RU2699188C1

RU2699188C1 - Ice eliminator

Info

Publication number: RU2699188C1
Application number: RU2018123073A
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Баранов
Original assignee: Сергей Александрович Баранов
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2019-09-03

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to road and municipal engineering for cleaning roads and tracks. Device for glaze ice removal is made in the form of horizontal bearing frame, on which there are rollers freely rolling by lateral surfaces on treated ice, rollers in form of truncated cones shifted relative to each other along axes of rotation of not less than 0.1–0.3 of roller length. Rollers are arranged with large diameters outwards and mutually turned through 180 degrees in horizontal plane. Each of rollers consists of shaft with fixed on it at least two rings forming truncated cone diameters. Rings are connected to each other by uniformly located at specified distance from each other power planks, forming lateral tapered surface of roller, carrying with same pitch cutting elements.

EFFECT: invention ensures reduction of labour and material costs with maximum preservation of road surface.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к дорожной и коммунальной технике для очистки дорог и дорожек.The invention relates to road and municipal vehicles for cleaning roads and paths.

Основными препятствиями широкого использования техники для уборки льда и снежного наката является их сложность, соответственно, дороговизна и трудоемкое техническое обслуживание. Эксплуатация при очистке дворовых территорий существующими устройствами затруднена из-за резких поворотов очищаемых дорожек и тротуаров, их примыкание к зданиям и ограждениям, а так же наличием выступающих твердых препятствий (люков, бордюров и пр.).The main obstacles to the widespread use of equipment for cleaning ice and snow are their complexity, respectively, the high cost and time-consuming maintenance. Operation during the cleaning of courtyards with existing devices is difficult due to sharp turns of the cleaned walkways and sidewalks, their adjoining to buildings and fences, as well as the presence of protruding solid obstacles (hatches, curbs, etc.).

Попытки решить проблему очистки ото льда дорог и дорожек предпринимались по нескольким основным направлениям:Attempts to solve the problem of clearing roads and paths from ice were made in several main areas:

1. Воздействие на лед вибрацией, благодаря которой облегчается скалывание (патенты №№ РФ 2460840, РФ 2355845, SU 1562383, РФ 2328573 и т.д.). Устройства такого рода сложны в изготовлении, энергоемки.1. Exposure to ice by vibration, which facilitates chipping (patents Nos. RF 2460840, RF 2355845, SU 1562383, RF 2328573, etc.). Devices of this kind are difficult to manufacture, energy intensive.

2. Ударное скалывание (патенты №№ РФ 2265104, SU 2001192, РФ 2463407, РФ 2474641, РФ 2265104, РФ 2463407, РФ 2452811 и т.д.) осуществляется устройствами меньшей сложности, но при их работе издается сильный шум. Качество обработки поверхности и стойкость рабочих инструментов не высокие.2. Impact chipping (patents Nos. RF 2265104, SU 2001192, RF 2463407, RF 2474641, RF 2265104, RF 2463407, RF 2452811, etc.) is carried out by devices of less complexity, but a lot of noise is produced during their operation. The quality of surface treatment and the durability of working tools are not high.

3. Скалывание льда сдвигом (патенты №№ РФ 2416690, РФ 2100524, РФ 2195527, РФ 2487970, SU 1339188 и т.д.) требует больших нагрузок на инструмент, особенно вертикальных, для снижения которых иногда применяют дискретную нагрузку, что дополнительно усложняет конструкцию и энергозатраты.3. Shear ice shearing (patents Nos. RF 2416690, RF 2100524, RF 2195527, RF 2487970, SU 1339188, etc.) requires high tool loads, especially vertical ones, to reduce which sometimes a discrete load is used, which further complicates the design and energy costs.

4. Фрезерование льда (патенты №№ РФ 2452811, РФ 2493318, SU 117459, SU 896158 и т.д.) осуществляется сложными и трудоемкими в обслуживании устройствами.4. Milling of ice (patents Nos. RF 2452811, RF 2493318, SU 117459, SU 896158, etc.) is carried out by devices that are complex and time-consuming to maintain.

При достаточно высоких производительности и качестве работы устройства для фрезерования льда чувствительны к неровностям обрабатываемой поверхности, так как встреча режущего инструмента с жестким препятствием, как правило, приводит к его выходу из строя. Установка устройств для контроля профиля обрабатываемой поверхности не всегда эффективна.At sufficiently high productivity and quality of work, the devices for ice milling are sensitive to unevenness of the processed surface, since the meeting of a cutting tool with a hard obstacle, as a rule, leads to its failure. Installing devices to control the profile of the treated surface is not always effective.

