УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ СНЕГА

Полезная модель относится к оборудованию для прессования снега в брикеты, используемые с целью повышения плотности снега, вывозимого транспортом в процессе уборки снега в городах, а также используемые при строительстве зимних автодорог и аэродромов, снегозадерживающих стен и прочих сооружений из снега.
Известны различные конструкции снегоуплотнительных камер прямоугольного или круглого сечения, в которых снег уплотняется поршнем в камере. Например, известное устройство для уплотнения снега содержит корпус, загрузочное окно, приводной поршень, который проталкивает порцию загруженного в камеру снега через разгрузочное окно, сечение которого выполнено сужающимся при помощи стенок конусовидного или пирамидального профиля (см. патент РФ №34143, МПК Е01Н 5/04, опубл. 27.11.2003).
Аналогичное устройство для уплотнения снега к снегоуборочной машине также уплотняет снег за счет продавливания его через сужающиеся образующие разгрузочного окна. Указанное устройство снабжено механизмом регулировки сечения выходного отверстия (см. патент РФ №60539, МПК Е01Н 5/00, опубл. 27.01.2007).
Недостатками перечисленных устройств для уплотнения снега является недостаточная степень уплотнения снега, получаемая вследствие экструдирования снежной массы через сужающиеся стенки разгрузочного окна.
Известна и конструкция уплотнительной камеры с поршнем, вращающимся внутри камеры по мере уплотнения снега (см. патент РФ №37731, МПК Е01Н 4/00,опубл. 10.05.2004).
Известно устройство для уплотнения и погрузки снега, принятое в качестве прототипа, которое содержит бункер с загрузочным окном, в нижней части которого размещены прессовальные камеры с прессовальными механизмами, состоящими из плунжеров, соединенных со своими приводами перемещения. При этом плунжеры выполнены таким образом, что в процессе прессования снега верхней гранью они закрывают загрузочное отверстие. При этом прессовальные камеры образованы стенками цилиндра и рабочими поверхностями плунжера и заслонки в форме полусферы (см. патент РФ №55793, МПК Е01Н 4/00, опубл. 27.08.2006 г.).
Снегоуплотнительные устройства, в которых снег прессуется поршнем в камере, в том числе и указанный прототип, позволяют брикетировать снег, например, с целью повышения плотности убранного снега, вывозимого с автомобильных дорог грузовым транспортом, однако они обладают недостаточно эффективными рабочими параметрами - высокими значением усилия, малой скоростью прессования и недостаточно высокой конечной плотностью снега в брикете.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение уплотняющей нагрузки на поршне, увеличение скорости прессования снега и достижении большей конечной плотности снега в брикете.
Достижение поставленной технической задачи становится возможным благодаря тому, что в устройстве для уплотнения снега, содержащем объемный корпус, образованный верхней, нижней и боковыми стенками, расположенный над корпусом бункер, закрывающиеся затворами загрузочное и разгрузочное окна, привод, размещенный соосно относительно перемещаемого им внутри корпуса уплотнительного поршня, согласно полезной модели в стенках корпуса выполнены газопроницаемые мембранные зоны, сообщающие рабочую полость корпуса с атмосферой, при этом мембранные зоны объединены бандажом, соединенным с магистралью вакуумного насоса.
Решение поставленной технической задачи достигается также благодаря тому, что поршень выполнен удлиненным с возможностью блокирования газопроницаемости мембранных зон, перекрываемых поршнем по мере его движения.
На решение поставленной технической задачи направлено также то, что привод уплотнительного поршня выполнен либо пневматическим, либо гидравлическим, либо механическим (винтовым).
Решение поставленной технической задачи достигается вследствие того, что газопроницаемые мембранные зоны, выполненные в стенках корпуса устройства, позволяют в процессе прессования отводить свободную газовую фазу из снега за пределы рабочей зоны корпуса, что уменьшает упругие свойства снега и приводит к снижению уплотняющей нагрузки, а также уменьшает пористость снежной массы, что приводит к достижению большей конечной плотности. Кроме того, принудительное отведение газовой фазы через газопроницаемые мембранные окна позволяет интенсифицировать уменьшение объема снега и, следовательно, увеличить скорость прессования снега.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически показан общий вид устройства для уплотнения снега; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.
Устройство для уплотнения снега представляет собой объемный корпус 1, образованный верхней, нижней и боковыми стенками 2, 3 и 4, соответственно, в верхней части которого выполнено загрузочное окно 5, затворяемое шиберным затвором 6, которое соединено с бункером 7. Внутри корпуса 1 расположен поршень 8, соединенный с приводным органом 9, расположенным соосно корпусу 1. На месте задней стенки корпуса 1, выполнено разгрузочное окно 10, расположенное оппозитно поршню 8, затворяемое затвором 11. В стенках 2, 3 и 4 корпуса 1 размещены газопроницаемые мембранные зоны 12, выполненные, например, в виде множества отверстий или закрытых сетками окон. В целях принудительного удаления газовой фазы из снега газопроницаемые мембранные зоны 12 объединены закрепленным к корпусу бандажом 13, к выходному отверстию которого подключена магистраль 14 вакуумного насоса 15. В свою очередь, поршень 8 выполнен удлиненным с возможностью блокирования газопроницаемости мембранных зон 12, перекрываемых поршнем 8 по мере его перемещения приводным органом 9, который может быть выполнен либо гидравлическим, либо пневматическим, либо механическим (винтовым).
Устройство работает следующим образом.
Снег, не содержащий негабаритные частицы, из бункера 7 через загрузочное окно 5 при открытом шиберном затворе 6 подается в корпус 1 устройства. При этом поршень 8 находится в начальном положении, а разгрузочное окно 10 закрыто затвором 11. После заполнения камеры снегом шиберный затвор 6 закрывает загрузочное окно 5, и поршень 8 подается вперед приводным органом 9. Во время уплотнения снега, содержащаяся в нем газовая фаза под механическим давлением поршня 8 может свободно покидать зону уплотнения через газопроницаемые мембранные зоны 12, выполненные в стенках 2, 3 и 4 корпуса 1. Это позволяет уменьшить упругое сопротивление снега и, следовательно, снизить требуемое усилие на поршне 8. В то же время, одновременно с началом движения поршня 8 может включаться вакуумный насос 15, и, в этом случае, через объединенные бандажом 13 газопроницаемые мембранные зоны 12 посредством магистралей 14 может производиться принудительный отсос газовой фазы из уплотняемого снега, что позволяет повысить скорость прессования и достигнуть большей конечной плотности снега в брикете. Во избежание холостого откачивания газовой фазы по мере движения поршня 8 его стенки блокируют мембранные зоны 12, перекрываемые поршнем 8 при его движении и не контактирующие непосредственно со снегом. После достижения желаемой степени уплотнения снега вакуумный насос 15 выключается, затвор 11 открывает разгрузочное окно 10, и продолжающий движение поршень 8 выталкивает готовый снежный брикет из корпуса 1. Далее у приводного органа 9 включается реверс, поршень 8 отводится в начальное положение, затвор 11 закрывает разгрузочное окно 10, а затвор 6 открывает загрузочное окно 5, и процесс повторяется.
Таким образом, полезная модель позволяет при операциях по прессованию снега снизить уплотняющую нагрузку на поршне, увеличить скорость прессования снега и достигнуть большей конечной плотности снега в брикете.