Машина для демонтажа дымовых труб
CHIMNEY DISMANTLING MACHINE

Область техники.
Техническое решение относится к области работ по сносу сооружений, а именно, к демонтажу дымовых труб.
Предшествующий уровень техники.
Известно устройство для демонтажа кладки дымохода (патент EP0369938, 23.05.1990, МПК E04G 23/08), которое устанавливается на дымоходе. Устройство состоит из двух частей, одна из которых расположена, по крайней мере, приблизительно над другой частью, которая может быть соединена с дымоходом и содержит, например восемь стержней, анкерно закрепляемых к дымоходу. Подъемный механизм производит относительное движение между двумя частями и в то же время приводит к тому, что одна часть удерживается другой. Кабина, удерживаемая верхней частью, крепится сбоку к стене подлежащего сносу дымохода на заданном расстоянии L от его верхнего края так, чтобы из кабины, можно снести кусок дымохода длиной X меньше L от верхнего конца дымохода вниз. Затем приводится в действие подъемный механизм, чтобы произвести разделительное движение нижней части относительно верхней части и, таким образом, переместить нижнюю часть в точку дымохода, которая еще не разрушена, где он крепится. Наконец, анкерное крепление кабины снимается со стены, и затем приводится в действие подъемный механизм, чтобы сблизить две части устройства.
Недостатком указанного аналога является громоздкость конструкции, целиком охватывающая дымоход. Другим недостатком является сложность и трудоемкость крепления устройства к дымоходу на каждой точке установки устройства на дымоходе, связанная с необходимостью анкерного крепления каждого из многочисленных стержней устройства (приводится пример восьми стержней).
Раскрытие заявляемого технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является уменьшение габаритов устройства и упрощение передвижения устройства по дымовой трубе при выполнении ее демонтажа.
При этом, как и в аналоге, обеспечивается механизация демонтажа дымовой трубы, позволяющая ее демонтировать гораздо быстрее, чем вручную. Работы проводятся без канатного доступа, что обеспечивает безопасность работ в любое время года при подходящих погодных условиях.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является возможность размещения машины на одной стенке дымовой трубы без охвата всей трубы. Это позволяет даже для труб большого диаметра в несколько метров иметь компактную машину для демонтажа трубы.
Другим техническим результатом является увеличение скорости и снижение трудоемкости перестановки машины между точками ее остановки для демонтажа участка трубы.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что машина для демонтажа дымовых труб имеет пространственную опорную конструкцию, включающую:
- первую и вторую рамки, имеющие в сущности П-образную форму, расположенные напротив друг друга и выполненные с возможностью их установки на обрез стенки ствола дымовой трубы,
- центральную стойку, соединяющую упомянутые рамки сбоку с одной стороны,
- вставку соединяющую упомянутые рамки с другой стороны.
При этом каждая рамка снабжена внутренним упором, выполненным с возможностью ее прижатия к стенке демонтируемой трубы. На центральной стойке с возможностью отклоняться от первой рамки наружу опорной конструкции закреплена стрела, снабженная лебедкой, а на соединенных с лебедкой тросах к стреле подвешена станина, на которой закреплен гидромолот. На опорной конструкции закреплены гидроцилиндр перемещения и цепь, выполненные с возможностью охватывать через верхний край стенку дымовой трубы и перемещать машину вдоль этой стенки.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленных технических результатов.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
Каждая рамка предпочтительно представляет собой четыре стойки, соединенные в верхней части плоской фермой. При этом внизу стойки соединены попарно с образованием в средней части свободного пространства для размещения рамки на обрезе стенки трубы. Вторая рамка желательно снабжена между средними стойками регулируемым верхним упором. Внутренний упор может быть выполнен с возможностью движения в поперечном направлении вдоль фермы рамки со стороны центральной стойки и фиксации в произвольном
положении. При этом каждую рамку целесообразно дополнительно снабжать нижним упором, выполненным с возможностью движения в поперечном направлении вдоль нижней части рамки со стороны центральной стойки и фиксации в произвольном положении.