Имеются гибридные устройства, сочетающие различные воздействия на лед, но они не решают проблему полностью.Hybrid devices are available that combine various effects on ice, but they do not completely solve the problem.

По патентам SU 1298287 и SU 896158, выбранным в качестве ближайших прототипов по способу снятия льда, задача решается за счет одновременного скалывания и фрезерования путем применения внешнего привода, что не делает конструкцию простой и препятствует возможности делать малоразмерные, относительно легкие устройства с для скалывания льда с тротуаров и дорожек, которые из-за их скользкости и бугристости становятся особенно травмоопасными.According to patents SU 1298287 and SU 896158, selected as the closest prototypes for the method of removing ice, the problem is solved by simultaneous chipping and milling by using an external drive, which does not make the design simple and prevents the ability to make small, relatively light ice-breaking devices with sidewalks and paths, which, due to their slippery and tuberosity, become especially traumatic.

Целью настоящего изобретения является устранение перечисленных выше недостатков устройств для удаления льда путем упрощения конструкции, ее удешевления, снижения трудовых и материальных затрат при эксплуатации.The aim of the present invention is to eliminate the above disadvantages of devices for removing ice by simplifying the design, its cost, reduce labor and material costs during operation.

Предлагаемое устройство для удаления гололеда отличается тем, что оно выполнено в виде горизонтальной несущей рамы, на которой смонтированы свободно катящиеся боковыми поверхностями по обрабатываемому гололеду катки в форме усеченных конусов, смещенных относительно друг друга по осям вращения не менее 0,1-0,3 длины катка большими диаметрами наружу и взаимно развернутых на 180 градусов в горизонтальной плоскости, каждый из которых состоит из вала с закрепленными на нем не менее двух колец, образующих диаметры усеченного конуса, соединенные между собой равномерно расположенными на заданном расстоянии друг от друга силовыми планками, образующими боковую коническую поверхность катка, несущие с тем же шагом режущие элементы.The proposed device for removing ice is characterized in that it is made in the form of a horizontal supporting frame, on which are mounted freely rolling rollers in the form of truncated cones displaced relative to each other along the rotation axes of at least 0.1-0.3 lengths the roller with large diameters outside and mutually rotated 180 degrees in the horizontal plane, each of which consists of a shaft with at least two rings fixed on it, forming the diameters of a truncated cone, connected between themselves uniformly spaced at a given distance from each other power strips, forming a side conical surface of the roller, bearing the cutting elements with the same pitch.

Предлагаемое устройство, в его предпочтительном исполнении, изображено на чертеже, где на фиг. 1 показан вид сбоку, на фиг. 2 показан вид сверху, на фиг. 3 показана силовая планка с режущими элементами.The proposed device, in its preferred embodiment, is shown in the drawing, where in FIG. 1 is a side view; FIG. 2 shows a top view, FIG. 3 shows a power strip with cutting elements.

