Машина коммунальная малогабаритная
SMALL-SIZE MUNICIPAL VEHICLE

Изобретение относится к коммунальной технике, а именно к малогабаритным машинам с вакуумной системой уборки пыли и мелких фракций песка, легкого мусора, и может быть использовано в технике пылеуборки и обеспыливания, применяемой для содержания городских площадей, тротуаров и дорог жилых городских массивов и производственных площадей.
Известна машина для уборки дорог по патенту RU №2016956, МПК Е01Н 8/00, опубл. 30.07.1994. Она состоит из шасси, включающего тягач, сцепку с рамой полуприцепа на двухосной тележке и емкости. На тягаче смонтированы насосная установка для гидропривода механизмов машины, насос для подачи воды при ее распылении на очищаемую поверхность, бак с водой и пульт управления механизмами. На раме установлена емкость из двух параллельно расположенных бункеров, соединенных с помощью разъемных герметизаторов с одного торца с входом вентилятора, а с другого - с переключателями потока для присоединения ручного инструмента, со всасывающим трубопроводом и рабочим органом. Кроме того, на раме установлены вентилятор, всасывающий трубопровод, рабочий орган, щетки для забора смета и сопла для распыления воды на очищаемую поверхность. В каждом бункере установлена батарея рукавных фильтров, соединенных через коллектор и герметизатор с вентилятором, смонтирован отражатель потока, выполненный в виде наклонного листа с возможностью изменения угла наклона. В конструкции фильтров предусмотрено встряхивающее устройство для их регенерации. Бункеры оперты на раму шарнирами и соединены с рамой гидроцилиндрами поворота. Боковые поверхности бункеров выполнены шарнирно-сочлененными. Разъемные герметизаторы смонтированы на концах соединяемых трубопроводов. Каждый из рабочих органов содержит по две цилиндрические щетки с гибкими лопастями. Щетки помещены в общий кожух, соединенный через решетку и щелевидный патрубок со всасывающим трубопроводом.
Машина работает следующим образом. При уборке дороги бункеры устанавливают вертикально. Нижние части их боковых поверхностей плотно прилегают к дну и торцовым стенкам бункеров. С помощью гидроцилиндров разъемных герметизаторов обеспечивается герметичное соединение бункеров с всасывающими трубопроводами и вентиляторами. Включают приводы вентиляторов, щеток, рабочих органов, перемещения тягача. Смет лопастями вращающихся навстречу друг другу щеток подается через решетку и щель, откуда по всасывающему трубопроводу попадает в бункеры. Крупные частицы смета осаждаются из замедленного воздушного потока под действием гравитационных сил. Мелкие фракции пыли осаждаются на фильтре. При ударении воздушного потока в отражатель воздух распределяется по всему поперечному сечению бункеров. Скорость его уменьшается, что способствует выпадению на дно не только крупных частиц смета, но и значительной части пылевой его составляющей.
После заполнения бункеров машина перегоняется к месту разгрузки. При разгрузке отсоединяют бункеры от всасывающих трубопроводов и вентиляторов. Для этого гидроцилиндрами разъединяют герметизаторы и наклоняют бункеры в противоположные стороны на угол 50-60°. Нижние части боковых поверхностей поворачиваются, образуя отверстия для выпадения смета под собственным весом. После разгрузки и установки бункеров в исходное вертикальное положение с помощью гидроцилиндров производят герметизацию соединений бункера со всасывающими трубопроводами и вентиляторами посредством разъемных герметизаторов.
Недостатки аналога - машина громоздкая, обладает низкой маневренностью и не может производить пылеуборку на тротуарах, скверах, парках, культурных площадках, имеющих незначительную ширину. Пылеосаждение крупных частиц производится под действием гравитационных сил, действующих на них при однократном изменении скорости потока, а мелкие фракции пыли задерживаются фильтрами. Последние требуют периодического встряхивания, в случае забивания - очистки, что снижает эффективность машины.
Прототипом предлагаемого изобретения является агрегат для уборки дорог по патенту RU №2413048 С2, МПК Е01Н 1/08 (2006.01), опубл. 27.02.2011, бюл. №6.
