ЛОПАТА ДЛЯ РУЧНОЙ УБОРКИ И ОБЛЕГЧЕННОГО СБРОСА СНЕГА В ОТВАЛ

Полезная модель относится к средствам уборки снега, а именно к лопате-движку для ручной уборки и облегченного сброса снега в отвал с ровных поверхностей большой площади дорог, улиц городов, населенных пунктов и других общественных мест. Сущность заявляемого технического решения заключается в том, чтобы человек мог вручную, без использования механических, гидравлических и электрических приводов, а только с помощью системы рычагов, прилагая свой собственный вес, заполнить ковш лопаты, переместить снег к отвалу и выгрузить снег за отвал, не производя дополнительных движений, что позволяет обеспечить своевременную и быструю уборку снега при наименьших затратах ручного труда и численности персонала, и тем самым обеспечить надлежащее содержание в зимних условиях тротуаров, дворов и других общественных мест городов и населенных пунктов.
Широко известны и используются для уборки снега и заброса его на отвалы обычная снеговая лопата, широкая лопата-скрепер или движок для расчистки от снега большой площади [4, 5, 6].
В таких технических решениях человек собирает снег в ковш лопаты (скрепера), но при этом сброс снега представляет собой тяжелую физическую работу, и ведет к большой нагрузке на позвоночник и мышцы человека. Большая трудоемкость работ при уборке снега очевидна. Такой труд требует больших физических усилий, а также выполнения большого количества разнообразных движений тела, рук и ног. Это связано с необходимостью многоразового сбора, подъема и переноса на расстояние на руках большой массы снега, подлежащего уборке. Кроме того, нередко требуется поднимать лопату и отбрасывать снег на сравнительно большое расстояние и высоту для переброса через образовавшуюся в процессе неоднократных уборок насыпь (отвал) по краям очищаемой поверхности. Все вышесказанное делает работы по уборке снега с применением традиционных лопаты и лопаты-скрепера крайне трудоемким, малоэффективным и малопроизводительным. Существует необходимость в усовершенствовании и механизации путем разработки новых уборочных средств.
Известна лопата-скрепер, состоящая из совка (ковша), предназначенного для сбора в него снега, рамы с ручками, за которые уборщик держится и которыми управляет совком, при этом рама шарнирно прикреплена к совку и в середине заанкеровна с целью жесткой фиксации устройства при остановках сбора снега; эта лопата-скрепер предназначена исключительно для сбора снега и сброса его с крыш зданий [1].
Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является лопата-скрепер, состоящая из ковша для сбора снега, соединенной с ковшом рамы с ручками и стопорного устройства [2].
Данное техническое решение (лопата-скрепер) имеет несколько существенных недостатков, в частности, высокая трудоемкость работы с такими лопатами, низкая производительность труда и нелегкий труд уборщика. Эти недостатки обусловлены несовершенной конструкцией стопорного устройства и способом крепления ручки на ковше (стопорное устройство выполнено в виде фигурной защелки, которая ненадежна в работе и часто ломается, а крепление ручки на ковше с помощью подвижного болта в щели также не лучший вариант крепления).
Заявитель (автор) ставил перед собой конкретную задачу, - спроектировать и внедрить в широкую эксплуатацию лопату-движок, отличающуюся низкой трудоемкостью, высокой производительностью уборки, облегченными условиями труда уборщика, позволяющими существенно сократить физические усилия, необходимые при уборке снега, так, например, при передвижении (скольжении) и выгрузке (сбросе) снега в отвал, а также обеспечением ряда удобств в выполнении работ (движения и позы человека имеют менее нагруженный характер, количество совершаемых человеком движений значительно сокращается, обеспечивается равномерное распределение усилий на руки). Отличительной особенностью предлагаемой конструкции лопаты (движка) для ручной уборки снега является то, что в ней реализован оригинальный принцип выгрузки собранного с поверхности снега. Этот положительный технический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков лопаты-движка для ручной уборки и облегченного сброса снега в отвал, выполненной согласно настоящей полезной модели и представленной в нижеследующей формуле полезной модели: «лопата-движок для ручной уборки и облегченного сброса снега в отвал с ровных поверхностей большой площади дорог, улиц городов, населенных пунктов и других общественных мест, состоящая из ковша для сбора снега, соединенной с ковшом рамы и стопорного устройства; ковш изготовлен в виде корыта с боковыми и задней стенками-бортами и плоским дном, на профиле которого имеются продольные выступы по типу саночных полозьев, обеспечивающих легкость перемещения за счет сокращения площади соприкосновения ковша с очищаемой поверхностью и одновременно обеспечивающих механическую прочность ковша, рама состоит, по меньшей мере, из двух продольных ручек и, по меньшей мере, двух поперечных нижней и верхней штанг-коромысел, стопорное устройство представляет собой поворотно-стопорный замок, расположенный на поперечной нижней