как реализовано и проиллюстрировано в данном описании, устройство удаления отложений для использования со снегоплавильным транспортным средством 10, имеющим резервуар или приемный контейнер 20, содержит мусоросборную систему и мусороподъемную систему. Мусоросборная система перемещает мусор, помещенный в резервуар 20 с грузом снега и упавший на нижнюю платформу 12 резервуара 20, посредством потока воды в сборную камеру 40, расположенную рядом с резервуаром 20. Сборная камера 40 вмещает в себя мусороподъемную систему.
Согласно аспекту изобретения, устройство непрерывного удаления нацелено на эффективное и непрерывное удаление механической смеси (размер меньше, чем 40 мм), такой как песок, камни и другой тяжелый небольшой мусор, из жидкой массы талой воды внутри резервуара 20, для обеспечения разделения воды и механической смеси и предоставления возможности выхода только небольшого количества воды. Это может быть применимо в ситуации, когда вода и мусор сбрасываются непрерывно или беспорядочно, и позволит избежать необходимости остановки плавильного процесса и полного выпуска воды из резервуара 20 для того, чтобы удалить мусор из резервуара 20.
Одна из основных трудностей, встречающихся в общепризнанных снегоплавильных системах, состоит в заклинивании и изнашивании подвижных механических деталей, вызванном разнообразными механическими смесями, которые необходимо удалять. В соответствии с представленным изобретением, это может быть решено, помимо прочего, посредством использования потока воды и упругих лопаток или лопастей с целью прикладывания усилия для удаления мусора, в противовес стальным деталям, толкающим и поднимающим мусор.
Согласно варианту осуществления представленного изобретения, предоставлена петля потока воды, которая непрерывно прогоняет воду через резервуар 20 для воды/мусора, используя насос 34, предпочтительно помещенный в насосную камеру 31, которая находится снаружи резервуара 20. Предпочтительно, поток воды через резервуар 20 проходит в частично открытом верхнем желобе или канале 36, расположенном на нижней платформе 12 резервуара 20. Предпочтительно нижняя платформа 12 наклонена для направления мусора под действием силы тяжести в желоб 36.
Согласно изобретению, мусор под действием силы тяжести вынужден скользить по наклонному полу 12 и выталкивается потоком воды из конца резервуара 20 в мусоросборную камеру 40. В зависимости от величины турбулентности в резервуаре и типа механической смеси, угол платформы 12, необходимый, чтобы заставить мусор скользить вниз, может варьироваться. Предпочтительно, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, угол нижней платформы 12 резервуара 20 может составлять приблизительно 15° для того, чтобы обеспечить работу изобретения с песком, каменной пылью и гравием до 1/2" и камней до 1". Однако могут быть предусмотрены и задействованы различные углы, которые обусловлены природой материала мусора и условий турбулентности воды в резервуаре 20.
Можно рассмотреть несколько факторов, определяющих необходимый размер насоса 34 для обеспечения, чтобы поток воды был достаточно сильным для перемещения мусора, падающего в желоб или канал 36. Следует понимать, что водяной насос 34 соединен с резервуаром посредством труб 35 и может по существу вызывать всасывающее усилие на одном конце резервуара и положительный поток на другом конце, и в связи с этим, не составляет труда перемещение мусора около данных местоположений. Однако область в середине резервуара 20 может терять существенную величину силы потока воды, в частности вследствие перемешивания потока воды с водой в резервуаре. Вследствие этого можно заключить, что длина резервуара 20 и скорость воды непосредственно связаны с правильной работой представленного изобретения. Например, в варианте осуществления представленного изобретения, канал 36 может иметь длину, равную приблизительно 10 футов, а площадь отверстия в конце резервуара для протекания воды может составлять приблизительно 13 квадратных дюймов. Для обеспечения достаточной силы в середине резервуара 20 для перемещения мусора может использоваться скорость потока воды, составляющая между приблизительно 400 и 550 футов в минуту.
С водой, поступающей в резервуар 20 в 4" трубу, а затем подвергаемой воздействию внешней воды, при открытой верхней части на желобе 36, вода может очень быстро перемешиваться с неподвижной водой и терять свою скорость. В предпочтительном варианте осуществления, для того, чтобы сохранить большую часть данной скорости, на данном желобе 36 может быть расположена крышка 37, которая будет помогать дольше сохранять скорость воды в резервуаре. Данная крышка 37 может быть расположена с 1" зазором между ней и желобом по обеим сторонам, позволяя мусору с наименьшим размером до 1" падать внутрь желоба или канала 36. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления, для того, чтобы обеспечить хороший поток воды в середине, желоб в поперечном сечении может быть разделен таким образом, чтобы имелась нижняя или дистальная секция, которая может быть полностью закрыта (и вследствие этого без перемешивания с водой из резервуара) в середине секции резервуара, при этом проксимальная секция может быть не закрыта и может происходить перемешивание с более медленной водой в основной секции желоба.
В случае крупного мусор, такого как, например, что-либо больше чем 1", в соответствии с предпочтительным, но без ограничения, вариантом осуществления представленного изобретения, над областью желоба может быть расположена открытая сетка (не показана) для захватывания мусора и предотвращения его падения в желоб. Если могут быть большие количества больших объектов, которые могут быть накапливаться, они могут быстро закупоривать отверстия в сетке и вследствие этого препятствовать падению другого мусора в желоб. Площадь поверхности данной сетки необходимо будет увеличить за счет ее поднятия и/или добавления множества уровней и легкого способа поднятия и извлечения сетки для чистки.