Агрегат для уборки дорог содержит мусоросборочную камеру, ограниченную аккумулирующим снованием, аспиратор, содержащий всасывающее сопло, расположенное вблизи земли, и фильтрующее устройство. Аспиратор содержит главные и вспомогательные всасывающие средства, расположенные параллельно одни другим и над аккумулирующим основанием. Главные всасывающие средства предназначены для управления всасывающим соплом, а вспомогательные всасывающие средства предназначены для выпуска отфильтрованного воздуха. Мусоросборочная камера содержит разделительный элемент, с помощью которого отделяют турбулентную зону, воздух в которой обладает высоким уровнем турбулентности, от рециркуляционной зоны, воздух в которой обладает низким уровнем турбулентности. Рециркуляционная зона соединена с главными всасывающими средствами, а турбулентная зона соединена со вспомогательными всасывающими средствами.
Агрегат для уборки дорог работает следующим образом. При пуске приводят в действие одновременно главные и вспомогательные всасывающие средства. В камере создается разрежение, благодаря которому через сопло всасывается воздух, твердые отходы. Они проходят через всасывающую трубу и попадают в мусоросборочную камеру. Твердые отходы задерживаются фильтрующим устройством, и они падают в аккумулирующее основание. Всасывающие средства создают поток воздуха, позволяющий поднимать тяжелые твердые отходы. Воздух, выходящий из выпуска и из транспортирующего элемента, попадает в турбулентную зону высокой степени турбулентности и обладает большой кинетической энергией. Этот воздух в основном всасывается с помощью вспомогательных всасывающих средств, фильтруется, проходя сквозь фильтрующий аппарат, и выпускается в окружающую среду.
Фильтрация большей части загрязняющих веществ выполняется фильтром с фильтрующей тканью, а очень мелкие частицы загрязняющих веществ удаляются из воздуха с помощью фильтра тонкой очистки. После мусоросборочной камеры воздух поступает в рециркуляционную зону. В ней он обладает пониженной турбулентностью и энергией также из-за потерь нагрузки. Из-за недостаточности потока воздуха загрязняющие вещества падают в аккумулирующее основание.
Главными всасывающими средствами всасывается воздух, содержащий меньшее количество загрязняющих веществ, проходит через рециркуляционную трубу и подается к выпуску. Здесь воздух выпускается вдоль поверхности земли с высокой скоростью, что обеспечивает возможность удаления пыли. Воздух впоследствии возвращается через всасывающую трубу в камеру.
Недостатки прототипа - главное и вспомогательные средства установлены непосредственно в мусоросборочной камере, что уменьшает ее полезную вместимость. Большая часть загрязняющих веществ улавливается с помощью фильтров с фильтрующей тканью и фильтров тонкой очистки, которые склонны к забиванию и требуют частой очистки. Это снижает производительность агрегата.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение компактности, маневренности, эффективности улавливания частиц и производительности коммунальной машины.
Поставленная перед изобретением техническая задача решается в машине коммунальной малогабаритной, содержащей переднюю и заднюю полурамы, соединенные шарнирно, лотковые щетки, пневмосистему, гидравлический привод, бункер-накопитель, тем, что бункер-накопитель разделен продольными перегородками на три камеры: приемную и две пылеулавливающие с вместимостью каждой последующей меньше предыдущей, снабженные вертикальными отражательной и двумя поперечными перегородками, разделяющими каждую камеру надвое и плотно прилегающими к промежуточной крышке, соединенные между собой выполненными в верхней части продольных перегородок прямоугольными окнами, к нижнему обрезу каждого из которых прикреплен завихритель, горизонтальная часть которого ориентирована от окна к соседней продольной перегородке, а наклонная часть и продольная перегородка образуют воздушный клиновой зазор, поперечное сечение которого меньше поперечного сечения окна. Крышка промежуточная, крышка несущая и ее вертикальные стенки образуют камеру доочистки воздуха, соединенную с пылеулавливающей камерой с помощью окна прямоугольного сечения, выполненного в крышке промежуточной, и с конической вставкой коллектора с помощью круглого окна, выполненного в центре промежуточной крышки.
