RU2786384C1

RU2786384C1 - Machine for cleaning roads from snow and ice formations

Info

Publication number: RU2786384C1
Application number: RU2022113407A
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Репин; Александр Евгеньевич Пушкарев; Иван Иванович Воронцов
Filing date: 2022-05-18
Publication date: 2022-12-20

Abstract

FIELD: road surfaces processing and cleaning.

SUBSTANCE: invention relates to technical means of urban utilities and is intended for the processing and cleaning of road surfaces from compacted snow and ice. Machine for cleaning roads from snow and ice formations contains a base machine with a frame on which a hydraulic station is installed, a tank and pipelines for liquid reagents, a collector and sprinklers fixed on the frame of the machine, a tank with a conical bottom for bulk material, a mechanism for its supply and spreading device. The hydraulic station includes a pump for supplying liquid reagents and hydraulic motors for driving a bulk material feeder. Liquid reagent spraying devices and loose material spreading devices are made in the form of hydroabrasive jet heads. Loose material feed mechanism contains paddle feeder, pipeline, collector and is connected with jet heads by means of flexible pipelines. The tank for bulk materials is equipped with a vibrator and is mounted on the frame of the machine by means of anti-vibration supports.

EFFECT: increasing the efficiency of cleaning the road surface from snow-ice formations by creating the kinetic energy of a sand-liquid mixture jet, which ensures the destruction of the snow-ice formation layer due to hydrodynamic pressure and the penetration of the mixture to a solid surface.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам городского коммунального хозяйства и предназначено для обработки и очистки дорожных покрытий от уплотненного снега и льда.The invention relates to technical means of urban utilities and is intended for the processing and cleaning of road surfaces from compacted snow and ice.