штанге-коромысле рамы ковша и выполненный в виде трубы, на которой закреплены две скобы-защелки, имеющие возможность поворота вместе с трубой вдоль ее продольной оси, жестко прижимая поперечную нижнюю штангу-коромысло рамы к ковшу, и подпружиненной тяги сброса, подвижно закрепленной к плечу одной из продольных ручек, в рабочем положении приводящей посредством рычага в движение вал поворотно-стопорного замка стопорного устройства, при этом движение тяги сброса вдоль продольной ручки рамы при нажатии на нее за счет сжатия пружины тяги через рычаг переводится во вращательное движение вала замка, в результате чего продольная ручка рамы, зафиксированная на ковше в, по меньшей мере, двух точках при ее осевом креплении к ковшу, а также по верхней кромке задней стенки ковша, заведенная под округлую фаску ковша с диаметром, соответствующим диаметру трубы поворотно-стопорного замка стопорного устройства, может быть разблокирована, причем такая фиксация продольной ручки позволяет обеспечить ее жесткое продольное и поперечное крепление по всей длине задней кромки ковша, исключая большой люфт; ковш изготовлен из оцинкованной стали толщиной 0,8 мм или высокопрочного пластика, причем передняя кромка ковша усилена за счет дополнительной упрочняющей заостренной вставки; на боковых стенках ковша сделаны, по меньшей мере, два соосных отверстия и два соосных отверстия в нижней части продольных ручек с тем же шагом смещения для крепления нижней штанги-коромысла для того, чтобы можно было удобно убирать снег лопатой-движком людям разного роста».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схематически в общем виде лопата-движок, выполненная согласно настоящей полезной модели, на котором показана траектория разблокирования ковша; на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, виды спереди, сверху и сбоку рамы со стопорным устройством; на фиг. 3 - то же, что на фиг. 2, изометрический вид рамы со стопорным устройством; на фиг. 4 - то же, что на фиг. 1, отдельный фотографический вид ковша и различные чертежные проекции ковша с подробными видами отдельных его частей; на фиг. 5 - схематически показаны четыре фазы технологии уборки лопатой-движком на фиг. 1; на фиг. 6 - то же, что на фиг. 1, лопата-движок в собранном виде.
Заявляемая лопата-движок для ручной уборки и облегченного сброса снега в отвал с ровных поверхностей большой площади дорог, улиц городов, населенных пунктов и других общественных мест состоит из ковша 1 для сбора снега, соединяемой с ковшом 1 рамы и стопорного устройства (фиг. 1, 6).
Ковш 1 изготавливается в виде корыта с боковыми стенками-бортами 2, 3, задней стенкой-бортом 4 и плоским дном 5. На профиле плоского дна 5 ковша имеются продольные выступы 6, выполняемые по типу саночных полозьев, которые обеспечивают легкость перемещения за счет сокращения площади соприкосновения ковша 1 с очищаемой поверхностью и одновременно увеличивают механическую прочность ковша 1. Ковш 1 изготавливается из оцинкованной стали толщиной 0,8 мм или высокопрочного пластика, причем передняя кромка ковша усиливается за счет дополнительной упрочняющей заостренной вставки 7 (фиг. 4).
Рама состоит из двух продольных ручек 8, 9 и двух поперечных верхней и нижней штанг-коромысел 10, 11 (рама выполняется разборной для облегчения транспортировки изделия). Стопорное устройство представляет собой поворотно-стопорный замок, при помощи которого ручка лопаты-движка во время уборки предельно жестко соединяется с ковшом и позволяет, сдвигая снег, пользоваться движком, как лопатой обычной конструкции, легко маневрируя и прилагая достаточные усилия для перемещения собранного снега.
Поворотно-стопорный замок располагается на поперечной нижней штанге-коромысле 11 рамы ковша 1 и выполняется в виде трубы 12, на которой закрепляются две скобы-защелки, 13, 14. Скобы-защелки 13, 14 имеют возможность поворота вместе с трубой 12 вдоль ее продольной оси, жестко прижимая поперечную нижнюю штангу-коромысло 11 рамы к ковшу 1. Оригинальность конструкции заключается еще и в том, что ручка 8 ковша 1 снабжается специальной подпружиненной тягой сброса 15, подвижно закрепляемой к плечу одной из продольных ручек 8 и при нажатии на нее, позволяя разблокировать жесткое соединение ручки 8 и ковша 1. В рабочем положении посредством рычага 16 подпружиненная тяга сброса 15 приводит в движение трубу 12 поворотно-стопорного замка стопорного устройства, при этом движение тяги сброса 15 вдоль продольной ручки 8 рамы при нажатии на нее за счет сжатия пружины 17 тяги сброса 15 через рычаг 16 переводится во вращательное движение трубы 12 замка, в результате чего продольная ручка 8 рамы, зафиксированная на ковше 1 в двух точках при ее осевом креплении к ковшу 1, а также по верхней кромке 18 задней стенки 4 ковша 1, заведенная под округлую фаску 19 ковша 1 с диаметром, соответствующим диаметру трубы 12 поворотно-стопорного замка стопорного устройства, может быть разблокирована. Такая фиксация продольной ручки 8 позволяет обеспечить ее жесткое продольное и поперечное крепление по всей длине задней кромки 18 ковша 1, исключая большой люфт (фиг. 2, 3, 4, 6).