На Фиг. 1 изображена машина коммунальная малогабаритная, вид сбоку; на Фиг. 2 - камера пылеулавливающая в разрезе; на Фиг. 3 - камера пылеулавливающая в аксонометрии; на Фиг. 4 - схема движения воздушно-пылевого потока (крышка задней стенки снята) в аксонометрии, вид сзади; на Фиг. 5 - то же, вид спереди; Фиг. 6 - то же в ортогональной проекции, вид сзади; на Фиг. 7 - бункер-накопитель в рабочем положении, вид сбоку; на Фиг. 8 - бункер-накопитель в поднятом для разгрузки положении, вид сбоку.
Машина коммунальная малогабаритная состоит из передней полурамы 1 (Фиг. 1), задней полурамы 2, соединенных между собой шарниром 3 с возможностью поворота друг относительно друга и в вертикальной, и в горизонтальной плоскости, ходовой части 4, силовой установки 5, пневмосистемы 6, системы разбрызгивания воды 7, двух - правой и левой - лотковых щеток 8, бункера-накопителя 9, кабины 10, гидропривода 11.
Бункер-накопитель 9 состоит из передней стенки 12 (Фиг. 2, 4, 5), наклонной стенки 13, задней стенки 14, двух боковых стенок 15 и 16, днища 17, крышки промежуточной 18, крышки несущей 19. К крышке 19 с помощью болтов (на Фиг. условно не показаны) установлен коллектор 20, внутри которого помещена крыльчатка 21, коническая вставка 22, закрытые сверху кожухом 23. Ступица 24 крыльчатки 21 соединена с валом 25 гидродвигателя 26, который прикреплен к верхней пластине 27 коллектора 20. В передней стенке 12 выполнено окно 28, куда помещен входной патрубок 29.
Бункер-накопитель 9 разделен продольными перегородками 30 и 31 на три камеры: приемную 32 и пылеулавливающие 33 и 34. Ширина каждой последующей камеры меньше ширины предыдущей. В приемной камере 32 на уровне патрубка 29 вертикально установлена поперечная отражательная перегородка 35, примыкающая к промежуточной крышке 18. Нижняя кромка 36 перегородки 35 загнута вперед на угол меньше 45°.
В пылеулавливающих камерах 33 и 34 на уровне отражательной перегородки 35 установлены вертикально поперечные перегородки 37 и 38, разделяющие камеры 33 и 34 примерно пополам. Перегородки 37 и 38 выполнены длиной, равной  высоты камер 33 и 34, и плотно прилегают к промежуточной крышке 18.
Камеры 32, 33 и 34 выполнены различной вместимости, убывающей по ходу движения воздушно-пылевого потока: вместимость предыдущей камеры больше вместимости последующей.
В перегородке 30 выполнено прямоугольное окно 39, соединяющее приемную 32 и пылеулавливающую 33 камеры. Окно 39 расположено за перегородкой 37. К нижнему обрезу 40 окна 39 прикреплен завихритель 41, горизонтальная часть 42 которого ориентирована от окна 39 к продольной перегородке 31 (Фиг. 6). Наклонная часть 43 завихрителя 41 и продольная перегородка 35 образуют воздушный клиновой зазор 44, поперечное сечение которого меньше поперечного сечения окна 39. Наклонная часть 43 прикреплена с помощью болтов (на Фиг. условно не показаны) к перегородке 31.
В перегородке 31 выполнено прямоугольное окно 45, аналогичное окну 39, которое расположено спереди перегородки 38. Завихритель 46 наклонной частью 47 ориентирован в сторону боковой стенки 15 и прикреплен к ней с помощью болтов (на Фиг. условно не показаны). Между наклонной частью 47 завихрителя 46 и боковой стенкой 15 образован клиновой зазор 48, поперечное сечение которого меньше поперечного сечения окна 45.
В приемной камере 32 параллельно промежуточной крышке 18 в направляющих 49 расположен горизонтально съемный сетчатый фильтр 50. Он упирается в поперечную отражательную перегородку 35. Направляющие 49 приварены к боковой стенке 16 и перегородке 30.