Для зимнего содержания дорог используют плужные, щеточные и роторные снегоочистители, снегопогрузчики, машины для удаления уплотненного снега, машины для распределения минеральных и химических материалов по проезжей части, универсальные уборочные и тротуароуборочные машины (см. Ремонт и содержание автомобильных дорог: справочник и инженера дорожника / А.П. Васильев, В.И. Баловне, М.Б. Корсунский и др.; под редакцией А.П. Васильева. - М.: Транспорт, 1989, 287 с.). В последние годы наметилась тенденция к совершенствованию технологии зимней уборки дорог и скоростных магистралей, которая заключается в применении машин, выполняющих большее число технологических операций за один проход. Среди образцов такой техники можно назвать комбинированную машину для скоростного зимнего содержания ЭД-700. Базовое шасси Volvo FM-400, двигатель 294 кВт, колесная формула 6x4. Ширина плуга в рабочем положении 3600 мм, в наличии также имеется межосевая щетка с рабочей шириной 3390 мм. Вместимость бункера твердых реагентов 9 м³, емкости для жидкого реагента 3 м³. Рабочая ширина распределения реагентов 4-16 м. Возможна работа раздельно с жидким, твердым и увлажненным реагентами, плотность распределения твердого реагента 5-350 г/м², плотность распределения жидкого реагента от 10 до 150 г/м² (см. Технологии и машины для зимнего содержания городских дорог, https://osl.ru/article/7905-tehnologii-i-mashiny-dlva-zimnego-soderjaniya-gorodskih-dorog). После очистки дороги от снега с помощью плуга и межосевой щетки на поверхности может оставаться слой трудноудаляемого снежно-ледяного образования (СЛО), для химического разрушения которого производится разбрасывание сыпучих и разбрызгивание жидких реагентов. Для уменьшения скользкости поверхностей СЛО может разбрасываться и песок. Для распределения минеральных и химических материалов используют разбрасыватели, смонтированные на автомобильном шасси или прицепах, имеющих постоянное закрепленное или быстросъемные оборудование. Специальное оборудование распределителей состоит из бункера с запасом сыпучего материала, механизма подачи материала на разбрасывающее устройство и самого разбрасывающего дискового устройства. Для распределения жидких противогололедных материалов машина оборудуется цистерной, насосной станцией, распределителем и навесным разбрызгивателем. Разбрызгиватель может быть дисковым (Экомекс-РАРЗ, КО-829 А) и сопловым (Stratos B60-36-VALNCS) (см. Машины для содержания и ремонта городских и автомобильных дорог: Учебное пособие для вузов по дисциплине «Дорожные машины» / В.И. Баловнев, М.А. Беляев и др.; Под общ. Ред. В.И. Баловнева - Москва-Омск: ОАО «Омский дом печати», 2005, 768 с. С. 323-346). В одной машине может применяться распределение сыпучих и жидких материалов (ЭД-700, Stratos В60-36-VALNCS) - это комбинированные машины (КМ), считающиеся наиболее эффективными в группе машин для распределения антигололедных реагентов. К недостаткам указанных КМ относятся сложность конструкции устройства для подачи и распределения сыпучих материалов, включающего бункер для сыпучих материалов, конвейер, лоток, разбрасывающий диск, привод конвейера и диска; разбрызгивание жидких реагентов под низким давлением, вследствие чего поверхность СЛО только смачивается, поэтому для проникновения вглубь слоя льда требуется длительное время - отсюда, низкая эффективность процесса. Для механического удаления снежно-ледяного образования (СЛО) применяются машины с рабочими органами, позволяющими скалывать уплотненный снег и лед, со структурой нарушенной химическими материалами. Рабочие органы таких машин могут быть пассивного типа, которые выполнены, например, в виде гребенчатых ножей, срезающих снежный слой при движении машины вперед, а также специальные рабочие органы активного типа с инструментом, который имеет самостоятельный привод и перемещается во время работы машины относительно самой базовой машины (см. Ремонт и содержание автомобильных дорог: справочник и инженера дорожника / А.П. Васильев, В.И. Баловне, М.Б. Корсунский и др.; под редакцией А.П. Васильева. - М.: Транспорт, 1989, 287 с. С. 209-212). Общим недостатком механических устройств для удаления СЛО является сложность конструкции, которая влечет за собой высокую энергоемкость очистки. Также возможно повреждение поверхности дороги твердыми металлическими рабочими органами. Представляется целесообразным применение рабочих органов, вносящих механические частицы и жидкие реагенты в зону непосредственного контакта с дорожным покрытием путем одновременного их проникновения сквозь толщу СЛО за счет создания кинетической энергии струи песчано-жидкостной смеси (ПЖС). В технике известно применение высоконапорной струи ПЖС для выполнения различных технологических процессов. Данная технология получила название гидроабразивной обработки (ГАО), применяемой для резки каменных, полимерных и других материалов, очистки поверхности металлических отливок. В комплекс для ГАО входят: насос, режущая головка, разводка высокого давления, система подачи абразива, рама для крепления оборудования. Используются две системы подачи абразива: вакуумная, работающая по принципу пульверизатора, и та, что работает под давлением. Абразив засыпается в бункер, находящийся рядом с рабочим столом, и подается к рабочей головке по гибким шлангам (см. Латыпов Р.Р., Терегулов Н.Г., Харлов А.И. Некоторые сведения о гидрорезании материалов. Труды Уфимского ГАСУ, 1999; Технология водоструйной (гидро-) и гидроабразивной резки и раскроя материалов, http://akron-s.ru/articles/tehnologiya_vodostruinoj_gidro_i_gidroabrazivnoj_rezki_i_raskrova_materialov/). Для создания кинетической энергии струи песчано-жидкостной смеси (ПЖС) можно использовать специальные головки, схожие по конструкции с гидроабразивным инструментом для резки горных пород, состоящим из корпуса, к которому подведены трубопроводы подачи воды и абразива (песка в рассматриваемом случае). Внутри корпуса выполнена полость - камера смешивания, ограничиваемая снизу съемной частью корпуса с конфузором и коллиматором. В камере смешивания происходит контакт частиц абразива с высокоскоростной струей воды. В результате частицы абразива приобретают большую осевую скорость. Далее гидроабразивная струя проходит через конфузор и коллиматор, где осуществляется второй, более интенсивный этап внедрения абразивных частиц в струю воды. В конфузоре увеличивается плотность распределения абразивных частиц по его поперечному сечению и соответственно увеличивается количество частиц, непосредственно контактирующих с поверхностью струи, что способствует интенсификации процесса проникновения абразивных частиц в «тело» струи. В коллиматоре завершается процесс внедрения частиц в струю воды и осуществляется их ускорение до конечной скорости, с которой гидроабразивная струя воздействует по обрабатываемой горной породе (см. Бреннер В.А., Жабин А.Б., Пушкарев А.Е., Щеголевский М.