Установка прессования снега

Изобретение 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. Установка прессования снега содержит объемный корпус, образованный верхней (1) и боковыми стенками (2) и (3) с уложенным в них греющим кабелем, закрываемым металлическим листом. Две параллельные из боковых стенок (3) выполнены подвижными с возможностью движения навстречу друг другу с помощью механического винтового привода уплотнительного механизма, размещенного в корпусе и содержащего винтовые шпильки (4), закрепленные в подвижных боковых стенках с возможностью вращения. Установка снабжена П-образными профилями-направляющими (16), установленными в пазы (15) нижней части боковых подвижных стенок с возможностью извлечения из снегоблока после его формирования. При этом к подвижным стенкам жестко прикреплены вибраторы (6) с изменяющейся частотой и работающие в режиме резонанса, а в верхней стенке выполнены отверстия (14) для выхода воздуха. Технический результат заключается в повышении эффективности процесса уплотнения и уборки снега за счет повышения скорости прессования снега и возможности накопления снегоблоков для более быстрой и дешевой погрузки и вывоза. 2 ил.

 

Изобретение 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.

Известно устройство для уплотнения снега, содержащее объемный корпус, образованный верхней, нижней и боковыми стенками с газопроницаемыми мембранными зонами, расположенный над корпусом бункер, закрывающиеся затворами загрузочное и разгрузочное окна, либо пневматический, либо гидравлический, либо механический (винтовой) привод, размещенный соосно относительно перемещаемого им внутри корпуса уплотнительного поршня (патент RU №100525, опубл. 20.12.2010).

Недостатками известного устройства являются:

- сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества сборочных деталей;

- большие затраты на изготовление устройства, обусловленные сложностью конструкции;

- устройство обладает недостаточно эффективными рабочими параметрами: высоким значением усилия прессования, малой скоростью прессования и недостаточно высокой конечной плотностью снега в брикете.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому эффекту является устройство для уплотнения снега, содержащее объемный корпус, образованный верхней и боковыми стенками, механический винтовой привод уплотнительного механизма, две параллельные из боковых стенок выполнены подвижными с возможностью движения навстречу друг другу, механический винтовой привод уплотнительного механизма размещен в корпусе и содержит винтовые шпильки, закрепленные в подвижных боковых стенках, с возможностью вращения, при этом в верхнюю и боковые стенки уложен греющий электрический кабель, закрываемый металлическим листом. Винтовые шпильки привода уплотнительного механизма установлены с возможностью вращения перфоратором в режиме ударного сверления (патент RU №210208, опубл. 31.03.2022, Бюл. № 10). Уплотнение снега происходит за счет стягивания подогреваемых подвижных стенок винтовыми шпильками с помощью торцового ключа, вставленного в перфоратор, работающий в режиме ударного сверления. Если снегоблок предназначен для транспортировки, то после его формирования выключается подогрев, и за вертикальные стенки производится погрузка блока. После чего устройство разбирается. После этого все операции повторяются. Данное устройство принято за прототип.

Общими признаками, присущими прототипу и заявляемому техническому решению, являются: объемный корпус, образованный верхней и боковыми стенками; две параллельные из боковых стенок выполнены подвижными с возможностью движения навстречу друг другу с помощью механического винтового привода уплотнительного механизма; механический винтовой привод уплотнительного механизма размещен в корпусе и содержит винтовые шпильки, закрепленные в подвижных боковых стенках, с возможностью вращения; в верхнюю и боковые стенки уложен греющий электрический кабель, закрываемый металлическим листом.

Испытания устройства, проведенные авторами, выявили следующие недостатки:

- использование перфоратора в режиме ударного вращения для закручивания шпилек возможно только на начальном этапе прессования, при возрастании нагрузки перфоратор прокручивается. Далее его использовали только в режиме просто ударного воздействия непосредственно на подвижные стенки, шпильки затягивали торцовым ключом, вставленным в коловорот.

- при прессовании из щелей между стенками «фонтанирует» воздух со снегом, по-видимому воздух препятствует прессованию.

- длительность изготовления снегоблоков, которая при погрузке последних за стенки устройства приведет к простаиванию кран-борта и увеличению арендной платы. Попытка поднять снегоблок без опалубки за шпильки вставленные в ограничительные трубки привела к разрушению снегоблока (https://youtu.be/b7ahcW9kAUA).

