Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА

Изобретение относится к устройствам типа траншеекопателей, роторных и карьерных экскаваторов.

Известно устройство для разработки грунта включающее рабочий орган с корпусом, герметичную камеру, в которой установлен барабан с намотанным на него рукавом, конец которого вывернут наизнанку с возможностью взаимодействия с корпусом рабочего органа и закреплен в отверстии камеры, систему подачи в камеру рабочего агента, поддон на котором установлен рабочий орган с возможностью взаимодействия с поддоном посредством шарнира, а в корпусе рабочего органа выполнена коническая полость, в которой расположен рукав и тор, заполненный жидкостью, при этом поддон снабжен упором, который установлен с возможностью взаимодействия с нижней стенкой тора (Авторское свидетельство СССР на изобретение №1514881, дата публикации - 15.10.1989 г. - второй вариант устройства).

Недостатком устройства является относительно низкая надежность в работе, т.к. при проколах оболочки тора жидкость вытекает из его полости и устройство теряет работоспособность, также при перекатывании тора наблюдается неравномерный износ его оболочки из-за наличия локальных участком изгиба.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является устройство для разработки грунта, включающее установленный на поддоне с возможностью взаимодействия с ним посредством шарнира рабочий орган с корпусом и герметичную камеру, в которой установлен барабан с намотанным на него рукавом, конец которого вывернут наизнанку с возможностью взаимодействия с корпусом рабочего органа и закреплен в отверстии камеры, систему подачи в камеру рабочего агента, в рабочем органе выполнена коническая полость для размещения рукава, при этом рабочий орган имеет торообразный элемент (тор) из эластичной непроницаемой оболочки с винтообразно скрученными внутренними стенками и жидким заполнителем, причем тор расположен в конической полости, а поддон-упор установлен с возможностью взаимодействия с нижней стенкой тора, в местах контактов верхней и нижней частей тора с рабочим органом в конической полости расположены два цилиндрических ролика шириной, равной ширине тора, закрепленных на осях, прикрепленных к боковым стенкам конической полости (см. патент Азербайджанской Республики на изобретение № 2011 0034, 2011 г.).

Недостатком указанного устройства-прототипа является недостаточная надежность в работе, т.к. при проколах или разгерметизации тора жидкий заполнитель вытекает из его полости и устройство теряет свою работоспособность.

Задачей изобретения является повышение надежности устройства в работе.

Для решения поставленной задачи в устройстве для разработки грунта, включающем установленный на поддоне с возможностью взаимодействия с ним посредством шарнира рабочий орган с корпусом и герметичную камеру, в которой установлен барабан с намотанным на него рукавом, конец которого вывернут наизнанку с возможностью взаимодействия с корпусом рабочего органа и закреплен в отверстии камеры, систему подачи в камеру рабочего агента; в рабочем органе выполнена коническая полость для размещения рукава, при этом рабочий орган имеет торообразный элемент (тор) из эластичной непроницаемой оболочки с винтообразно скрученными стенками и упругим заполнителем, причем тор расположен в конической полости, а поддон-упор установлен с возможностью взаимодействия с нижней стенкой тора, в местах контактов верхней и нижней частей тора с рабочим органом в конической полости расположены два цилиндрических ролика шириной, равной ширине тора, закрепленных на осях, прикрепленных к боковым стенкам конической полости, в качестве заполнителя тора используется цилиндрический вкладыш с центральным отверстием по продольной оси, диаметром, превышающим диаметр винтообразно скрученных внутренних стенок тора, поверхность вкладыша покрыта антифрикционной смазкой, а сам вкладыш выполнен двухслойным из упругосжимаемого внешнего слоя и жесткого трубчатого внутреннего слоя, который формирует недеформируемое центральное отверстие вкладыша.