М. Гидроабразивное резание горных пород. - М.; Издательство Московского государственного горного университета, 2003. - 279 с. С. 79-80). Из патентной литературы известны механические устройства для очистки поверхности дорог льда и снега (см. пат. РФ №2135671, №2135670, №2140480, №2129633, №2100524, №2133312, №2134323, №2136811, №2143018, №2176699). Общим недостатком данных механических устройств является сложность конструкции, приводящая к высокой энергоемкости очистки. Также возможно повреждение поверхности дороги твердыми металлическими рабочими органами.For winter road maintenance, plow, brush and rotary snow plows, snow loaders, machines for removing compacted snow, machines for distributing mineral and chemical materials along the roadway, universal cleaning and sidewalk sweepers are used (see Repair and maintenance of roads: a guide and road engineer / A. P. Vasiliev, V. I. Balovna, M. B. Korsunsky and others; edited by A. P. Vasiliev. - M.: Transport, 1989, 287 pp.). In recent years, there has been a trend towards improving the technology of winter cleaning of roads and highways, which consists in the use of machines that perform a greater number of technological operations in one pass. Among the examples of such equipment can be called a combined machine for high-speed winter maintenance ED-700. Volvo FM-400 base chassis, 294 kW engine, 6x4 wheel arrangement. The plow width in working position is 3600 mm, there is also a center broom with a working width of 3390 mm. The capacity of the bin for solid reagents is 9 m ³ , the capacity for liquid reagent is 3 m ³ . The working width of the distribution of reagents is 4-16 m. It is possible to work separately with liquid, solid and moistened reagents, the distribution density of the solid reagent is 5-350 g / m ² , the distribution density of the liquid reagent is from 10 to 150 g / m ² (see Technologies and machines for winter maintenance of city roads, https://osl.ru/article/7905-tehnologii-i-mashiny-dlva-zimnego-soderjaniya-gorodskih-dorog). After clearing the road of snow with the help of a plow and an interaxle brush, a layer of difficult-to-remove snow-ice formation (SSL) may remain on the surface, for the chemical destruction of which loose and liquid reagents are scattered and sprayed. To reduce the slipperiness of the Arctic Ocean surfaces, sand can also be scattered. For the distribution of mineral and chemical materials, spreaders are used mounted on a car chassis or trailers with permanent fixed or quick-detachable equipment. The special equipment of the distributors consists of a hopper with a supply of bulk material, a mechanism for supplying material to the spreader and the spreader disc itself. For the distribution of liquid anti-icing materials, the machine is equipped with a tank, a pumping station, a distributor and a mounted sprinkler. The sprinkler can be disc (Ekomeks-RARZ, KO-829 A) and nozzle (Stratos B60-36-VALNCS) (see Machines for the maintenance and repair of urban and highways: A textbook for universities in the discipline "Road Machines" / V. I. Balovnev, M. A. Belyaev and others, under the general editorship of V. I. Balovnev - Moscow-Omsk: Omsk Printing House OJSC, 2005, 768 pp. 323-346). In one machine, the distribution of bulk and liquid materials (ED-700, Stratos B60-36-VALNCS) can be used - these are combined machines (KM), which are considered the most effective in the group of machines for the distribution of anti-icing agents. The disadvantages of these KM include the complexity of the design of the device for supplying and distributing bulk materials, including a hopper for bulk materials, a conveyor, a tray, a spreading disc, a conveyor and disc drive; splashing of liquid reagents under low pressure, as a result of which the surface of the Arctic Ocean is only wetted, therefore, it takes a long time to penetrate deep into the ice layer - hence, the low efficiency of the process. For the mechanical removal of snow-ice formation (SLF), machines with working bodies are used that allow chipping off compacted snow and ice, with a structure disturbed by chemical materials. The working bodies of such machines can be of a passive type, which are made, for example, in the form of comb knives that cut off the snow layer when the machine moves forward, as well as special active-type working bodies with a tool that has an independent drive and moves during the operation of the machine relative to the most basic cars (see Repair and maintenance of roads: a reference book and a road engineer / A.P. Vasiliev, V.I. Balovna, M.B. Korsunsky and others; edited by A.P. Vasiliev. - M .: Transport, 1989, 287 pp. 209-212). A common disadvantage of mechanical devices for the removal of TSL is the complexity of the design, which entails a high energy consumption of cleaning. It is also possible to damage the road surface with hard metal working bodies. It seems expedient to use working bodies that introduce mechanical particles and liquid reagents into the zone of direct contact with the road surface by simultaneously penetrating them through the thickness of the Arctic Ocean due to the creation of the kinetic energy of the sand-liquid mixture (SLM) jet. It is known in the art to use a high-pressure PZhS jet to perform various technological processes. This technology is called waterjet machining (HJM), used for cutting stone, polymer and other materials, cleaning the surface of metal castings. The complex for GAO includes: a pump, a cutting head, high-pressure wiring, an abrasive supply system, a frame for attaching equipment. Two abrasive supply systems are used: vacuum, working on the principle of a spray gun, and one that works under pressure. The abrasive is poured into a hopper located next to the work table and fed to the working head through flexible hoses (see Latypov R.R., Teregulov N.G., Kharlov A.I. Some information about the hydrocutting of materials. Proceedings of the Ufimsky GASU, 1999 ; Technology of water-jet (hydro-) and water-jet cutting and cutting materials, http://akron-s.ru/articles/tehnologiya_vodostruinoj_gidro_i_gidroabrazivnoj_rezki_i_raskrova_materialov/). To create the kinetic energy of a sand-liquid mixture (SLS) jet, special heads can be used, similar in design to a hydroabrasive tool for cutting rocks, consisting of a body to which water and abrasive supply pipelines (sand in this case) are connected. A cavity is made inside the body - a mixing chamber, limited from below by a removable part of the body with a confuser and a collimator. In the mixing chamber, abrasive particles come into contact with a high-speed water jet. As a result, the abrasive particles acquire a high axial velocity. Further, the hydroabrasive jet passes through the confuser and the collimator, where the second, more intensive stage of the introduction of abrasive particles into the water jet is carried out. In the confuser, the density of distribution of abrasive particles over its cross section increases and, accordingly, the number of particles in direct contact with the jet surface increases, which contributes to the intensification of the process of penetration of abrasive particles into the "body" of the jet. In the collimator, the process of introducing particles into the water jet is completed and they are accelerated to the final speed, at which the hydroabrasive jet acts on the processed rock (see Brenner V.A., Zhabin A.B., Pushkarev A.E., Shchegolevsky M. M. Hydroabrasive cutting of rocks. - M.; Publishing house of the Moscow State Mining University, 2003. - 279 pp. pp. 79-80). Mechanical devices for cleaning the surface of roads of ice and snow are known from the patent literature (see US Pat. A common disadvantage of these mechanical devices is the complexity of the design, which leads to a high energy consumption of cleaning. It is also possible to damage the road surface with hard metal working bodies.