- при прессовании вода появившаяся при подплавлении снега стенками не только просачивается внутрь снега, повышая его температуру и плотность и снижая прочность, но по-видимому большей частью спускается к основанию блока, где после замерзания образуется слой льда 30-50 мм.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса уплотнения и уборки снега.

При решении поставленной задачи достигается следующий технический результат, заключающийся в повышении скорости прессования снега и возможности накопления снегоблоков для более быстрой и дешевой погрузки и вывоза.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной установке для уплотнения снега, включающем объемный корпус, образованный верхней и боковыми стенками, в которые уложен греющий электрический кабель, закрываемый металлическим листом, две параллельные из боковых стенок выполнены подвижными с возможностью движения навстречу друг другу с помощью механического винтового привода уплотнительного механизма, размещенного в корпусе и содержащего винтовые шпильки, закрепленные в подвижных боковых стенках с возможностью вращения, согласно изобретению она снабжена П-образными профилями-направляющими, установленными в пазы нижней части боковых подвижных стенок с возможностью извлечения из снегоблока после его формирования, при этом к подвижным стенкам жестко прикреплены вибраторы с изменяющейся частотой и работающие в режиме резонанса, а в верхней стенке выполнены отверстия для выхода воздуха.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - наличие П-образных профилей-направляющих, установленных в пазы нижней части боковых подвижных стенок с возможностью извлечения из снегоблока после его формирования; к подвижным стенкам жестко прикреплены вибраторы с изменяющейся частотой и работающие в режиме резонанса; в верхней стенке сделаны отверстия для выхода воздуха.

Формирование снегоблока с канавкой оставшейся после П-образного профиля в нижней прочной ледяной части, позволит накапливать снегоблоки, и в последующем производить их погрузку продевая стропы через канавки, что значительно повысит эффективность процесса уборки снега.

Вибрирование стенок корпуса в резонансе способствует просачиванию воды внутрь снега и разрушает снежинки, за счет чего снижается нагрузка прессования и увеличивается скорость прессования.

Выполнение в верхней стенке отверстий для выхода воздуха позволит снизить давление прессования и увеличить скорость прессования. Благодаря этому повышается эффективность процесса уборки снега.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют создать более эффективную и универсальную установку прессования снега.

Установка для прессования снега иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 представлена общая схема заявляемой установки.

На фиг. 2 представлена подвижная стенка в разрезе.

Установка прессования снега (фиг.1) содержит объемный корпус, образованный верхней 1 и боковыми стенками 2 и 3, две из которых 2 во время прессования остаются неподвижными, а параллельные стенки 3 выполнены подвижными с возможностью движения навстречу друг другу за счет механического (винтового) привода уплотнительного механизма, состоящего из винтовых шпилек 4 с гайками. На шпильки 4 одеты ограничительные трубки 5, предназначенные для упора стенок 3. Длина ограничительных трубок 5 равна примерно половине максимального расстояния между подвижными стенками 3. К подвижным боковым стенкам 3 снаружи жестко крепятся вибраторы 6, подключенные к источнику питания 7 позволяющему плавно менять частоту вибраций. В качестве таковых, может использоваться вибратор, предложенный в патенте RU №183248, опубл. 14.09.2018. и описанный в статье «Задорина Л.В., Муратова В.А., Зверев О.М. О возможности использования вибраций для удаления снега с наклонной кровли // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. - 2019. - Т. 10, № 3. - С. 87-96.»