Сущность изобретения заключается в том, что наличие упругого цилиндрического вкладыша с центральным отверстием, являясь основным новым признаком, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в невозможности утечки заполнителя тора при проколах или разгерметизации оболочки тора. Такой новый признак, как превышение диаметра центрального отверстия вкладыша диаметра винтообразно скрученных внутренних стенок тора, позволяет предложенному техническому решению проявить новое свойство, заключающееся в свободном прохождении внутренних стенок тора через нетекучий упругий заполнитель при перекатывании тора. Такой новый признак, как выполнение торообразного вкладыша двухслойным, с внутренним жестким трубчатым слоем, позволяет предложенному техническому решению проявить новое свойство, заключающееся в том, что исключается возможность упругого защемления внутренних стенок тора в процессе работы. Такой новый признак, как покрытие всей поверхности вкладыша антифрикционной смазкой, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что с антифрикционной смазкой сохраняется свойство торобооразной оболочки перекатываться при наличии нетекучего вкладыша в полости тора. Перечисленные новые признаки и свойства предложенного технического решения отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению проявить эффективность, позволяющую гарантировать работоспособность устройства при проколах или разгерметизации тора.

Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень». На фиг. 1 изображен общий вид устройства.

Устройство состоит из базовой машины 1, герметичной камеры 2 с барабаном 3 и рукавом 4, конец 5 которого вывернут наизнанку и закреплен в патрубке 6.

Рабочий органе 7 содержит лопату 8 с крыльями 9 и лезвиями 10. Камера сообщена через клапан 11 с атмосферой и системой 12 подачи рабочего агента. Рабочий орган установлен на поддоне 13 с шарниром 14. Поддон 13 имеет упор 15, а рабочий орган снабжен тором 16. Внутренние стенки 17 тора 16 выполнены винтообразно скрученными. Причем степень скрученности должна быть такой, чтобы из внутренних стенок тора получился жгут, при этом не допускается избыточная скрученность, которая приводит к выходу внутренних стенок за пределы линейного равновесия. В конической полости 18 рабочего органа 7 в местах контакта верхней и нижней частей тора с 16 рабочим органом 7 установлены на осях вращения 19 верхний 20 и нижний 21 цилиндрические ролики.

В полости тора 16 имеется упругий цилиндрический вкладыш 22 с центральным отверстием 23 по оси. Вкладыш 22 выполнен двухслойным из внешнего упругосжимаемого слоя 24 и жесткого трубчатого внутреннего слоя 25 и покрыт смазкой.

Устройство работает следующим образом.

Лопату 8 с поддоном 13 устанавливают в траншею. Системой 12 в камеру закачивают газ. Рукав 4 начинает сматываться с барабана 3 и толкает рабочий орган 7 с лопатой 8. Тор 16 не мешает раскрытию рукава 4, т.к. при трении с его стенками сам перекатывается. При этом при перекатывании тора 16 с одной стороны внутренние стенки 17, переходя во внешние, раскручиваются, а с другой стороны внешние стенки тора, переходя во внутренние, скручиваются. Вкладыш 22 внутри тора 16 не мешает перекатыванию последнего, т.к. вся поверхность вкладыша 22 покрыта антифрикционной смазкой, например техническим маслом, которая способствует снятию избыточного трения между вкладышем 22 и внутренней поверхностью оболочки тора.

У вкладыша 22 внешний слой 24 выполнен, например, из технического каучука, а внутренний слой 25, например, из металлической или пластмассовой трубы. Ввиду того что диаметр центрального отверстия 23 у вкладыша 22 чуть превышает диаметр винтообразно скрученных внутренних стенок 17 тора, то защемление последних при перекатывании тора и упругой деформации вкладыша 22 не происходит.

При увеличении сопротивления грунта в лопате 8 в полости рукава 4 повышается давление и тор 16 давит на лопату 8 снизу и опрокидывает ее. После этого давление в рукаве 4 снижают и тор под весом лопаты 8 возвращается на место. При этих действиях тор 6 в своих верхних и нижних частях контактирует с лопатой 8 через верхний 20 и нижний 21 цилиндрические ролики, которые установлены на осях вращения 19, прикрепленных к боковым стенкам конической полости 18. Перемещаясь, тор 16 перекатывается, а ролики 20 и 21 способствуют наиболее удобной реализации эффекта перекатывания.

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства по сравнению с устройством-прототипом заключается в том, что при проколе или разгерметизации оболочки тора последний продолжает выполнят свои функции, что позволяет достигнуть повышения надежности устройства в работе.