Известно устройство для удаления льда и наледи с различных поверхностей, способ действия которого основан на применении СВЧ-излучения с использованием передвижной установки, включающей узлы подвески с энергоблоком и электрическими связями. На передвижной установке установлен навесной излучатель, подключенный к энергоблоку питания СВЧ. Излучатель приближают к обрабатываемой поверхности и включают генератор СВЧ-излучения. Далее воздействуют СВЧ-излучением на зону сцепления ледяной корки и очищаемой поверхности. Разогрев направленным СВЧ-излучением способствует ослаблению молекулярной связи между льдом и обрабатываемой поверхностью. Теплый воздух от охлаждающей системы СВЧ-клистрона подают в зону воздействия СВЧ-излучения на поверхность. Ослабленную корку разрушают с помощью механического воздействия или переводят лед в жидкую фазу и отсасывают жидкость с помощью насоса (см. пат. РФ №2408760, Е01Н 5/10).A device for removing ice and ice from various surfaces is known, the method of operation of which is based on the use of microwave radiation using a mobile unit, including suspension units with a power unit and electrical connections. A mounted emitter connected to a microwave power supply unit is installed on the mobile unit. The emitter is brought closer to the treated surface and the microwave radiation generator is turned on. Next, microwave radiation is applied to the adhesion zone of the ice crust and the surface to be cleaned. Heating by directed microwave radiation contributes to the weakening of the molecular bond between the ice and the treated surface. Warm air from the cooling system of the microwave klystron is supplied to the zone of exposure to microwave radiation on the surface. The weakened crust is destroyed by mechanical action or the ice is transferred to the liquid phase and the liquid is sucked off using a pump (see US Pat. RF No. 2408760, E01H 5/10).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки дорожного покрытия при значительной толщине СЛО. Кроме того, устройство обладает высокой энергоемкостью процесса очистки, обусловленной сложностью конструкции.The disadvantage of this device is the low efficiency of cleaning the pavement with a significant thickness of the layer. In addition, the device has a high energy consumption of the cleaning process, due to the complexity of the design.

