Рабочее оборудование подметально-уборочной машины

 

1. РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПОДМЕТАЛЬНО-УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ, содержащее установленную на полой оси цилиндрическую щетку с радиально расположенным ворсом, источник среды, под давлением, с которым сообщен трубопровод подачи среды к цилиндрической щетке, отличающеес я тем, что, с целью повышения эффективности подметания путем принудительного увеличения жесткости ворса в момент его отрывания от очищаемого покрытия, оно снабжено дополнительным трубопроводом с радиальными отверстиями, неподвижно уста новленным внутри полой оси цилиндрической щетки и сообщенным с трубопроводом подачи среды, при этом ворс вьптолнен в виде полых трубочек с осевыми каналами, сообщенными с радиальными отверстиями дополнительного трубопровода через а сквозные отверстия в полой оси цилиндрической щетки. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фие.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3694558/29-11 (22) 27.01.84 (46) 28.02.85. Бюл. и 8 (72) А.Б. Ермилов и А. Н. шаламов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильно-дорожный институт (53) 625.768.!(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 610907, кл. Е 01 Н 1/08, 1974. (54)(57) 1. РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ПОДМЕТАЛЬНО-УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ, содержащее установленную на полой оси цилиндрическую щетку с радиально расположенным ворсом, источник среды под давлением, с которым сообщен трубопровод подачи среды к цилинд„„SU„„ 69

4(я) Е 01 Н 1/02 // E 01 Н 3/00 рической щетке, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности подметания путем принудительного увеличения жесткости ворса в момент его отрывания от очищаемого покрытия, оно снабжено дополнительным трубопроводом с радиальными отверстиями, неподвижно установленным внутри полой оси цилиндрической щетки и сообщенным с трубопроводом подачи среды, при этом ворс выполнен в виде полых трубочек с осевыми каналами, сообщенными с радиальными отверстиями дополнительного трубопровода через сквозные отверстия в полой оси цилиндрической щетки.

11

2. Оборудование по п.1, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что осевые каналы ворса цилиндрической щетки выполнены закрытыми с внешнего торца °

3. Оборудование по п.1, о т л и— чающееся тем, что, сцелью повышения качества обеспыливания воздуха в зоне подметания, осевые каналы ворса цилиндрической щетки выполнены сквозными.

4. Оборудование по пп. I — 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что радиальные отверстия в дополнительном трубопроводе выполнены в пределах зоны, ограниченной центральным углом, который равен центральному углу эоны контакта ворса с дорожным покрытием, при этом зона расположения радиальных отверстий в дополнительном трубопроводе расположена в нижнем квадранте окружности вращения цилиндрической щетки и смещена в сторону вращения щетки относитель1

42569 но ее вертикальной оси на угол, равный половине центрального угла зоны контакта ворса с очищаемым покрытием, а величина центрального угла зоны контакта ворса с покрытием определяется выражением

1=

Н R-h — 2 arccos м- = 2 arccos — э е R где — центральный угол зоны контакта ворса цилиндрической щетки очищаемым покрытием;

R — - радиус вращения внешних торцов ворса щетки;

Н - высота установки оси вращения щетки над очищаемым по-крытием;

h — - величина деформации ворса щетки.

5.Оборудование по пп.1-4, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что источник среды выполнен в виде водяного насоса, сообщеннЬго с резервуаром.

Изобретение относится к рабочему оборудованию машин для,летнего содержания автомобильных дорог, в частности подметально-уборочных машин.

Известно рабочее оборудование 5 подметально-уборочной машины, содержащее установленную на полой оси цилиндрическую щетку с радиально расположенным ворсом, источник среды под давлением, с которым сообщен трубопровод подачи среды к цилиндрической щетке f1) .

Недостатком известного устройства является плохое обеспыпивание воздуха (очистка воздуха от летучих пыпеватых частиц, которые составляют до 407 массы смета) в зоне подметания вследствие хаотичной ориентации потоков воздуха после выхода из трубопровода. Кроме того, подача 20 воздуха под давлением к цилиндрической щетке не влияет практически на процесс взаимодействия ворса с дорож-. ным покрытием и не обеспечивает поэтому уменьшения энергоемкости подметания и износа ворса щетки, что снижает эффективность подметания.

Цель изобретения — повышение эф-, фективности подметания путем принудительного увеличения жесткости ворса в момент его отрывания от очищаемого покрытия.