Центральная стойка может соединять упомянутые рамки в верхней части на некотором расстоянии друг от друга, причем с той же стороны в нижней части рамки соединены центральной площадкой, а между центральной площадкой и центральной стойкой на рамках закреплены перекладины, образующие лестницу. Вставка при этом может соединять упомянутые рамки в верхней части на расстоянии друг от друга, большем, чем расстояние между рамками в месте их соединения центральной стойки. При этом рамки располагаются под углом друг к другу. Рамки в нижней части со стороны вставки желательно соединены наружной площадкой. Стрела при этом закреплена у первой рамки и может опираться на горизонтальную штангу, закрепленную к рамкам и выступающую сбоку со стороны первой рамки за пределы опорной конструкции. Машина предпочтительно снабжена гидроцилиндром привода стрелы, один конец которого закреплен на стреле, а другой — на второй рамке. Под областью движения станины желательно размещать выносную площадку.
Станина может быть снабжена также скобой с гидроцилиндрами, выполненными с возможностью прижатия гидромолота к стенке дымовой трубы.
Пространственная опорная конструкция может быть снабжена направляющей рамкой гидромолота. При этом станина выполнена с возможностью прижатия гидромолота к стенке дымовой трубы гидроцилиндрами станины, соединенными с направляющей рамкой гидромолота.
Ко второй рамке с наружной стороны опорной конструкции целесообразно закреплять маслостанцию, обеспечивающую работоспособность упомянутых гидравлических элементов машины.
В верхней части первой рамки со стороны вставки может быть закреплен кран-укосина.
Корпус гидроцилиндра перемещения желательно закреплен к нижней части первой рамки со стороны вставки, а его шток соединен цепью с нижней частью первой рамки со стороны центральной стойки.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технических результатов.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана схема сборки машины для демонтажа труб, на фиг. 2, 3, 4 - вид машины, установленной на обрез трубы.
Осуществление технического решения.
Машина для демонтажа дымовых труб имеет пространственную опорную конструкцию, включающую (фиг. 1-4):
- первую (1) и вторую (2) рамки, имеющие в сущности плоскую П-образную форму и выполненные с возможностью их установки на обрез стенки ствола дымовой трубы. При этом рамки расположены напротив друг друга;
- центральную стойку (3), соединяющую рамки (1, 2) сбоку в верхней части с одной стороны на некотором расстоянии друг от друга;
- центральную площадку (4), соединяющую рамки (1, 2) в нижней части со стороны центральной стойки (3);
- перекладины (5), соединяющие стороны рамок (1, 2) сбоку под центральной стойкой (3). Перекладины образуют лестницу, с помощью которой оператор может спуститься с верхней части рамок на центральную площадку и затем подняться обратно;
- вставку (6), соединяющую рамки (1, 2) на некотором расстоянии друг от друга в верхней части с другой стороны (со стороны, противоположной центральной стойке (3)). Вставка соединяет стороны рамок на большем расстоянии друг от друга, чем центральная стойка так, что рамки располагаются под углом друг к другу. Вставка представляет собой жесткую пространственную конструкцию;
- наружную площадку (7), соединяющую рамки (1, 2) в нижней части со стороны вставки (6);
- ограждение (8), соединяющее стороны рамок (1, 2) сбоку под вставкой (6).
Ограждение представляет собой стойки с поперечинами. Ограждение придает жесткость опорной конструкции и обеспечивает безопасность оператора при его нахождении на наружной площадке (7).
Каждая рамка (1, 2) представляет собой 4 стойки, соединенные в верхней части плоской фермой. Внизу стойки соединены попарно с образованием в средней части свободного пространства для размещения рамки на обрезе трубы.
Вторая рамка (2) снабжена между средними стойками регулируемым верхним упором (9), который предназначен для выравнивания положения машины при размещении рамок на обрезе трубы, имеющем уклон в сторону второй рамки.
Для прижатия опорной конструкции к стенкам демонтируемой трубы каждая рамка (1, 2) снабжена нижним упором (10) и внутренним упором (11), выполненными с возможностью движения вдоль рамки в поперечном направлении и фиксации в произвольном положении. Нижний упор (10) выполнен в виде отрезка прямоугольного профиля, который может перемещаться вдоль желоба (12), закрепленного снаружи опорной конструкции к нижнему горизонтальному соединению стоек рамки со стороны центральной стойки. Нижний упор (10) фиксируется к желобу (12) с помощью хомутов. Внутренний упор (11) представляет собой плоскую раму, которая с помощью хомутов может фиксироваться на ферме в верхней части рамки (1 или 2).