Известны устройства для нанесения жидкого реагента на поверхность дорог, установленные на транспортных средствах и содержащие емкости для жидкого реагента, систему трубопроводов, насосы и устройства для разбрызгивания, выполненные в виде дисков или системы сопел (см. пат. РФ №81735, №83074, №2398929, №2734623).Known devices for applying liquid reagent to the road surface, installed on vehicles and containing tanks for liquid reagent, piping, pumps and devices for spraying, made in the form of discs or nozzle systems (see US Pat. RF No. 81735, No. 83074, No. 2398929, No. 2734623).

Общий недостаток данных устройств - разбрызгивание жидких реагентов производится под низким давлением, вследствие чего поверхность СЛО только смачивается, поэтому для проникновения вглубь слоя льда требуется длительное время, отсюда низкая эффективность процесса очистки.A common drawback of these devices is that liquid reagents are sprayed under low pressure, as a result of which the surface of the Arctic Ocean is only wetted, so it takes a long time to penetrate deep into the ice layer, hence the low efficiency of the cleaning process.

Известен способ обработки дорог, заключающийся в том, что на ледяную поверхность дороги наносят твердые частицы в смеси с водой, для чего на шасси автомобиля устанавливают бак с теплоизолированными стенками и мешалкой в нем, заполняют бак водой и песком, размешивают воду с песком до состояния суспензии и наносят ее на дорожную поверхность. Вода может содержать и противозамерзающие химические реагенты. Достоинство метода - упрощение конструкции устройства для подачи сыпучих материалов (см. пат. РФ №2123082, Е01С 19/21, Е01С 11/24, Е01Н 10/00).A known method of treating roads, which consists in the fact that solid particles mixed with water are applied to the icy surface of the road, for which a tank with heat-insulated walls and a stirrer is installed on the chassis of the car, the tank is filled with water and sand, the water is mixed with sand to a state of suspension and apply it to the road surface. Water may also contain antifreeze chemicals. The advantage of the method is the simplification of the design of the device for supplying bulk materials (see US Pat. RF No. 2123082, E01C 19/21, E01C 11/24, E01H 10/00).

Недостаток известного способа - нанесение суспензии производится под низким давлением, не обеспечивающим нарушения целостности СЛО, в результате чего снижается эффективность обработки поверхности дороги.The disadvantage of the known method is that the application of the suspension is carried out at low pressure, which does not violate the integrity of the layer, as a result of which the efficiency of the road surface treatment is reduced.

Наиболее близким аналогом по конструкции к заявляемому устройству является комбинированная машина (КМ) для распределения жидких и сыпучих противогололедных материалов, состоящая из воронкообразного бункера сыпучего материала, механизма его подачи и разбрасывающего устройства, емкости для жидких реагентов, насосной станции, распределителя и навесного соплового разбрызгивателя (например, машина Stratos В60-36-VALNCS, см. Машины для содержания и ремонта городских и автомобильных дорог: Учебное пособие для вузов по дисциплине «Дорожные машины» / В.И. Баловнев, М.А. Беляев и др.; Под общ. Ред. В.И. Баловнева. - Москва-Омск: ОАО «Омский дом печати», 2005. - С. 342-346).The closest analogue in design to the claimed device is a combined machine (KM) for distributing liquid and bulk anti-icing materials, consisting of a funnel-shaped bulk material hopper, a feed mechanism and a spreading device, a container for liquid reagents, a pumping station, a distributor and a hinged nozzle sprinkler ( for example, the Stratos B60-36-VALNCS machine, see Machines for the maintenance and repair of urban and highways: A textbook for universities in the discipline "Road Machines" / V. I. Balovnev, M. A. Belyaev and others; Edited by V. I. Balovnev, Moscow-Omsk: OJSC Omsk Press House, 2005, pp. 342-346).

Недостаток данного технического решения является невысокая эффективность процесса очистки дорожного покрытия, обусловленная разбрызгиванием жидких реагентов под низким давлением, вследствие чего поверхность СЛО только смачивается, поэтому для проникновения вглубь слоя льда требуется длительное время. Кроме того, устройство содержит множество конструктивных элементов, что обуславливает сложность его конструкции.The disadvantage of this technical solution is the low efficiency of the pavement cleaning process, due to the spraying of liquid reagents under low pressure, as a result of which the surface of the Arctic Ocean is only wetted, therefore, it takes a long time to penetrate deep into the ice layer. In addition, the device contains many structural elements, which causes the complexity of its design.