Крышка промежуточная 18 снабжена окном 51 прямоугольного сечения и ребрами жесткости 52. Окно 51 расположено над задней частью пылеулавливающей камеры 34. В крышке несущей 19 выполнено круглое окно 53 диаметром, равным диаметру основания конической вставки 22. По периметру крышки 19 расположены вертикальные стенки 54.
Коллектор 20 состоит из верхней пластины 27, нижней пластины 55, соединенных между собой обечайкой 56. К нижней пластине 55 прикреплена с помощью болтов (на Фиг. условно не показаны) коническая вставка 22. В верхней пластине 27 сделано круглое отверстие 57, диаметр которого больше наружного диаметра крыльчатки 21. Пластины 27 и 55 выполнены переменного радиуса, плавно увеличивающегося по направлению вращения крыльчатки 21. Коллектор 20 снабжен выпускным окном 58 прямоугольного поперечного сечения. Отверстие 57 закрыто крышкой 59 с помощью болтов (на Фиг. условно не показаны). На крышке 59 установлен гидродвигатель 26 привода пневмосистемы 6.
Крыльчатка 21 состоит из ступицы 24, верхнего диска 60, конусной части 61, лопастей 62. Лопасти 62 выполнены в виде криволинейных пластин и расположены вертикально между диском 60 и конусной частью 61. Лопасти 62 имеют переменную высоту, уменьшающуюся от центра к периферии крыльчатки 21.
Бункер-накопитель 9 установлен на задней полураме 2 машины и шарнирно закреплен на рамке 63 (Фиг. 7, 8) сварной конструкции с помощью опор 64. К наклонной стенке 13 приварены кронштейны 65 крепления гидроцилиндров 66 опрокидывания бункера-накопителя 9. Крышка 67 задней стенки 14 с помощью кронштейнов 68 прикреплена к боковым стенкам 15 и 16. Кронштейн 68 выполнен в виде двуплечего рычага и шарнирно соединен с тягой 69. Кронштейн 68 установлен на неподвижной оси 70. Тяга 69 выполнена составной конструкции с возможностью регулирования по длине за счет выдвижения резьбовой части 71 относительно тяги 69. На рамке 63 между опорами 64 установлена емкость для воды (на Фиг. условно не показана) системы разбрызгивания воды 7.
Пневмосистема 6 включает заборную насадку 72, гофрированный гибкий трубопровод 73, входной патрубок 29, муфту-герметизатор 74.
Лотковые щетки 8 установлены на механизме навески 75 с опорными колесами 76.
Система разбрызгивания воды 7 содержит трубопроводы 77, распылители 78, прикрепленные спереди щеток 8, и распылители 79, установленные на задней стенке 14 бункера-накопителя 9.
Крышки 18, 19 и стенки 54 образуют камеру 80 доочистки воздуха.
Сетчатый фильтр 50 установлен с возможностью его выдвижения в направляющих 49 и, в случае необходимости, очистки или замены.
Привод всех рабочих органов машины осуществляется от силовой установки 5, например двигателя внутреннего сгорания.
В конструкции бункера-накопителя 9 способ осаждения частиц мусора, пыли основан на многократном изменении направления и скорости движения воздушно-пылевого потока.
Для повышения эффективности пылеулавливания в бункер-накопитель 9 наливается незначительное количество воды.
Машина коммунальная малогабаритная работает следующим образом.
