Устройство для удаления снежно-ледяного наката с дорожных покрытий
Владельцы патента RU 2649342:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к оборудованию для очистки от снега и гололедных образований на дорогах, подъездных путях аэродромов и может быть использовано при строительстве и эксплуатации снежно-ледовых зимних дорог, при обустройстве нефтяных и газовых месторождений, строительстве, эксплуатации и ремонте подъездных путей вдоль трасс трубопроводного транспорта, а также для разработки мерзлых грунтов. Устройство для удаления снежно-ледяного наката с дорожных покрытий содержит смонтированные на вращающейся платформе скалывающие конусные диски с режущей кромкой, установленные под углом к обрабатываемому покрытию с возможностью его разрушения при перемещении устройства и удаления разрушенных образований. Устройство выполнено в виде рабочего органа роторного типа, ведомый вал которого соединен с диском ротора. Скалывающие конусные диски расположены консольно по отношению к диску ротора и установлены в размещенных по его периметру корпусах в разных уровнях по высоте ротора, как под его диском, так и над ним, и с разным удалением от центральной оси ротора. При этом большее основание скалывающих конусных дисков расположено под рациональным задним углом к линиям резания, образуемым параллельно обрабатываемой поверхности. Скалывающие конусные диски установлены в соответствующих им корпусах попарно и диаметрально противоположно. Режущая кромка каждого последующего конусного диска смещена по высоте ротора с уменьшением диаметра перекатывания режущей кромки по линиям глубины резания с возможностью обеспечения полублокированной схемы резания, а также удаления сколотых образований с помощью выполненных на упомянутых корпусах отражающих элементов, расположенных над поверхностью скалывающих конусных дисков. Технический результат изобретения заключается в снижении энергоемкости процесса разрушения снежно-ледовых образований и повышении производительности снегоуборочных машин. 3 ил.
Изобретение относится к оборудованию для очистки от снега и гололедных образований на дорогах, подъездных путях аэродромов и может быть использовано при строительстве и эксплуатации снежно-ледовых зимних дорог, предназначенных для доставки грузов в Северные регионы страны, при обустройстве нефтяных и газовых месторождений, строительстве, эксплуатации и ремонте подъездных путей вдоль трасс трубопроводного транспорта, а также для разработки мерзлых грунтов.
Известен рабочий орган для очистки дорожных покрытий ото льда, содержащий корпус, установленный с возможностью вращения относительно вертикальной оси, дисковые бегуны, насаженные на оси, закрепленные горизонтально на корпусе и подпружиненные относительно него, и цилиндрические щетки, горизонтальные оси которых закреплены между осями бегунов (Авторское свидетельство СССР №1025781, дата приоритета 24.03.1982, дата публикации 30.06.1983, авторы: Зауралов Л.И. и др.).
Известен рабочий орган для удаления льда и уплотненного снега с дорожных покрытий, содержащий корпус и приводной вал с режущими элементами в виде отдельных секторов с поверхностью параболического гиперболоида, переходящего нижней частью в круговую поверхность, параллельную плоскости дороги (Патент РФ №2398928 С1, дата приоритета 24.06.2009, дата публикации 10.09.2010, авторы: Мальцев В.А. и др., RU).
Недостатком указанных известных рабочих органов для удаления снежно-ледовых образований с дорожных покрытий является то, что разрушение обледенения происходит на всю толщину льда, что свидетельствует о высокой энергоемкости процесса.
Известно также устройство для скалывания льда и уплотненного снега, содержащее рабочие органы, установленные на осях, расположенных в поперечных вертикальных плоскостях под углом к горизонтали, каждый из которых содержит, по меньшей мере, один режущий элемент, расположенный под углом к плоскости вращения рабочего органа (Патент РФ №2100524 С1, дата приоритета 26.12.1991, дата публикации 27.12.1997, автор Погорельский С.В., UA).
Недостатком известного аналога также является высокая энергоемкость процесса разрушения льда, так как режущие элементы работают в блокированном режиме.
В качестве прототипа принято устройство для очистки дорожных покрытий от льда и уплотненного снега, содержащее скалывающие диски с режущей кромкой, установленные под углом к обрабатываемому покрытию на осях, которые закреплены на вращающейся платформе, имеющей вытяжку для удаления выкрошенного льда (Авторское свидетельство СССР №1761856 А1, дата приоритета 03.10.1989, дата публикации 15.09.1992, автор Погорельский С.В., прототип).
Недостатками прототипа являются: во-первых, высокая энергоемкость и низкая эффективность скалывания льда и уплотненного снега из-за возникающих напряжений сжатия, приводящих к уплотнению снежно-ледовых образований всей поверхностью переднего диска при указанном наклоне оси и движении вращающейся платформы в этом направлении, при этом для поворота оси на 180° необходимо затратить дополнительную энергию; во-вторых, конструктивная сложность, обусловленная созданием вертикальной вытяжки для удаления продуктов разрушения снежно-ледовых образований через центральную часть вращающейся платформы.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание эффективного устройства для удаления льда и уплотненного снега с дорожных покрытий в виде рабочего органа роторного типа с конусными режущими дисками, расположенными с возможностью обеспечения полублокированной схемы резания для снижения энергоемкости процесса разрушения снежно-ледовых образований и повышения производительности снегоуборочных машин, а также с возможностью удаления продуктов разрушения снежно-ледовых образований из забоя с наименьшими энергетическими затратами.