Техническая проблема известных технических решений, заключается в невысокой эффективности процесса очистки дорожного покрытия от снежно-ледяных образований, обусловленной разбрызгиванием жидких реагентов под низким давлением, что не позволяет реагентам проникнуть вглубь слоя льда за короткое время.The technical problem of the known technical solutions lies in the low efficiency of the process of cleaning the road surface from snow and ice formations, due to the spraying of liquid reagents under low pressure, which does not allow the reagents to penetrate deep into the ice layer in a short time.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что машина для очистки дорог от снежно-ледяных образований содержит базовую машину с рамой, на которой установлена гидравлическая станция, бак и трубопроводы для жидких реагентов, коллектор и разбрызгивающие устройства, закрепленные на раме машины, бак с коническим днищем для сыпучего материала, механизм его подачи и разбрасывающее устройство. Гидравлическая станция включает насос для подачи жидких реагентов и гидромоторы для привода устройства подачи сыпучего материала. Разбрызгивающие устройства жидкого реагента и разбрасывающие устройства сыпучего материала выполнены в виде гидроабразивных струйных головок. Механизм подачи сыпучего материла содержит лопастной питатель, трубопровод, коллектор и связан со струйными головками посредством гибких трубопроводов. Бак для сыпучих материалов снабжен вибратором и установлен на раме машины посредством виброзащитных опор.The essence of the claimed invention lies in the fact that the machine for clearing roads from snow and ice formations contains a base machine with a frame on which a hydraulic station is installed, a tank and pipelines for liquid reagents, a collector and sprinklers mounted on the frame of the machine, a tank with a conical bottom for bulk material, the mechanism of its supply and the spreading device. The hydraulic station includes a pump for supplying liquid reagents and hydraulic motors for driving a bulk material feeder. Liquid reagent spraying devices and loose material spreading devices are made in the form of hydroabrasive jet heads. Loose material feed mechanism contains paddle feeder, pipeline, collector and is connected with jet heads by means of flexible pipelines. The tank for bulk materials is equipped with a vibrator and is mounted on the frame of the machine by means of anti-vibration supports.

Технический результат, обусловленный заявляемым изобретением, заключается в повышении эффективности очистки поверхности дорог от снежно-ледяных образований за счет создания кинетической энергии струи песчано-жидкостной смеси (ПЖС), обеспечивающей разрушение слоя СЛО за счет гидродинамического давления и проникновения ПЖС до твердой поверхности дороги с последующим отрывом кусков СЛО от поверхности дороги. Кроме того, заявляемая конструкция позволяет упростить устройство для подачи и распределения сыпучих материалов.The technical result due to the claimed invention is to increase the efficiency of cleaning the road surface from snow and ice formations by creating the kinetic energy of the sand-liquid mixture (SLM) jet, which ensures the destruction of the layer of the SLW due to hydrodynamic pressure and the penetration of the SLM to the solid road surface, followed by detachment of pieces of the Arctic Ocean from the road surface. In addition, the proposed design makes it possible to simplify the device for supplying and distributing bulk materials.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

- на фиг. 1 схематично изображен общий вид заявляемой машины, вид сбоку;- in Fig. 1 schematically shows a general view of the claimed machine, side view;

- на фиг. 2 - вид сзади.- in Fig. 2 - rear view.