Включаются система разбрызгивания воды 7, гидродвигатели 11 лотковых щеток 8 и гидродвигатель 26 крыльчатки 21. Лотковые щетки 8, вращаясь в противоположном друг к другу направлении, подают смет к расположенной за щетками 8 заборной насадке 72. Крыльчатка 21, вращаясь от гидродвигателя 26 в коллекторе 20 с большой угловой скоростью, за счет криволинейных лопастей 62, имеющих переменную высоту, создает в конической вставке 22 разрежение воздуха. Воздушное пространство конической вставки 22 соединено с помощью окон 53 крышки несущей 19 и 51 крышки промежуточной 18 с пространством камер пылеулавливающих 34, 33, приемной 32 и входного патрубка 29. Заборная насадка 72 за счет разрежения засасывает смет, и воздушно-пылевой поток по гофрированному трубопроводу 73 и входному патрубку 29 с большой скоростью поступает в приемную камеру 32 бункера-накопителя 9. При поступлении в камеру 32 скорость потока изменяется и резко снижается. Крупные частицы смета, ударившись в поперечную отражательную перегородку 35, падают на днище 17 под действием силы тяжести. Загнутая нижняя кромка 36 перегородки 35 способствует завихрению поступающего воздушно-пылевого потока. Поток огибает снизу перегородку 35 и, пройдя сетчатый фильтр 50, проходит в окно 39. Легковесные частицы смета - листья, бумага и т.п.- удерживаются фильтром 50 и остаются в приемной камере 32. При прохождении клинового зазора 44, образованного наклонной частью 43 завихрителя 41 и продольной перегородкой 31, из-за меньшего его поперечного сечения в сравнении с сечением окна 39 скорость воздушно-пылевого потока повышается. Более тяжелые частицы ударяются о наклонную стенку 13 и скатываются на днище 17. Легкие частицы, отражаясь от наклонной стенки 13, в потоке огибают снизу перегородку 37, изменяя и траекторию движения, и скорость. Часть частиц, ударяясь о перегородку 37, падает на днище 17. Поток устремляется в прямоугольное окно 45 и, изменив направление движения, проходит клиновой зазор 48, образованный наклонной частью завихрителя 46 и боковой стенкой 15. Скорость потока при этом повышается. После зазора скорость потока снижается, а направление его движения изменяется: он огибает снизу перегородку 38 и покидает пылеулавливающую камеру 34 через окно 51 промежуточной крышки 18 и попадает в камеру доочистки воздуха 80 с уменьшением скорости и изменением ее направления.
Повышение скорости потока при проходе клиновых зазоров 44, 48 за счет уменьшения площади поперечного сечения и последующее снижение скорости за перегородками в пылеулавливающих камерах 33 и 34 способствует осаждению пыли на наклонной стенке 13 и днище 17.
При прохождении приемной 32 и пылеулавливающих 33 и 34 камер воздушно-пылевой поток огибает отражательную 35 и поперечные 37 и 38 перегородки снизу. К силам инерции, возникающим в частицах при криволинейном движении и направленным вниз, добавляются сонаправленные силы тяжести частиц, повышающие эффективность пылеулавливания.
Система разбрызгивания 7, подавая воду к распылителям 78 и 79 под давлением, создает водный занавес перед боковыми щетками 8 и в бункере-накопителе 9, который «связывает» и улавливает образующуюся при работе щеток 8 и поступившую в приемную 32 и пылеулавливающие 33 и 34 камеры мелкодисперсную пыль.
Многократное изменение направления и скорости движения воздушно-пылевого потока при прохождении им всех камер бункера-накопителя с перегородками приводит к интенсивному улавливанию пыли и повышению эффективности машины.
Перед разгрузкой бункера-накопителя 9 гофрированный гибкий трубопровод 73 разъединяется с входным патрубком 29, для чего муфта-герметизатор 74 смещается вдоль патрубка 29 вниз.
Выгрузка смета, пыли из бункера-накопителя 9 производится с помощью гидроцилиндров 66. Выдвижением штоков гидроцилиндров 66 бункер-накопитель 9 поворачивается относительно опор 64 и принимает наклонное положение (Фиг. 7, 8). Тяга 69, шарнирно закрепленная к рамке 63, удерживает кронштейн 68 с закрепленной на нем крышкой 67 задней стенки 14. Кронштейн 68, вращаясь относительно оси 70, поворачивает крышку 67 задней стенки 14, открывая бункер-накопитель 9 для разгрузки.
Шарнирное соединение передней 1 и задней 2 полурам позволяет машине огибать препятствия с минимальным радиусом поворота, что существенно повышает маневренность машины и ее производительность.
Машина коммунальная малогабаритная позволит значительно повысить эффективность уборки территорий общественного пользования жилых городских массивов и производственных площадей.