Цель достигается тем, что рабочее оборудование подметально-уборочной машины, содержащее установленную на полой оси цилиндрическую щетку с радиально расположенным ворсом, источник среды под давлением, с которым сообщен трубопровод подачи среды к цилиндрической щетке, снабжено дополнительным трубопроводом с радиальными отверстиями, неподвижно установленным внутри полой

-оси цилиндрической щетки и. сообщенным с трубопроводом подачи среды, при этом ворс выполнен в виде полых трубочек с осевыми каналами, сообщенными с радиальными отверстиями дополнительного трубопровода через

Радиальные отверстия в дополнительном трубопроводе выполнены в пределах зоны, ограниченной центральным углом, который равен центральному углу зоны контакта ворса с дорожным покрытием, при этом зона расположения-радиальных отверстий в дополнительном трубопроводе рас\

I положена в нижнем квадранте окружности вращения цилиндрической щетки и смещена в сторону вращения щетки относительно ее вертикальной оси на угол, равный половине центрального угла зоны контакта ворса с очищаемым покрытием, а величина центрального угла зоны контакта ворса с покрытием определяется выражением 25

1О

Н . R-h = 2 arccos — = 2 arccos

R R где - центральный угол зоны контакта ворса цилиндрической щетки с очищаемым покрытием;

R — - радиус вращения внешних торцов ворса щетки;

Н вЂ” высота установки оси вращения щетки над очищаемым 35 покрытием;

h — - величина деформации ворса щетки.

Кроме того, источник среды выпалнен в виде водяного насоса, сообщен- 40 ного с резервуаром.

На фиг. 1 схематично показана подметально-уборочная машина с рабочим оборудованием, опущенным на 45 дорожное покрытие; на фиг. 2— цилиндрическая подметальная щетка, поперечный разрез; на фиг. 3 и 4— сечение А-А на фиг. 2 (варианты давления среды на стенки осевых каналов 50 ворса).

Рабочее оборудование подметально-уборочной машины содержит подметальную цилиндрическую щетку 1 с кожухом 2, смонтированные обычным 55 образом на базовом автомобиле 3 с установленными на нем источником среды, например воздушным вентиля" 1142 сквозные отверстия в полой оси цилиндрической щетки.

Осевые каналы ворса цилиндрической щетки выполнены закрытыми с внешнего торца или осевые каналы ворса цилиндрической щетки выполнены сквозными.

569 4 тором 4, и всасывающим соплом 5, ко-. торые соединены через бункер 6.

Кроме того, на базовом автомобиле

3 установлен водяной бак 7, снабженный водяным насосом 8 для влажного обеспыливания зоны подметания.

Цилиндрическая щетка .1 снабжена ворсом 9, который выполнен в виде полых трубочек с осевыми каналами

10 (фиг. 3 и 4). Внутри полой оси

11 цилиндрической щетки 1, снабженной расположенными вдоль этой оси сквозными отверстиями 12, установлен дополнительный трубопровод 13, соединенный трубопрсзодом 14 с источником среды под давлением. Трубопровод 13 снабжен радиальными отверстиями 15, которые выполнены в пределах зоны, ограниченной центральным углом, который равен центральному углу зоны контакта ворса 9 с дорожным покрытием 6 и определяется соотношением

Н R-h — 2 arccos — = 2 arccos

R R где R — радиус вращения ворса 9 цилиндрической щетки t

Н вЂ” высота установки оси вращения щетки 1 над дорожным покрытием 16;

h — величина деформации ворса 9 щетки при взаимодействии с дорожным покрытием t6.

Осевые каналы 10 ворса 9 сообщены через сквозные отверстия t2 в полой оси 11 с радиальными отверстиями 15 трубопровода 13. Зона расположения радиальных отверстий 15 размещена в нижнем квадранте окружности вращения щетки 1 (фиг. 2) и смещена в сторону вращения щетКи, показанную стрелкой ц, относительно ее вертикальной оси на угол 0,5 2I .

Осевые каналы 10 ворса 9 цилиндрической щетки 1 выполнены сквозными, с возможностью истечения среды через отверстия во внешней торцовой поверхности ворса (фиг. 3). В другом варианте осевые каналы 10 ворса 9 цилиндрической щетки 1 выполнены закрытыми с внешнего торца, при этом осевые каналы 10 разобщены с атмосфе.рой (фиг. 4). Кроме того, дополнительно в виде источника среды использован водяной насос 8, соединенный через магистраль 17, неподвижный трубопровод 13, радиальные отверстия 15

5 1142 и сквозные отверстия 12 в оси 11 с осевыми каналами 10 ворса 9.

Рабочее оборудование подметальноуборочной машины функционирует сле. дующим образом.