Машина для очистки дорог от снежно-ледяных образований содержит базовую машину 1 с рамой 2, на которой установлена гидравлическая станция 3, бак для жидких реагентов 4, бак для сыпучего материала 5 с коническим днищем, лопастным питателем 6 и вибратором 7. Нагнетательная линия насоса для жидких реагентов насосной станции 3 связана с напорным трубопроводом 8, на конце которого установлен распределительный коллектор 14 жидких реагентов, связанный трубопроводами со входными линиями струйных головок 11, установленных посредством кронштейна 10 на раме 2. Выходной сектор лопастного питателя 6 связан с напорным трубопроводом 9 сыпучего материала, на конце которого установлена коллектор 12, связанный гибкими трубопроводами 13 со входными линиями для сыпучего материала головок 11, в которых происходит смешивание жидких реагентов с сыпучим материалом. Струйная головка 11 имеет конструкцию аналогичную гидроабразивному инструменту для резки в горных породах. Количество струйных головок 11 определяется по условию получения сплошной полосы разрушенного слоя СЛО (см. фиг. 2). Гидравлическая станция 3 выполнена с возможностью работы как от раздаточной коробки базового шасси, так и от собственного двигателя (внутреннего сгорания, гидравлического) и содержит насос для привода гидромоторов насоса подачи жидкого реагента, питателя 6 и вибратора 7, распределители и систему управления. Снабжение механизма подачи сыпучего материла лопастным питателем, трубопроводом, коллектором и гибкими трубопроводами для связи со струйными головками значительно упрощает конструкцию машины, снижая металлоемкость. Снабжение бака для сыпучих материалов вибратором и установка на раме машины посредством виброзащитных опор исключает слеживание и смерзание сыпучего материала и облегчает подачу материала к питателю. Данное нововведение способствует также повышению эффективности работы устройства. Связь коллектора со струйными головками посредством гибких трубопроводов упрощает конструкцию и монтаж устройства. Исполнение разбрызгивающих устройств жидкого реагента и разбрасывающих устройств сыпучего материала совместно в виде гидроабразивных струйных головок обеспечивает создание высоконапорной гидроабразивной струи, способной разрушать слой СЛО за счет гидродинамического напора струи с проникновением до твердой поверхности дороги с последующим отрывом кусков СЛО от поверхности дороги. Данный процесс многократно ускоряет разрушение слоя СЛО, что повышает производительность и, следовательно, эффективность устройства.The machine for cleaning roads from snow and ice formations contains a base machine 1 with a frame 2, on which a hydraulic station 3, a tank for liquid reagents 4, a tank for bulk material 5 with a conical bottom, a vane feeder 6 and a vibrator 7 are installed. liquid reagents of the pumping station 3 is connected to a pressure pipeline 8, at the end of which there is a distribution manifold 14 of liquid reagents, connected by pipelines with the inlet lines of the jet heads 11, installed by means of a bracket 10 on the frame 2. The output sector of the vane feeder 6 is connected to the pressure pipeline 9 of bulk material , at the end of which a collector 12 is installed, connected by flexible pipelines 13 with the inlet lines for bulk material of the heads 11, in which liquid reagents are mixed with bulk material. The jet head 11 has a structure similar to that of a waterjet rock cutting tool. The number of jet heads 11 is determined by the condition of obtaining a continuous strip of the destroyed layer of the SLO (see Fig. 2). The hydraulic station 3 is designed to operate both from the transfer case of the base chassis and from its own engine (internal combustion, hydraulic) and contains a pump for driving hydraulic motors of the liquid reagent supply pump, feeder 6 and vibrator 7, distributors and a control system. The provision of the bulk material feed mechanism with a paddle feeder, a pipeline, a manifold and flexible pipelines for connection with the jet heads greatly simplifies the design of the machine, reducing the metal consumption. The provision of the tank for bulk materials with a vibrator and installation on the frame of the machine by means of vibration-proof supports prevents caking and freezing of bulk material and facilitates the supply of material to the feeder. This innovation also improves the efficiency of the device. Connecting the manifold to the jet heads via flexible pipes simplifies the design and installation of the device. The execution of liquid reagent spraying devices and bulk material spreading devices together in the form of hydroabrasive jet heads provides the creation of a high-pressure hydroabrasive jet capable of destroying the layer of the Arctic Ocean due to the hydrodynamic pressure of the jet with penetration to the hard road surface with subsequent separation of pieces of the Arctic Ocean from the road surface. This process greatly accelerates the destruction of the SLA layer, which increases the productivity and, consequently, the efficiency of the device.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device works as follows.