Согласно одному режиму работы изобретения, после того, как поток воды перемещает мусор из канала или желоба 36 за пределы основного резервуара 20 в сборную камеру 40, мусор может выгружаться за пределы сборной камеры 40. Сборная камера может быть снабжена эффективным способом удаления мусора, согласно вариантам осуществления, описанным ниже.
Согласно одному варианту осуществления представленного изобретения, сборная камера 40 может быть полностью герметичной. Сборная камера также может иметь объем и форму, приспособленные вызывать существенное замедление потока воды, обеспечивая возможность оседания мусора на дне камеры. Согласно данному варианту осуществления, выход для потока воды может быть расположен в верхнем углу камеры для того, чтобы предотвращать всасывание мусора из камеры. В данном варианте осуществления, камера может иметь изолирующий клапан на входе и выходе камеры. Для определения, когда камера достаточно наполниться, требуя очистки, может быть использован переключатель определения уровня мусора или устройство и способ измерения массы.
Для того, чтобы удалить мусор из камеры, два изолирующих клапана должны будут быть закрыты, и необходимо выключить водяной насос. Это предотвратит значительную потерю воды из основной камеры. Затем камера может быть открыта и опорожнена с небольшой потерей воды, а также с небольшой продолжительностью простоя, если способ открывания автоматизирован.
Согласно еще одному варианту осуществления представленного изобретения, дополнительная камера 40 может содержать раму 41 с быстровращающимся ротором с чистящими лопатками 42, при этом предпочтительно, чтобы лопатки были изготовлены из упругого материала, такого как резина или поликарбонат. Рама 41 с быстровращающимся ротором может вращаться, например, с помощью приводной цепи 43. В одном способе работы, мусор, поступающий в сборную камеру 40, может разметаться по сторонам и подниматься лопатками 42 вращающегося колеса 41. Как проиллюстрировано и реализовано в данном описании, колесо 41 поднимает мусор по дуге до тех пор, пока не достигнет поверхности воды. В данный момент какое-то количество воды, содержащее на щетке, начинает стекать. Работа колеса 41 с предварительно определенной скоростью может обеспечить возможность выпуска значительного количества воды с лопаток 42 перед тем, как они приблизятся к центральному верхнему местоположению. В целях удобства непосредственно под верхней центральной областью может быть предоставлен разгрузочный лоток таким образом, чтобы мусор мог за счет этого выгружаться за пределы сборной камеры под действием силы тяжести. Согласно варианту осуществления изобретения, мусор может скользить по разгрузочному лотку и может собираться с очень низкой концентрацией воды.
Скорость поворота колеса 41 может быть приспособлена и отрегулирована на основании количества мусора, который должен быть удален, и количества чистящих лопаток 42 для того, чтобы обеспечить, чтобы удаление мусора не уносило с собой большое количество воды. В одном варианте осуществления изобретения, колесо 41 может содержать двадцать (20) лопастей или лопаток 42. Например, скорость ротора может составлять приблизительно между 5 и 7 об/мин. Как объяснялось выше, необходимо учитывать, что скорость ротора может варьировать в зависимости от концентрации мусора в воде.
Например, лопатки 42 могут быть изготовлены из 60 Durameter™ неопрена с точки зрения износостойкости в течение очень продолжительного времени, будучи в то же время также достаточно дешевыми для замены. В одном иллюстративном примении изобретения, где целью было удаление как можно меньшего количества воды, между сторонами резиновых лопаток и стенками оболочки дополнительной камеры может быть предоставлен 1" зазор для того, чтобы позволить воде выливаться более быстро по мере перемещения лопаток 42 выше уровня воды и предотвратить всякое застревание мусора между роторной конструкцией и стенкой камеры.
Как реализовано в данном описании, аспектом представленного изобретения является уменьшение количества мусора, всасываемого через насос 34. Как известно в данной области, мусор, проходящий через насос в течение некоторого времени, будет вызывать коррозию и изнашивание крыльчатки и корпуса насоса так, что его необходимо будет менять.
Для того, чтобы уменьшить возможную коррозию насоса, как проиллюстрировано и реализовано в данном описании, всасывающий патрубок из сборной камеры 40 в насос 34 через трубу 35 предпочтительно может быть насколько возможно ближе к верху камеры или поверхности воды, однако, без всасывания воздуха в насос, а размер патрубка должен быть больше для уменьшения эффективного давления/области всасывания и уменьшения усилий, толкающих мусор. Еще один предпочтительный вариант осуществления может использовать экран для блокирования мусора, имея в то же время достаточно большую площадь поверхности для того, чтобы минимизировать возможное блокирование экрана мусором посредством всасывающего усилия насоса 34. Кроме того, как известно в данной области, в удалении мусора с экрана может помочь периодическое переключение насоса в обратном направлении.
Изменения, переделки и модификации описанных выше предпочтительных вариантов осуществления изобретения возможны без выхода за пределы объема правовых притязаний и содержания изобретения, которое описано в приложенной формуле изобретения.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ НОМЕРОВ
10 - снегоплавильное транспортное средство
11 - печь
12 - нижняя платформа резервуара
20 - плавильный резервуар
31 - камера насоса
32 - разгрузочный желоб
33 - зона доступа
34 - насос
35 - труба
36 - канал
37 - изогнутая закрывающая верхняя часть
40 - сборная камера
41 - колесо
42 - лопатки
43 - приводная цепь.