Рабочее оборудование подметально-уборочной машины

.ЯОЩ 2569 2//Е 01 НЗ/ 4(53) Е 01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рической щетке, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияэффективности подметания путем принудительного увеличения жесткостиворса в момент его отрывания оточищаемого покрытия, оно снабженодополнительным трубопроводом с радиальными отверстиями, неподвижно установленным внутри полой оси цилиндрической щетки и сообщенным с трубопроводом подачи среды, при этомворс выполнен в виде полых трубочек с осевыми каналами, сообщенф ными с радиальными отверстиями дополнительного трубопровода черезсквозные отверстия в полой осицилиндрической щетки. фи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 28.02.85. Бюл. У 8 (72) А.Б. Ермилов и А.Н. шаламов (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожный институт(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 цилиндНИЯ 1;,.;фЯЯЛЯЩ" Д.112. 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 торца3. Оборудование по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества обеспыливания воздуха в зоне подметания, осевые каналы ворса цилиндрической щетки выполнены сквозными.4. Оборудование по пп, 1 - 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 относитель 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 выражениемН К-Ь- 2 агссоз тс- = 2 агссоз -е Кгде - центральный угол зоны контакта ворса цилиндрической щеткис очищаемым покрытием;К - радиус вращения внешних торцов ворса щетки;Н - высота установки оси вращения щетки над очищаемым покрытием;Ь - величина деформации ворсащетки.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 111 .Недостатком известного устройства является плохое обеспыпивание воздуха (очистка воздуха от летучих 15 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 под метания 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 черезРадиальные 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 расаположена 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 1 О Н К-Ь= 2 агссоя - = 2 агссояК Кгде- центральный угол зоны контакта ворса цилиндрическойщетки с очищаемым покрытием;К - радиус вращения внешнихторцов ворса щетки;Н - высота установки оси вращения щетки над очищаемым 35покрытием;Ь - величина деформации ворсащетки.Кроме того, источник среды выпалнен в виде водяного насоса, сообщен 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 4тором 4, и всасывающим соплом 5, ко-. торые соединены через бункер 6. Кроме того, на базовом автомобиле Э установлен водяной бак 7, снабженный водяным насосом 8 для влажного обеспыливания зоны подметания,Цилиндрическая щетка .1 снабженаворсом 9, который выполнен в видеполых трубочек с осевыми каналами10 (фиг. 3 и 4). Внутри полой оси11 цилиндрической щетки 1, снабженной расположенными вдоль этой осисквозными отверстиями 12, установлен дополнительный трубопровод 13,соединенный трубопрсзодом 14 с источником среды под давлением, Трубопровод 1 Э снабжен радиальными отверстиями 15, которые выполнены впределах зоны, ограниченной центральным углом, который равен центральному углу зоны контакта ворса 9 с дорожным покрытием 6 и определяется соотношениемН К-Ь- 2 агссоя - = 2 агссояК К где К - радиус вращения ворса 9 цилиндрической щетки 1;Н - высота установки оси вращения щетки 1 над дорожным покрытием 16;Ь - величина деформации ворса 9щетки при взаимодействии с дорожным покрытием 16.Осевыеканалы 10 ворса 9 сообщены через сквозные отверстия 12 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, относительно ее вертикальной оси на угол 0,5. 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 155 1142 и сквозные отверстия 12 в оси 11 с осевыми каналами 10 ворса 9Рабочее оборудование подметальноуборочной машины функционирует сле дующим образом.5При поступательном движении базового автомобиля 3 цилиндрическая щетка 1 обычным образом опускается на дорожное покрытие 16 и вращается навстречу движению машины, как показано стрелкой К на фиг. 2, Вступая в контакт с дорожным покрытием 16, ворс 9 цилиндрической щетки 1 испытьвает изгибную деформацию, а при последующей потере контакта с дорожным покрытием ворс 9 выпрямляется, отбрасывая загрязнения по направлению вектора скорости 0 (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 зазоры, нарушающие герметичность щеточкой камеры (не показаны) вылетают наружу, что может привести к35 резкому увеличению запыленности воздуха над дорожным покрытием 16 после прохода подметально-уборочной машины.40 При подаче под давлением воздуха от источника среды - вентилятора 4 по магистрали 14 к неппдвижному трубопроводу 13 происходит истече- ние воздуха через радиальные отвер .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 0,5относительно 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 0 производят подавление пылеватых частиц, образуя 569 6 воздушную завесу и ограничивая перемещение пылеватых частиц направлением, показанным вектором Б на фиг.2. Скорость истечения потоков воздуха Б .через осевые каналы 10 ворса 9 выбирается меньшей относительно скорости 0 отбрасывания загрязнений ворзсом 9, поэтому траектория отброса крупных частиц загрязнений по вектору 0 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 изгибной 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) 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 угланецелесообразно вследствие того, что ворс 9 при .этом выходит из 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 испытьвают давление среды, распределенное по трапециевидной эпюре. В момент восстановления упругой изгибной деформации ворса 9 давление среды на стенки осевых каналов 10 создает дополнительный момент, восстанавливающий изгибную деформацию, аналогичную действиювнутреннего 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,д, а минимальное давление среды Р 1 соответствует свободному концу ворса, который испытывает минимальную изгибную деформацию. Вследствие принуди" 20 тельного увеличения жесткости ворса в момент его отрыва от дорожного покрытия 16 возрастает скорость отбрасывания загрязнений П, и соответственно повышается прицельность процесса от 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 минимальнь 1 е 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 значительную40 теплонапряженность в процессе трения о дорожное покрытие, причем теплонапряженность накапливается с каждым оборотом щетки 1, приводя к оплавлению концов ворса и механическому4 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 25-307. 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 далее 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 П 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 1 О 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 увег РГГУ исаж 500 ЯЯИДИ Заказ 673/ ил ал ППП ИатПоппнсн еит , г. Улгород, ул.проекте 9 11 личивать жесткость ворса в момент восстановления его упругой изгибной деформации. Кроме того, более высокая по сравнению с материалом синтетического ворса теплопередача средыв каналах 10 уменьшает тепловой износ ворса. еПреимущество изобретения состоит в том, что принудительное увеличение жесткости ворса в момент его отрыва от дорожного покрытия обеспечивает 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 Окак подвижной, так и неподвижной среды в осевых каналах внутри ворсатакже уменьшает его тепловой и ме-ханический износ и существенно увеличивает долговечность ворса. Крометого, существенно повышается качество сухого и влажного обеспыливания воздуха в зоне подметания и вдвоздушном пространстве над дорож О ным покрытием после прохода подметально-уборочной машичы, что уменьшает износ двигателей автомобильного транспорта и улучшает санитарно-гигиенические условия для водиц телей и пешеходов . Улучшение качества подметания дорожного покрытияпозволяет уменьшить качество проходов .подметально-уборочной машиныи эа счет этого повысить ее эксплуатационную производительность.