При поступательном движении базового автомобиля 3 цилиндрическая щетка 1 обычным образом опускается на дорожное покрытие 16 и вращается навстречу движению машины, как показано стрелкой (0 на фиг. 2. Вступая в контакт с дорожным покрытием 16, ворс 9 цилиндрической щетки 1 испытывает изгибную деформацию, а при последующей потере контакта с дорожным покрытием ворс 9 выпрямляется, отбрасывая загрязнения по направлению вектора скорости U (фиг. 2) . Далее загрязнения попадают во всасывающее сопло 5 и под действием потока воздуха, создаваемого вентилятором 4, транспортируются в бункер 6. При этом мелкие пылеватые частицы загрязнений под действием электростатических сил и турбулентных потоков воздуха, образующихся за счет вентиляторного действия цилиндрической щетки 1, стремятся заполнить воздушный объем щеточной камеры под кожухом 2 подметальноуборочной машины и через зазоры между кожухом 2 и дорожным,покрытием 16, а также-через другие за-. зОры, нарушающие герметичность щеточкой камеры (не показаны) вылетают наружу, что мбжет привести к

35 резкому увеличению запыленности воздуха над дорожным покрытием 16 после прохода подметально-уборочной машины.

При подаче под давлением воздуха от источника среды - вентилятора 4 по магистрали 14 к неппдвижному трубопроводу 13 происходит истече- ние воздуха через радиальные отвер- 45 .стия 15 и сквозные отверстия 12 оси

11 щетки в осевые каналы 10, ворса 9 в пределах эоны, расположенной в нижнем квадранте окружности вращения щетки 1, смещенной на угол 50

0,5 $ относительно вертикальной оси щетки в сторону ее вращения и ограниченной центральным углом . Потоки воздуха, выходя из отверстий сквозных осевых каналов 10 ворса 9 по 55 направлению, показанному векторами скорости истечения Up производят подавление пылеватых частиц, образуя

569 6 воздушную завесу и ограничивая перемещение пылеватых частиц направлением, показанным вектором U на фиг..2.

Скорость истечения потоков в,воздуха

U . через осевые каналы 10 ворса 9 выбирается меньшей относительно скорости U отбрасывания загрязнений ворз сом 9, цоэтому траектория отброса крупных частиц загрязнений по вектору U практически не изменяется, а пылеватые частицы увлекаются крупными ч"стицами загрязнений к всасывающему соплу 5, Уменьшению инерционности среды — воздуха, и быстрому выбросу ее из осевых каналов 10 ворса 9 в пределах зоны, ограниченной углом /, способствует действие на среду в каналах 10 центробежной силы вследствие сложного суммарного движения концов ворса 9-равномерного вращения вокруг оси 11 щетки и восстановления упругой иэгибной деформации.

Ограничение угловых размеров зоны подачи среды в осевые каналы 10 ворса 9 определяется тем, что до выхода ворса из контакта с дорожным покрытием (при угле смещения указанной зоны по направлению вращения цилиндрической щетки 1 менее

0,5 2| ) подача среды для обеспыливания нецелесообразна,и может привести только к выбросу пыпеватых частиц под щетку 1 на уже очищенное дорожное покрытие 16. В то же время увеличение угловых размеров эоны подачи среды в осевые каналы 10 свыше указанного угла нецелесообразно вследствие того, что ворс 9 при .этом выходит иэ области интенсивного пылеобраэования и подача среды, будет только увеличивать энергоемкость процесса подметания.

Дополнительный эффект от подачи среды в осевые каналы 10 ворса 9 состоит в принудительном увеличении жесткости ворса в момент восстановления его упругой изгибной деформации. При подаче среды в сквозные осевые каналы 10 (фиг. 3) стенки этих каналов испытывают давление среды, распределенное по трапециевидной эпюре. В момент восстановления упругой изгибной деформации ворса 9 давление среды на стенки осевых каналов 10 создает дополнительный мо мент, восстанавливающий иэгибную деформацию, аналогичную действию

1 !42569 внутреннего давления среды на изогнутую манометрическую пружину: на растянутые стенки каналов, имеющие удлинение и соответственно увеличенную площадь, действует более вы . сокая сила давления, чем на сжатые стенки. Разность этих сил давления и создает дополнительный момент силы, разгибающий ворс. Необходимо отметить, что неравномерность эпюры 10 давлений среды внутри каналов !О (фиг. 3) способствует наилучшему режиму разгибания ворса, так как максимальному изгибу ворса 9 в месте заделки в щетку 1 соответствует максимальное давление среды Р„ „, а минимальное давление среды Р ;„ соответствует свободному концу ворса, который испытывает минимальную изгибную деформацию. Вследствие принуди- 7О тельного увеличения жвсткости ворса в момент его отрыва от дорожного покрытия 16 возрастает скорость отбрасывания загрязнений U и соответственно повышается прицельность процесса от- 75 брасывания по направлению к всасывающему соплу 5. В то же время в процессе взаимодействия с дорожным покрытием 16 ворс 9 имеет минимальную