На центральной стойке у первой рамки (1) закреплена стрела (13) с электрической лебедкой (14). Стрела (13) закреплена с возможностью отклоняться от первой рамки (1) наружу опорной конструкции. Со стороны вставки (6) на рамках (1, 2) в верхней части размещена горизонтальная штанга (15), которая выступает за пределы опорной конструкции со стороны первой рамки (1). Штанга (15) предназначена для поддерживания стрелы (13) при ее повороте во время использования машины. Штанга (15) закреплена к элементам ферм рамок (1, 2). Место крепления штанги к рамкам может изменяться в зависимости от геометрии демонтируемой трубы. Положение (угол поворота) стрелы (13) задается ее гидроцилиндром (16), шток которого закреплен на верхней перекладине стрелы, а корпус — на верхней перекладине второй рамки (2).
К опорной стреле (13) на тросах, движимых лебедкой (14), подвешена станина (17). На станине опорными шпильками закреплен гидромолот (18) с энергией удара от 100 до 1700 Дж. На станине также закреплена скоба (19) с гидроцилиндрами, предназначенными для прижатия гидромолота к поверхности трубы во время дробления демонтируемой трубы. Для обеспечения возможности вырезания демонтируемой трубы блоками вместо скобы на станине машина может быть снабжена направляющей рамкой гидромолота, закрепленной к опорной конструкции, в частности, к первой рамке. При этом станина выполнена с возможностью прижатия к направляющей рамке гидроцилиндрами, корпус которых закреплен к станине, а шток съемно закреплен к направляющей рамке с возможностью скольжения вдоль этой рамки. Под областью движения станины (17) размещена выносная площадка (20), одной стороной закрепленная снизу к первой рамке (1), а другой стороной подвешенная на тросах (не показаны) к штанге (15).
Для обеспечения функционирования гидромолота и гидроцилиндров машина снабжена стационарной маслостанцией (21), закрепленной снаружи второй рамки (2). Маслостанция содержит масляный насосный агрегат, приводимый в движение от электродвигателя, и распределительное устройство. Панель управления доступна оператору с наружной площадки и снабжена рычагами управления гидромолотом и гидроцилиндрами.
В верхней части первой рамки (1) со стороны вставки (6) закреплен кран-укосина (22), предназначенный для спуска демонтированных с дымовой трубы металлоконструкций (например, площадок), а также для других грузоподъемных работ.
Для перемещения машины вдоль среза трубы предназначены гидроцилиндр перемещения (23) и цепь (не показана). Гидроцилиндр перемещения (23) закреплен корпусом к нижней части первой рамки (1) со стороны вставки (6). Шток этого гидроцилиндра соединен цепью с нижней частью первой рамки (1) со стороны центральной стойки (3).
Описание работы.
Для демонтажа дымовой трубы (30) машину размещают сверху на обрез трубы. При этом центральная стойка (3) и центральная площадка (4) размещаются внутри трубы, а вставка (6) и наружная площадка (7) размещаются снаружи трубы. Цепь, соединенная с гидроцилиндром перемещения (23), оказывается перекинутой через обрез стенки трубы.
Оператор машины размещается на наружной площадке. Один помощник оператора размещается также на наружной площадке, а другой помощник – на центральной площадке. При этом помощниками оператора являются вспомогательный рабочий и сварщик.
Первым проходом по окружности (по периметру) трубы формируется рабочий уклон среза трубы. Этот уклон предпочтительно делается таким, чтобы перепад высоты стенки трубы на одну длину окружности трубы (в общем случае на длину периметра трубы) соответствовал бы высоте рабочей зоны машины, то есть высоте, на которую может опускаться гидромолот от стрелы. Высота рабочей зоны машины в общем случае соответствует высоте стрелы над поверхностью выносной площадки (предпочтительно около 2 м).