Воздействие на слой снежно-ледяного образования 16 производится посредством гидроабразивных струй 15, формируемых в струйных головках 11. Причем напор струй должен обеспечивать разрушение слоя 16 за счет гидродинамического давления и проникновение жидкостно-абразивной смеси (ЖАС) сквозь слой 16 до твердой поверхности дороги 17 с последующим отрывом кусков СЛО от поверхности дороги. Процесс разрушения слоя СЛО включает начальную фазу, при которой происходит проникновение ЖАС сквозь слой СЛО до поверхности дороги. На этой фазе гидродинамическое давление струи должно превышать предел прочности СЛО на сжатие. Вторая фаза - проникновение ЖАС под давлением в пространство между слоем СЛО и поверхностью дороги с последующим отрывом кусков СЛО от поверхности дороги. Третья фаза - при движении машины производится разрезание уже ослабленного слоя СЛО и окончательное его разрушение. На этой фазе требуемое гидродинамическое давление струи в разы меньше, чем на первых двух. Следует отметить, что давление, развиваемое насосами комбинированных дорожных машин может достигать 10 МПа (см. Поливомоечные и поливальные машины: виды, популярные модели, модификации, https://mtz-80.ru/bez-rubriki/polivomoechnye-i-polivalnye-mashiny-vidy-populyarnye-model-modifikacii). Это значит, что и гидродинамическое давление струи ЖАС будет не меньше этой величины, что кратно превышает на только предел прочности на сжатие СЛО, но и чистого льда (см. Коновалов С.В. Обзор физико-механических свойств льда, https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-fiziko-mehanicheskih). Жидкость поступает в головки 11 от гидравлической станции 3 через напорный трубопровод 8 и коллектор жидких реагентов 14. Сыпучий материал поступает в головки 11 из бака 5 через питатель 6, напорный трубопровод 9, коллектор сыпучих материалов 12 и гибкие трубопроводы 13. В головках 11 происходит смешивание жидкого реагента и сыпучего материала и формирование высоконапорных струй 15. Вибратор 7 служит для исключения слеживания и смерзания сыпучего материала и облегчения подачи материала к питателю 6. Бак 5 установлен на раму 2 посредством виброзащитных опор. Скорость движения машины определяется исходя из прочностных характеристик и толщины слоя СЛО.The impact on the layer of snow-ice formation 16 is carried out by means of hydroabrasive jets 15 formed in the jet heads 11. Moreover, the pressure of the jets should ensure the destruction of the layer 16 due to hydrodynamic pressure and the penetration of the liquid-abrasive mixture (LMA) through the layer 16 to the solid surface of the road 17 s subsequent detachment of pieces of the Arctic Ocean from the road surface. The process of destruction of the layer of the Arctic Ocean includes the initial phase, in which the penetration of JAS through the layer of the Arctic Ocean to the road surface occurs. At this phase, the hydrodynamic pressure of the jet must exceed the compressive strength of the SLO. The second phase is the penetration of JAS under pressure into the space between the layer of the Arctic Ocean and the road surface, followed by the separation of pieces of the Arctic Ocean from the road surface. The third phase - when the machine is moving, the already weakened layer of the Arctic Ocean is cut and its final destruction. In this phase, the required hydrodynamic pressure of the jet is several times less than in the first two. It should be noted that the pressure developed by the pumps of combined road machines can reach 10 MPa (see Watering and watering machines: types, popular models, modifications, mashiny-vidy-popularnye-model-modifikacii). This means that the hydrodynamic pressure of the JAS jet will not be less than this value, which is a multiple of not only the ultimate compressive strength of the Arctic Ocean, but also of pure ice (see Konovalov S.V. Review of the physical and mechanical properties of ice, https://cyberleninka .ru/article/n/obzor-fiziko-mehanicheskih). The liquid enters the heads 11 from the hydraulic station 3 through the pressure pipeline 8 and the collector of liquid reagents 14. Bulk material enters the heads 11 from the tank 5 through the feeder 6, the pressure pipeline 9, the bulk materials collector 12 and flexible pipelines 13. Mixing takes place in the heads 11 liquid reagent and bulk material and the formation of high-pressure jets 15. The vibrator 7 serves to prevent caking and freezing of bulk material and facilitate the supply of material to the feeder 6. Tank 5 is mounted on frame 2 by means of vibration protection supports. The speed of the machine is determined on the basis of the strength characteristics and thickness of the layer of SL.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет повысить эффективность очистки поверхности дорог от снежно-ледяных образований (СЛО) путем разрушения слоя СЛО высоконапорной гидроабразивной струей из смеси жидкого химического реагента с сыпучим материалом.Thus, the claimed device makes it possible to increase the efficiency of cleaning the road surface from snow-ice formations (SLO) by destroying the SLO layer with a high-pressure hydroabrasive jet from a mixture of a liquid chemical reagent with bulk material.

Claims

A machine for cleaning roads from snow and ice formations, comprising a base machine with a frame on which a hydraulic station is installed, including a pump for supplying liquid reagents and hydraulic motors for driving a bulk material supply device, a tank and pipelines for liquid reagents, a manifold and spraying devices, fixed on the frame of the machine, a tank with a conical bottom for bulk material, a mechanism for its supply and a spreading device, characterized in that the liquid reagent sprinklers and the bulk material spreaders are made in the form of hydroabrasive jet heads, the bulk material supply mechanism contains a paddle feeder, a pipeline, a collector and is connected to the jet heads through flexible pipelines, the tank for bulk materials is equipped with a vibrator and mounted on the frame of the machine by means of anti-vibration supports.