-жесткость, что обеспечивает минимальнь1е износ, ворса и энергоемкость привода вращения цилиндрической щетки

1. Кроме того, дополнительный эффект обеспечивается отводом тепла от внешних концов ворса 9 при истечении среды под давлением через сквозные осевые каналы 10: вследствие плохой теплопроводности и малой теплоемкости синтетического (капронового, полиуретанового и т.п.) ворса его внешние концы испытывают значительную

40 теплонапряженность в процессе трения о дорожное покрытие, причем теплонапряженность накапливается с каждым оборотом щетки 1, приводя к оплавлению концов ворса и механическому

его разрушению из-за теплового разрыва полимерных связей (концы ворса становятся ломкими, причем этот вид разрушения может преобладать над абразивным износом ворса). Интенсивный отвод тепла от концов ворса 9 за счет подачи среды через осевые каналы 10 способствует существенному увеличению

его долговечности и снижению затрат на техничесКую эксплуатацию подметально-уборочной машины, которые на 25-30Х связаны с заменой ворса цилиндрической щетки.

При использовании в качестве ис" точника среды водяного насоса 9 вода из бака 7 подается по магистрали 17 в неподвижный трубопровод 13 и да— лее описанным выше путем через сквозные осевые каналы 10 ворса 9 (фиг.2 и 3) выбрасывается под давлением в зону подметания, производя орошение сверху загрязнений, отбрасываемых ворсом 9 в направлении вектора скорости U и обеспечивая влажное пылеподавление. Использование в качестве среды воды, подаваемой под давлением в сквозные осевые каналы

10 ворса 9 требует меньшего проходного сечения каналов 10. Вследствие большого количества ворса 9 на цилиндрической щетке 1 и высокой окружной скорости внешних концов ворса происходит мелкодисперсное распыление воды по всему объему щеточной камеры без использования каких-либо дополнительных форсунок — распылителей в системе влажного обеспыливания. Целесообразна также подача в трубопровод 13 одновременно воздуха и воды под давлением: истечение через сквозные осевые каналы 10 (фиг. 3) такой двухфазной среды обеспечивает суммарное действие сухого пылеподавления и влажного обеспыливания,максимально снижая уровень запыленности воздуха после прохода подметально-уборочной машины. Более высокое гидравлическое сопротивление истечению воды через сквозные осевые каналы 10 компенсируется действием на среду более высокой центробежной силы, что обусловлено более высокой объемной массой воды по сравнению с объемной массой воздуха.

В другом варианте ворс 9 цилиндрической щетки 1 выполнен с осевыми каналами 10, закрытыми с внешнего торца, например, заплавленными (фиг. 4). Эпюра давлений среды на внутреннюю поверхность осевых каналов 10 имеет в данном случае прямоугольный характер (возоможно небольшое увеличение давления у внешнего конца ворса 9 вследствие действия центробежных сил, особенно при использовании в качестве среды воды или иной жидкости). Работа ворса 9 с закрытыми осевыми каналами 10 не создает эффекта обеспыливания, однако позволяет более .эффективно увеД-4

Prox

РГттаХ У

Фиг 4.

ЗППППП Заказ 673/29 Тираж 500 Подписное

Филиал ППП Патеит, г. Ужгород, ул.дроектиаи,4

9 11 личивать жесткость ворса в момент восстановления его упругой изгибной деформации. Кроме того, более высокая по сравнению с материалом синтетического ворса теплопередача среды в каналах 10 уменьшает тепловой износ ворса. е

Преимущество изобретения состоит в том, что принудительное увеличение жесткости ворса в момент его отрыва от дорожного покрытия обес печивает высокую прицельность и повышенную дапьность отбрасывания ворсом загрязнений, что существенно повышает эффективность и ка ество подметания дорожных покрытий при минимальной энергоемкости привода. вращения щетки, может уменьшить износ ворса на 20-50%. Наличие

42569 l0 как подвижной, так и неподвижной среды в осевых каналах внутри ворса также уменьшает его тепловой и механический износ и существенно увеличивает долговечность ворса. Кроме того, существенно повышается качество сухого и влажного обеспылива— ния воздуха в зоне подметания и в воздушном пространстве над дорож1и ным покрытием после прохода подметально-уборочной машичы, что уменьшает износ двигателей автомобильного транспорта и улучшает санитар— но-гигиенические условия для водителей и пешеходов . Улучшение качества подметания дорожного покрытия позволяет уменьшить качество проходов подметально-уборочкой машины и эа счет этого повысить ее эксплуатационную производительность.