Неподвижные стенки 2 фиксируются шпилькой 8. Верхняя стенка (крышка) 1 фиксируется на неподвижных боковых стенках 2 с помощью балки 9, вставляющейся в петли 10. Верхняя 1 и боковые 2 и 3 стенки корпуса представляют из себя основу 11 толщиной 16-20 мм (например, из фанеры) с пазами глубиной 3 мм, в которые вставлен греющий электрический кабель 12, закрываемый тонким (0,4 мм) листом оцинкованной стали 13 (фиг.2). В верхней стенке сделаны отверстия 14 для выхода воздуха. Подвижные боковые стенки 3 имеют в нижней части паз прямоугольной формы 15 для установки их на П-образные профили-направляющие 16. Размеры паза 15 на 2-3 мм больше размера П-образного профиля 16 для свободного извлечения последних после прессования снегоблока.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Если формируемый снегоблок подлежит последующей транспортировке, то на землю под установку укладывается слой полиэтиленовой пленки, на него П-образные профили-направляющие 16. Вертикально выставляются боковые стенки 2 и 3 (см. фиг. 1), подвижные стенки 3 пазом 15 на профили-направляющие 16 и стенки 2 стягиваются шпилькой 8. Собирается винтовой привод уплотнительного механизма из шпилек 4, вставляющихся в ограничительные трубки 5, длина которых равна примерно половине максимального расстояния между подвижными стенками 3. В получившийся объемный корпус засыпается снег, на который сверху кладется крышка 1 и фиксируется балкой 9, вставляющейся в петли 10. После этого включаются греющие кабели 12 и вибратор 6 через источник питания 7 (например, автомобильное зарядное устройство или аккумулятор с реостатом), и, плавно увеличивая напряжение, увеличивают обороты электродвигателя и вала с эксцентриком до наступления резонанса. Резонанс легко определяется по резкому увеличению интенсивности звука, издаваемого устройством, а также тактильно (стенки 3 вибрируют заметно сильнее - это чувствуется рукой). После этого начинается уплотнение снега стягиванием стенок 3 шпильками 4 до упора стенок 3 в ограничительные трубки 5. При стягивании стенок 3 собственная частота колебаний может меняться (увеличиваться), тогда следует увеличить частоту колебаний вибратора 6.

Если снегоблоки предназначены для последующей транспортировки нагрев верхней стенки 1 можно не включать. Если снегоблоки предназначены для строительства снегозадерживающих стен, то нагрев крышки 1 позволит получить более прочную верхнюю грань.

Мощность греющих кабелей 12 на единицу площади подвижных стенок 3 должна быть в 2-3 раза выше, чем у неподвижных стенок 1 и 2. Стальной лист 11 служит для равномерного распределения тепла вдоль всей площади стенки. Подогрев снега необходим т.к. наименьшая прочность снега на сжатие приходится на температуру от -2 до 0°С. Получившаяся при таянии вода просачивается внутрь снега, повышая его температуру и плотность. Часть воды просачивается вниз и насыщает нижний слой снегоблока. Вибрации снижают уплотняющую нагрузку и повышают скорость прессования.

После формирования снегоблока выключаются вибраторы 6, извлекается балка 9, выключается подогрев и снимается верхняя стенка 1. После этого выключается подогрев неподвижных стенок 2, выкручиваются и извлекаются шпильки 8, стенки 2 отслаиваются сами. Далее извлекаются (выбиваются) П-образные профили, выкручиваются шпильки 4 (подвижные стенки 3 лучше придерживать, чтобы не упали), убираются подвижные стенки 3. Снегоблок остается замерзать. После этого все операции повторяются на новом месте.

После накопления достаточного количества снегоблоков, производится их погрузка, например, кран-бортом. Стропы продеваются через канавки в нижней ледяной части снегоблока (https://youtu.be/TMGCo5Fyxns). Аналогично возможно строительство снегозадерживающих стен и прочих сооружений из снегоблоков.

Преимущество заявляемого изобретения по сравнению с прототипом заключается в том, что конструкция предлагаемой установки значительно эффективнее, т.к. позволяет производить накапливание снегоблоков для последующей транспортировки или строительства при высокой скорости прессования снега.

Установка прессования снега, содержащая объемный корпус, образованный верхней и боковыми стенками с уложенным в них греющим кабелем, закрываемым металлическим листом, две параллельные из боковых стенок выполнены подвижными с возможностью движения навстречу друг другу с помощью механического винтового привода уплотнительного механизма, размещенного в корпусе и содержащего винтовые шпильки, закрепленные в подвижных боковых стенках с возможностью вращения, отличающаяся тем, что она снабжена П-образными профилями-направляющими, установленными в пазы нижней части боковых подвижных стенок с возможностью извлечения из снегоблока после его формирования, при этом к подвижным стенкам жестко прикреплены вибраторы с изменяющейся частотой и работающие в режиме резонанса, а в верхней стенке выполнены отверстия для выхода воздуха.