Устройство для устранения гололеда
ICE ELIMINATOR

Изобретение относится к дорожной и коммунальной технике для очистки дорог и дорожек.
Основными препятствиями широкого использования техники для уборки льда и снежного наката является их сложность, соответственно, дороговизна и трудоемкое техническое обслуживание. Эксплуатация при очистке дворовых территорий существующими устройствами затруднена из-за резких поворотов очищаемых дорожек и тротуаров, их примыкание к зданиям и ограждениям, а так же наличием выступающих твердых препятствий (люков, бордюров и пр.).
Попытки решить проблему очистки ото льда дорог и дорожек предпринимались по нескольким основным направлениям:
1. Воздействие на лед вибрацией, благодаря которой облегчается скалывание (патенты №№ РФ 2460840, РФ 2355845, SU 1562383, РФ 2328573 и т.д.). Устройства такого рода сложны в изготовлении, энергоемки.
2. Ударное скалывание (патенты №№ РФ 2265104, SU 2001192, РФ 2463407, РФ 2474641, РФ 2265104, РФ 2463407, РФ 2452811 и т.д.) осуществляется устройствами меньшей сложности, но при их работе издается сильный шум. Качество обработки поверхности и стойкость рабочих инструментов не высокие.
3. Скалывание льда сдвигом (патенты №№ РФ 2416690, РФ 2100524, РФ 2195527, РФ 2487970, SU 1339188 и т.д.) требует больших нагрузок на инструмент, особенно вертикальных, для снижения которых иногда применяют дискретную нагрузку, что дополнительно усложняет конструкцию и энергозатраты.
4. Фрезерование льда (патенты №№ РФ 2452811, РФ 2493318, SU 117459, SU 896158 и т.д.) осуществляется сложными и трудоемкими в обслуживании устройствами.
При достаточно высоких производительности и качестве работы устройства для фрезерования льда чувствительны к неровностям обрабатываемой поверхности, так как встреча режущего инструмента с жестким препятствием, как правило, приводит к его выходу из строя. Установка устройств для контроля профиля обрабатываемой поверхности не всегда эффективна.
Имеются гибридные устройства, сочетающие различные воздействия на лед, но они не решают проблему полностью.
По патентам SU 1298287 и SU 896158, выбранным в качестве ближайших прототипов по способу снятия льда, задача решается за счет одновременного скалывания и фрезерования путем применения внешнего привода, что не делает конструкцию простой и препятствует возможности делать малоразмерные, относительно легкие устройства с для скалывания льда с тротуаров и дорожек, которые из-за их скользкости и бугристости становятся особенно травмоопасными.
Целью настоящего изобретения является устранение перечисленных выше недостатков устройств для удаления льда путем упрощения конструкции, ее удешевления, снижения трудовых и материальных затрат при эксплуатации.
Предлагаемое устройство для удаления гололеда отличается тем, что оно выполнено в виде горизонтальной несущей рамы, на которой смонтированы свободно катящиеся боковыми поверхностями по обрабатываемому гололеду катки в форме усеченных конусов, смещенных относительно друг друга по осям вращения не менее 0,1-0,3 длины катка большими диаметрами наружу и взаимно развернутых на 180 градусов в горизонтальной плоскости, каждый из которых состоит из вала с закрепленными на нем не менее двух колец, образующих диаметры усеченного конуса, соединенные между собой равномерно расположенными на заданном расстоянии друг от друга силовыми планками, образующими боковую коническую поверхность катка, несущие с тем же шагом режущие элементы.
Предлагаемое устройство, в его предпочтительном исполнении, изображено на чертеже, где на фиг. 1 показан вид сбоку, на фиг. 2 показан вид сверху, на фиг. 3 показана силовая планка с режущими элементами.