После того, как рабочий уклон сформирован, настраивают положение внутренних упоров (11) и нижних упоров (10), с одной стороны, достаточно плотно прижимающих рамки к стенкам трубы, чтобы не было наклона площадок в
радиальной плоскости. С другой стороны, упоры (10, 11) должны обеспечивать достаточный зазор к стенкам трубы, чтобы иметь возможность перемещения машины вдоль среза трубы без необходимости каждый раз для этого двигать (отпускать) упоры. Положение нижних и внутренних упоров настраивает помощник оператора, находящийся на центральной площадке. Дополнительно настраивают положение регулируемого верхнего упора (9) так, чтобы машина имела горизонтальное положение площадок и, соответственно, вертикальное положение рамок. Положения упоров (10, 11) изменяют при достижении машиной участка трубы с большей толщиной стенки.
Затем производят поэтапное дробление стенки ствола дымовой трубы.
Демонтаж ствола дымовой трубы возможен как дроблением, так и блоками, которые сталкивают во внутреннюю часть ствола дымовой трубы.
На каждом этапе разрушают участок трубы, высота которого предпочтительно соответствует высоте рабочей зоны, а ширина соответствует величине допустимого горизонтального перемещения стрелы (предпочтительно около 1 м). После разрушения трубы в одной позиции машины ее перемещают на следующую позицию с помощью гидроцилиндра перемещения (23) и цепи. Для этого, выдвинув шток гидроцилиндра перемещения, размещают цепь на обрезе трубы ближе ко второй рамке (2). Затем задвигают шток гидроцилиндра (23). Это приводит к приподниманию машины и ее продвижению вдоль обреза трубы в сторону второй рамки (2).
Для разрушения дымовой трубы в заданной позиции машины скобу размещают так, чтобы она охватывала сбоку участок дымовой трубы. При этом оператор управляет положением стрелы (с помощью гидроцилиндра стрелы), устанавливая горизонтальную позицию станины со скобой и гидромолотом. Управляя лебедкой, оператор устанавливает вертикальную позицию станины (в верхней или нижней позиции рабочей зоны).
Затем, управляя гидроцилиндрами на станине, прижимают гидромолот к стенке трубы. После этого оператор включает гидромолот, который разрушает бетонное (каменное) тело дымовой трубы. Перемещая станину с гидромолотом по вертикали и повторяя операции прижатия гидромолота к трубе и его активации, разрушают бетонное (каменное) тело трубы по всей высоте рабочей зоны. Помощник оператора отбойным молотком при необходимости корректирует результат работы гидромолота. Сварщик с помощью электродуговой сварки срезает металлическую арматуру бетонного тела дымовой трубы. Применение
электродуговой сварки является предпочтительным для целей обеспечения безопасности, так как не требует наличия на рабочем участке газовых и кислородных баллонов. Сварщик также демонтирует закрепленные на трубе металлоконструкции, которые с помощью крана-укосины опускают вниз.
Для вырезания блоков дымовой трубы используют направляющую рамку гидромолота вместо скобы. При этом гидроцилиндры станины соединяют с направляющей рамкой гидромолота и прижимают станину с гидромолотом этими гидроцилиндрами к дымовой трубе. Далее, включив гидромолот и управляя стрелой и лебедкой, продвигают гидромолот по периметру блока дымовой трубы, который следует вырезать. После разрушения бетонного (каменного) тела трубы по периметру вырезаемого блока трубы помощник оператора с отбойным молотком при необходимости корректирует результат работы гидромолота. Сварщик с помощью электродуговой сварки срезает металлическую арматуру, удерживающую вырезаемый блок демонтируемой трубы, после чего вырезанный блок сталкивают во внутреннюю часть ствола дымовой трубы.
При формировании рабочего уклона среза трубы за первый проход машины по окружности (по периметру) трубы разрушение трубы осуществляют как описано выше, но это разрушение на каждом этапе производят не на всю высоту рабочей зоны, а на высоту, постепенно увеличивающуюся от нуля в начальной точке движения машины до высоты рабочей зоны в конце первого витка вдоль среза трубы. После прохода первого витка далее машина продвигается по винтовой траектории до основания трубы.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом промышленном предприятии и найдет широкое применение в области демонтажа дымовых труб.