Разблокированный ковш 1 может теперь вращаться вдоль оси 20 крепления продольной ручки 8 к ковшу 1. Крепление ручки 8 к ковшу 1 производится через отверстия 21 в боковых стенках 2, 3 ковша 1 через специальные шайбы, которые позволяют ковшу вращаться вокруг оси 20 этого крепления, как показано на фиг. 2. Конструкция и расположение механизма позволяют производить его включение и выключение в доли секунды, что повышает производительность труда.
Для того чтобы подогнать лопату-движок для удобной ее эксплуатации с учетом роста человека, выполняющего уборку снега, на боковых стенках 2, 3 ковша 1 могут быть сделаны не два, а четыре соосных отверстия 21. Отверстия с тем же шагом смещения делаются в нижней части продольных ручек 8, 9 для крепления нижней штанги-коромысла 11.
Полезная модель работает следующим образом.
Технология уборки такой лопатой-движком состоит из четырех фаз (фиг. 5).
1. Сборка снега 22 на ковш 1.
2. Перемещение ковша 1 со снегом 22 на горку отвала 23.
3. Сброс набранного снега с вершины на другую сторону горки отвала.
4. Восстановление жесткости конструкции
Первая фаза - это сбор снега 22 на ковш 1 путем его движения вперед по принципу работы обычной лопаты-движка.
Вторая фаза заключается в закатывании ковша 1 со снегом 22 на горку 23 снежного отвала. Для выполнения этой операции потребуется немного опустить продольную ручку 8 ковша 1 и с силой втолкнуть ковш 1 на горку 23. Учитывая, что при специально подобранной форме продольной ручки 8, при ее опускании плоскость дна 5 ковша 1 станет параллельна плоскости горки 23, затолкнуть ковш 1 со снегом 22 наверх горки 23 не потребует больших усилий. Задняя стенка-борт 4 ковша 1 имеет закругленную форму, что позволяет легко выполнить это движение, не задевая им убираемой поверхности.
В третьей фазе, когда ковш 1 уже находится на вершине горки 23 отвала и его передний конец немного свисает за вершину отвала необходимо нажать на тягу сброса 15. Конструкция при этом потеряет жесткость, и продольная ручка 8 уже не будет жестко связана с ковшом 1. Под весом снега 22 ковш 1 опрокинется вниз, вращаясь вокруг оси 20 крепления продольной ручки 8, и снег 22 сползет с него за горку 23 отвала.
Четвертая фаза заключается в обратном движении и волочении лопаты-движка с горки 23 отвала с отпущенной тягой сброса 15, что поможет ковшу 1 занять прежнее, фиксированное положение, позволяющее проводить дальнейшую сборку снега 22.
Преимущества предлагаемой лопаты-движка по сравнению с известными техническими решениями аналогичного назначения состоят в технологичности и простоте ее конструкции, а также в том, что такой лопатой-движком работать намного удобнее и быстрее, чем другими устройствами, не оснащенными механизмом сброса. Эти преимущества позволяют достаточно быстро освоить выпуск данной лопаты-движка в промышленных объемах.
Технический положительный результат заявляемой полезной модели заключается в упрощении конструкции и повышении удобства эксплуатации, при достаточно высокой производительности труда, за счет более технологичной конструкции. Одновременно разборная конструкция позволяет транспортировать лопату-движок в разобранном компактном виде на значительные расстояния ввиду малого объема упаковки. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».
Источники информации
[1] Описание полезной модели к патенту №154570 «Скребок для уборки снега, грязи, мусора», Е01Н 5/00, заявлено 23.12.2014, опубликовано 27.08.2015.
[2] Японский патент (JP) №9-195237 «Устройство для сброса снега с крыш высотных зданий», Е01Н 5/02., опубликован 1996.
[3] Канадский патент (СА) №1088896 «Locking device for snow shovels», E01H 5/02. опубликован 11.04.1980.
[4] Авторское свидетельство СССР №1772292 «Снегоуборочное устройство», Е01Н 5/09, заявлено 27.12.1990, опубликовано 30.10.1992.
[5] Авторское свидетельство СССР №1523618, «Снегоуборочное устройство», Е01Н 5/00, заявлено 29.02.1988, опубликовано 23.11.1989.
[6] Описание изобретения к патенту №2020102 «Садово-хозяйственная тележка-лопата «Урал-ДГВАТ», В62 В 1/24, заявлено 28.12.1991, опубликовано 30.09.1994.