Предлагаемое устройство, в его предпочтительном исполнении, включает в себя следующие части: раму 1, рабочие катки 2, кольца 3, силовые планки 4, режущие элементы 5. На раме 1 размещаются, желательно подрессоренные любым известным способом, свободно катящиеся катки 2, в виде усеченных конусов (фиг. 1 и фиг. 2) развернутых относительно друг друга на 180 градусов со смещением вдоль осей качения на величину не менее 0,1-0,3 высоты конуса. Каждый каток 2 представляет собой вал, на котором размещены кольца 3, формирующие диаметры катков 2, включая промежуточные (при большой длине катка 2). По наружным диаметрам кольца 3 равномерно на заданном расстоянии соединены между собой силовыми планками 4, направленными вдоль по конусам катка 2, суммарно образуя боковую поверхность. Каждая силовая планка 4 устанавливается индивидуально с возможностью ее быстрого монтажа и демонтажа на катке 2. Силовые планки 4 устанавливаются с равным шагом по всей окружности колец 3, образуя боковую поверхность катка 2. Внешняя часть силовых планок 4 выполнена в виде режущих элементов 5, осуществляющих колку и фрезеровку льда. Силовая планка 4 с режущими элементами 5 изображена на фиг. 3. Режущие элементы 5, в зависимости от видов работ, могут быть выполнены в теле силовой планки 4 или смонтированы на ней любым известным способом. Размерные параметры устройства определяются твердостью обрабатываемой поверхности, ее площадью и типом привода (ручным, механическим). Подрессоренные катки 2 огибают неровности обрабатываемой поверхности из-за вертикальных перемещений катков 2 относительно рамы 1, минимизируя необработанные участки.
Предлагаемое заявителем устройство функционирует следующим образом. К раме 1 прикладываются технологические усилия в горизонтальной (тяговое) и вертикальной плоскости (весом конструкции, навесными грузами или гидравликой механического тягача), передающиеся на катки 2, которые свободно и независимо друг от друга катятся по обрабатываемой поверхности гололеда, совершая полезную работу. Вертикальное усилие регулируется любым известным способом (гидравликой - при механической тяге, грузами - при ручном приводе). При качении, режущие элементы 5, под действием вертикального усилия, внедряются в лед, разрушая его.
При плоскопараллельном качении усеченных конусов в направлении перпендикулярном их осям, меньшие диаметры тормозятся и образуют борозды на поверхности гололеда, по которому они катятся, при этом средние диаметры катятся без скольжения, большие диаметры, опережая общее движение, образуют борозды на поверхности гололеда.
В предлагаемом устройстве катки 2, несущие на боковой поверхности силовые планки 4 с режущими элементами 5 при номинальной вертикальной нагрузке во время качения по обрабатываемой поверхности, за счет разности скоростей на разных диаметрах, осуществляют одновременные процессы скалывания и фрезерования в продольном направлении. В средней части катков 2 из-за качения без проскальзывания преобладает процесс скалывания и, для улучшения качества обработки, катки 2 смещаются по осям вращения на 0,1-0,3 их высоты, обращенными большими диаметрами наружу, перекрывая тем самым средние части катков 2. При качении катков 2 боковой поверхностью по горизонтальной плоскости их геометрические оси отклонены от вертикали в сторону малого диаметра, из-за этого большие диаметры в нижней части выходят за габариты рамы 1, что позволяет производить обработку вплотную к зданиям, заборам, бордюрам и пр. При обработке обледенелых поверхностей в первую очередь срезаются выпуклости, тем самым поверхность выравнивается и становится шероховатой, чего, зачастую, достаточно для безопасного движения по ней. При наличии высоких бугров, которые не срезаются за один проход, необходимо выполнить осциллирующие проходы, то есть повторить обработку до достижения нужного результата. При встрече с жестким препятствием подрессоренные катки 2, благодаря эластичной подвеске, перекатываются через него без существенного ущерба для препятствия и режущих элементов 5. При выходе из строя режущих элементов 5 (затупление, поломка) их можно быстро заменить на исправные, сменив силовую планку 4. При изменившихся условиях работы можно поменять весь комплект силовых планок 4 с режущими элементами 5 за короткий период времени персоналом не высокой квалификации.
Совмещение в одном устройстве скалывания и фрезерования позволяет снизить энергозатраты на единицу обрабатываемой площади с соответствующим снижением тяговых усилий, что открывает дорогу к созданию устройств для скалывания гололеда в диапазоне от ручных до механических различной мощности, при максимальном сохранении дорожного покрытия.
Таким образом, на одном устройстве сменой силовых планок 4 с соответствующими режущими элементами 5 можно выполнять очистку поверхностей в широком спектре - удаление льда и снежного наката, очистка полов от застывших маслогрязевых наслоений в производственных помещениях, поверхностное рыхление почвы и т.д. Удаление взрыхленных материалов производится общеизвестными способами (щетки, скребки, метлы и т.д.).
Ввиду относительно небольших усилий для перемещения устройства, в зависимости от масштаба и вида работ, можно использовать мускульную силу человека, лошади, собак, мотоблоки, легковые и грузовые автомобили, тракторы.