Предлагаемое устройство, в его предпочтительном исполнении, включает в себя следующие части: раму 1, рабочие катки 2, кольца 3, силовые планки 4, режущие элементы 5. На раме 1 размещаются, желательно подрессоренные любым известным способом, свободно катящиеся катки 2, в виде усеченных конусов (фиг. 1 и фиг. 2) развернутых относительно друг друга на 180 градусов со смещением вдоль осей качения на величину не менее 0,1-0,3 высоты конуса. Каждый каток 2 представляет собой вал, на котором размещены кольца 3, формирующие диаметры катков 2, включая промежуточные (при большой длине катка 2). По наружным диаметрам кольца 3 равномерно на заданном расстоянии соединены между собой силовыми планками 4, направленными вдоль по конусам катка 2, суммарно образуя боковую поверхность. Каждая силовая планка 4 устанавливается индивидуально с возможностью ее быстрого монтажа и демонтажа на катке 2. Силовые планки 4 устанавливаются с равным шагом по всей окружности колец 3, образуя боковую поверхность катка 2. Внешняя часть силовых планок 4 выполнена в виде режущих элементов 5, осуществляющих колку и фрезеровку льда. Силовая планка 4 с режущими элементами 5 изображена на фиг. 3. Режущие элементы 5, в зависимости от видов работ, могут быть выполнены в теле силовой планки 4 или смонтированы на ней любым известным способом. Размерные параметры устройства определяются твердостью обрабатываемой поверхности, ее площадью и типом привода (ручным, механическим). Подрессоренные катки 2 огибают неровности обрабатываемой поверхности из-за вертикальных перемещений катков 2 относительно рамы 1, минимизируя необработанные участки.The proposed device, in its preferred embodiment, includes the following parts: frame 1, working rollers 2, rings 3, power strips 4, cutting elements 5. On the frame 1 are placed, preferably sprung by any known method, freely rolling rollers 2, in the form truncated cones (Fig. 1 and Fig. 2) are rotated relative to each other by 180 degrees with an offset along the axis of rolling by an amount not less than 0.1-0.3 of the height of the cone. Each roller 2 is a shaft on which rings 3 are placed, forming the diameters of the rollers 2, including intermediate ones (with a long length of the roller 2). On the outer diameters of the ring 3 evenly at a given distance are interconnected by power strips 4, directed along the cones of the roller 2, forming a side surface in total. Each power strip 4 is installed individually with the possibility of its quick installation and dismantling on the roller 2. Power bars 4 are installed with equal pitch along the entire circumference of the rings 3, forming the side surface of the roller 2. The outer part of the power bars 4 is made in the form of cutting elements 5 that carry out the ring and ice milling. The power strip 4 with cutting elements 5 is shown in FIG. 3. The cutting elements 5, depending on the types of work, can be performed in the body of the power strip 4 or mounted on it in any known manner. Dimensional parameters of the device are determined by the hardness of the processed surface, its area and type of drive (manual, mechanical). The sprung rollers 2 bend around the irregularities of the work surface due to the vertical movements of the rollers 2 relative to the frame 1, minimizing the untreated areas.

Предлагаемое заявителем устройство функционирует следующим образом. К раме 1 прикладываются технологические усилия в горизонтальной (тяговое) и вертикальной плоскости (весом конструкции, навесными грузами или гидравликой механического тягача), передающиеся на катки 2, которые свободно и независимо друг от друга катятся по обрабатываемой поверхности гололеда, совершая полезную работу. Вертикальное усилие регулируется любым известным способом (гидравликой - при механической тяге, грузами - при ручном приводе). При качении, режущие элементы 5, под действием вертикального усилия, внедряются в лед, разрушая его.The device proposed by the applicant operates as follows. Technological forces are applied to the frame 1 in the horizontal (traction) and vertical planes (by the weight of the structure, hinged loads or the hydraulics of the mechanical tractor), transmitted to the rollers 2, which freely and independently roll on the processed ice surface, doing useful work. The vertical force is regulated by any known method (hydraulics - with mechanical traction, weights - with manual drive). When rolling, the cutting elements 5, under the action of vertical force, are introduced into the ice, destroying it.

При плоскопараллельном качении усеченных конусов в направлении перпендикулярном их осям, меньшие диаметры тормозятся и образуют борозды на поверхности гололеда, по которому они катятся, при этом средние диаметры катятся без скольжения, большие диаметры, опережая общее движение, образуют борозды на поверхности гололеда.When the truncated cones are plane-parallel rolling in the direction perpendicular to their axes, smaller diameters are braked and form grooves on the surface of the ice on which they roll, while average diameters roll without sliding, large diameters, ahead of the general movement, form grooves on the ice surface.