Для решения технической проблемы предложено устройство для удаления снежно-ледяного наката с дорожных покрытий, содержащее смонтированные на вращающейся платформе скалывающие конусные диски с режущей кромкой, установленные под углом к обрабатываемому покрытию с возможностью его разрушения при перемещении устройства и удаления разрушенных образований. Согласно изобретению новым является то, что устройство выполнено в виде рабочего органа роторного типа, ведомый вал которого соединен с диском ротора, а скалывающие конусные диски расположены консольно по отношению к диску ротора и установлены в размещенных по его периметру корпусах в разных уровнях по высоте ротора, как под его диском, так и над ним, и с разным удалением от центральной оси ротора, причем большее основание скалывающих конусных дисков расположено под рациональным задним углом к линиям резания, образуемым параллельно обрабатываемой поверхности, при этом скалывающие конусные диски установлены в соответствующих им корпусах попарно и диаметрально противоположно, причем режущая кромка каждого последующего конусного диска смещена по высоте ротора с уменьшением диаметра перекатывания режущей кромки по линиям глубины резания с возможностью обеспечения полублокированной схемы резания, а также удаления сколотых образований с помощью выполненных на упомянутых корпусах отражающих элементов, расположенных над поверхностью скалывающих конусных дисков.
На фиг. 1 схематично показано устройство для удаления снежно-ледяного наката с дорожных покрытий, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 приведена схема расположения скалывающих конусных дисков по линиям резания.
Устройство для удаления снежно-ледяного наката с дорожных покрытий выполнено роторного типа и содержит диск 1 и вал 2 ротора. Привод вращения ротора осуществляется от гидромотора через планетарный редуктор, выходной вал которого соединен с валом ротора (условно не показано). По периметру диска ротора 1 попарно и диаметрально противоположно, в разных уровнях по высоте ротора и с разным удалением от его центра, а также с консольным расположением установлены в соответствующих расположению корпусах скалывающие конусные диски с режущей кромкой 3, 4, 5, 6 и 7, образующие линии резания при повороте диска ротора на 180°. Причем режущая кромка каждого последующего скалывающего конусного диска смещена по высоте ротора с уменьшением диаметра перекатывания режущей кромки по линиям глубины резания. При этом указанные конусные диски образуют линии резания как под нижней, так и над верхней поверхностью диска ротора, параллельно обрабатываемой поверхности, обеспечивая полублокированную схему резания. У всех скалывающих конусных дисков уменьшен угол резания до рекомендуемых рациональных значений от 30° до 35°, а большее основание скалывающих конусных дисков расположено под рациональным задним углом к линиям резания. Кроме того, корпусы скалывающих конусных дисков снабжены отражающими элементами, например зубьями 8, расположенными над поверхностью скалывающих конусных дисков и обеспечивающими удаление продуктов разрушения из забоя.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Устройство для удаления снежно-ледяного наката с дорожных покрытий устанавливается на базовую машину и перемещается с базовой машиной в направлении движения машины. Режущие кромки скалывающих конусных дисков 3, 4, 5, 6 и 7, консольно расположенных в разных уровнях по высоте ротора и с разным удалением от его центра, при вращении ротора и движении машины врезаются в снежно-ледяное образование по линиям резания и разрушают его. При этом каждый из скалывающих конусных дисков в своей линии резания, взаимодействуя с разрушаемой средой в месте контакта режущей кромки со средой, создает напряжения по линиям резания при передвижении базовой машины, вращении вокруг оси и скольжении продуктов разрушения по наклонной поверхности конусных дисков, обеспечивая тем самым скол в трех плоскостях разрушаемых образований. При достижении предельных значений напряжений происходит скол и отделение фрагментов разрушения различной величины, которые под действием инерционных сил и с помощью зубьев 8 отбрасываются в открытую зону, противоположную забою. В результате благодаря тому что скалывающие конусные диски с режущими кромками расположены по линиям резания, имеют возможность вращения вокруг своей оси, обеспечивая полублокированную схему резания с рациональными углами резания, глубиной и толщиной стружки, обеспечивается значительно меньшая энергоемкость процесса разрушения снежно-ледовых образований и их удаления из забоя.
Таким образом, достигаемый при использовании изобретения технический результат заключается в снижении энергоемкости процесса разрушения снежно-ледовых образований и повышении производительности снегоуборочных машин.
Устройство для удаления снежно-ледяного наката с дорожных покрытий, содержащее смонтированные на вращающейся платформе скалывающие конусные диски с режущей кромкой, установленные под углом к обрабатываемому покрытию с возможностью его разрушения при перемещении устройства и удаления разрушенных образований, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде рабочего органа роторного типа, ведомый вал которого соединен с диском ротора, а скалывающие конусные диски расположены консольно по отношению к диску ротора и установлены в размещенных по его периметру корпусах в разных уровнях по высоте ротора, как под его диском, так и над ним, и с разным удалением от центральной оси ротора, причем большее основание скалывающих конусных дисков расположено под рациональным задним углом к линиям резания, образуемым параллельно обрабатываемой поверхности, при этом скалывающие конусные диски установлены в соответствующих им корпусах попарно и диаметрально противоположно, причем режущая кромка каждого последующего конусного диска смещена по высоте ротора с уменьшением диаметра перекатывания режущей кромки по линиям глубины резания с возможностью обеспечения полублокированной схемы резания, а также удаления сколотых образований с помощью выполненных на упомянутых корпусах отражающих элементов, расположенных над поверхностью скалывающих конусных дисков.