В предлагаемом устройстве катки 2, несущие на боковой поверхности силовые планки 4 с режущими элементами 5 при номинальной вертикальной нагрузке во время качения по обрабатываемой поверхности, за счет разности скоростей на разных диаметрах, осуществляют одновременные процессы скалывания и фрезерования в продольном направлении. В средней части катков 2 из-за качения без проскальзывания преобладает процесс скалывания и, для улучшения качества обработки, катки 2 смещаются по осям вращения на 0,1-0,3 их высоты, обращенными большими диаметрами наружу, перекрывая тем самым средние части катков 2. При качении катков 2 боковой поверхностью по горизонтальной плоскости их геометрические оси отклонены от вертикали в сторону малого диаметра, из-за этого большие диаметры в нижней части выходят за габариты рамы 1, что позволяет производить обработку вплотную к зданиям, заборам, бордюрам и пр. При обработке обледенелых поверхностей в первую очередь срезаются выпуклости, тем самым поверхность выравнивается и становится шероховатой, чего, зачастую, достаточно для безопасного движения по ней. При наличии высоких бугров, которые не срезаются за один проход, необходимо выполнить осциллирующие проходы, то есть повторить обработку до достижения нужного результата. При встрече с жестким препятствием подрессоренные катки 2, благодаря эластичной подвеске, перекатываются через него без существенного ущерба для препятствия и режущих элементов 5. При выходе из строя режущих элементов 5 (затупление, поломка) их можно быстро заменить на исправные, сменив силовую планку 4. При изменившихся условиях работы можно поменять весь комплект силовых планок 4 с режущими элементами 5 за короткий период времени персоналом не высокой квалификации.In the proposed device, the rollers 2, bearing on the side surface power strips 4 with cutting elements 5 at a nominal vertical load during rolling on the machined surface, due to the difference in speeds at different diameters, carry out simultaneous processes of chipping and milling in the longitudinal direction. In the middle part of the rollers 2, due to rolling without slipping, the shearing process prevails and, to improve the quality of processing, the rollers 2 are displaced along the rotation axes by 0.1-0.3 of their height, facing outward with large diameters, thereby overlapping the middle parts of the rollers 2 When rolling rollers 2 with a lateral surface on a horizontal plane, their geometric axes are deviated from the vertical towards a small diameter, because of this, the large diameters in the lower part go beyond the dimensions of frame 1, which allows processing close to buildings, fences, rides, etc. When processing icy surfaces, convexes are first cut off, thereby smoothing and roughening the surface, which is often sufficient for safe movement on it. In the presence of high tubercles that do not cut in one pass, it is necessary to perform oscillating passes, that is, repeat the processing until the desired result is achieved. When meeting a hard obstacle, the sprung rollers 2, thanks to the elastic suspension, roll through it without significant damage to the obstacle and the cutting elements 5. When the cutting elements 5 fail (blunt, breakage), they can be quickly replaced with serviceable ones by changing the power bar 4. Under changing working conditions, you can change the entire set of power strips 4 with cutting elements 5 in a short period of time by staff of not highly qualified.

Совмещение в одном устройстве скалывания и фрезерования позволяет снизить энергозатраты на единицу обрабатываемой площади с соответствующим снижением тяговых усилий, что открывает дорогу к созданию устройств для скалывания гололеда в диапазоне от ручных до механических различной мощности, при максимальном сохранении дорожного покрытия.The combination of chipping and milling in one device can reduce energy consumption per unit of the treated area with a corresponding reduction in traction, which opens the way to the creation of devices for cleaving ice in the range from manual to mechanical of various capacities, while maximizing the maintenance of the road surface.

Таким образом, на одном устройстве сменой силовых планок 4 с соответствующими режущими элементами 5 можно выполнять очистку поверхностей в широком спектре - удаление льда и снежного наката, очистка полов от застывших маслогрязевых наслоений в производственных помещениях, поверхностное рыхление почвы и т.д. Удаление взрыхленных материалов производится общеизвестными способами (щетки, скребки, метлы и т.д.).Thus, on a single device, by changing the power strips 4 with the corresponding cutting elements 5, it is possible to perform surface cleaning in a wide range - removing ice and snow, cleaning floors from frozen oil and mud deposits in industrial premises, surface loosening of soil, etc. Loosened materials are removed using well-known methods (brushes, scrapers, brooms, etc.).

Ввиду относительно небольших усилий для перемещения устройства, в зависимости от масштаба и вида работ, можно использовать мускульную силу человека, лошади, собак, мотоблоки, легковые и грузовые автомобили, тракторы.Due to the relatively small efforts to move the device, depending on the scale and type of work, you can use the muscular strength of a person, horse, dog, walk-behind tractor, car or truck, tractor.

Claims

A device for removing ice, characterized in that it is made in the form of a horizontal supporting frame, on which are mounted freely rolling rollers in the form of truncated cones displaced relative to each other along rotation axes of at least 0.1-0.3 lengths roller, large diameters outward, and mutually rotated 180 degrees in the horizontal plane, each of which consists of a shaft with at least two rings fixed on it, forming the diameters of a truncated cone, connected between power strips evenly spaced at a predetermined distance from each other, forming a side conical surface of the roller, bearing cutting elements with the same pitch.