Технологическое оборудование для уборки, транспортировки снега, гололеда

ВВЕДЕНИЕ

Природно-климатические условия значительной части территории России характеризуются большим количеством осадков в зимний период. Поэтому одной из важнейших задач городского хозяйства является уборка снега с городских магистралей в зимний период. Современные транспортные нагрузки на дороги даже в сельской местности требуют постоянного ухода за дорожным полотном в зимний период. Если же рассматривать крупные города, то зимнюю уборку магистралей смело можно сравнивать с ликвидацией последствий стихийного бедствия. Сильный снегопад и гололедные явления способны привести город к состоянию коллапса, когда «пробки» образуются на всех дорогах и даже специальный транспорт не в состоянии проехать к месту назначения. Отличие зимней уборки городских магистралей от уборки дорог за пределами города заключается в отсутствии мест для складирования снега. Современная мощная дорожная техника способна сдвинуть снег к лотковой части дороги и отбросить его на необходимое расстояние за обочину. Однако на городской магистрали сразу за лотковой частью идет тротуар для прохода пешеходов, а за ним – дома. Поэтому снег с городских магистралей необходимо вывозить, а это – процесс дорогостоящий.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УБОРКИ, ТРАНСПОРТИРОВКИ СНЕГА, ГОЛОЛЕДА

Природно-климатические условия значительной части территории России характеризуются большим количеством осадков в зимний период.Уборка городских территорий, в зависимости от погодных условий требует особого подхода и имеет свои отличительные особенности. В зимний период основной задачей городского хозяйства является уборка дорожных покрытий для обеспечения нормальной работы городского транспорта и движения пешеходов.Современные транспортные нагрузки на дороги требуют постоянного ухода за дорожным полотном в зимний период, а зимнюю уборку смело можно сравнивать с ликвидацией последствий стихийного бедствия. Сильный снегопад способны привести город к состоянию коллапса, когда «пробки» образуются на всех дорогах и даже специальный транспорт не в состоянии проехать к месту назначения.Проблема зимней уборки городских территорий малых городов заключается в отсутствии специализированной техники и полигонов  для складирования и утилизации снега. Современная мощная дорожная техника способна сдвинуть снег к лотковой части дороги и отбросить его на необходимое расстояние за обочину. Поэтому снег с городских дорог  вывозится, а это – процесс дорогостоящий, кроме того приводит к дополнительной экологической нагрузке.Установка для растапливания снега и льда - это инженерное сооружение, обеспечивающее приём снега, удалённого с территорий города снегоуборочной техникой, растапливание его, очистку полученной талой воды от различного рода загрязнений, содержавшихся в снеге и слив очищенной воды в сточные сети города. Снегоплавильная установка включает в себя:- бункер (ёмкость), служащий одновременно для приема снеговой массы и для её растапливания;- тепловыделяющий элемент (ТВЭл) который расположен в бункере. От типа источника энергии, используемого в установке, тепло к ТВЭлу может доставляться теплоносителем или выделяться непосредственно в нём.- тепловой пункт- узел установки, обеспечивающий передачу энергии к ТВЭлу, называется;- узел очистки полученной при плавлении снеговой массы талой воды. Состоит как правило из двух ступеней: на первой производится удаление тяжелых нерастворенных в воде загрязнений (песка, щебня и т.п.), на второй - удаление различного рода взвесей и примесей нефтепродуктов, которые могут содержаться в снежной массе.-система слива талой воды. Она может быть либо самотечной, либо принудительной.Источник энергии, в любой снегоплавильной установке для получения тепла, используемого при плавлении снега, может использоваться практически любой доступный в данном конкретном месте:- электричество;- тепло тепловых сетей (как прямое, так и обратное);- дизельное топливо;- газ.  Снегоплавильные установки могут быть исполнены в нескольких вариантах:-Мобильные – выполнены на базе автотранспорта;-Стационарные - выполнены в модульном исполнении;-Малогабаритные для крыш – выполнены в компактном исполнении.Мобильные установки:-Способны расплавить 100-300 кубометров снега в час;-Источник тепла: газ, дизельное топливо, электричество, горячая вода;-Передвигаются в любую часть города и остаются до полной утилизации снега на обозначенном участке.-Время работы на одной заправке: не менее 8 часов;-Время работы до очистки: в зависимости от степени загрязнения снега, не менее 4-х часов;Стационарные установки:-Установка способна расплавить до 300 кубометров снега в час;-Источник тепла: газ, дизельное топливо, электричество, горячая вода;-Должна устанавливаться в пункт сбора снег, разделена на модуль сбора снега и технологический модуль;-Время работы на одной заправке: 8 часов;-Время работы до очистки: в зависимости от степени загрязнения снега, не менее 4-х часовРежим работы снегоплавильной установки: снежные массы грузовой или экскаваторной спецтехникой загружаются в приемный бункер, который уже в работающей снегоплавильной установке заполнен теплой водой. В этой воде и происходит процесс топления снега. Заполненная вода посредствам теплообменников постоянно подогревается и поддерживается температура необходимая для быстрого и эффективного таянья снега. Существуют установки которые могут запускаться и без наполнения бункера водой, такие установки называются снегоплавильными пунктами сухого запуска.В большинстве случаев для оптимальной работы требуется расположение рядом с установкой источника холодной/горячей воды.Так вот в процессе таянья снега, уровень воды в плавильне все выше и выше поднимается. Как только уровень воды достигает дренажных отверстий фильтрующего отсека, происходит ее слив в канализационные трубы, либо в ливневою канализацию. Далее процесс циклично продолжается и вследствие происходит очень быстрая утилизация снежного покрова с расчищаемой территории.Изобретения относятся к области эксплуатационного содержания автомобильных дорог и предназначены для уборки с них снега. Способ уборки снега заключается в том, что непосредственно на месте уборки снег загружают в смонтированную на самоходном транспортном средстве обогреваемую теплоизолированную емкость с разгрузочным приспособлением, осуществляют перемещение самоходного транспортного средства, нагрев загруженной массы и перемешивание снега с талой водой лопастной мешалкой, реверсивно вращающейся относительно продольно расположенной в емкости оси, затем емкость разгружают, при этом внутренние стенки емкости нагревают предварительно или в процессе загрузки снега до температуры 120-180oС до образования из, по крайней мере, части снега талой воды, перед перемешиванием устанавливают скорость вращения мешалки обратно пропорционально плотности загружаемого снега или прямо пропорционально интенсивности загрузки емкости снегом, загрузку производят погрузчиком, соединенным с транспортным средством на период загрузки предпочтительно жесткой сцепкой. Устройство для уборки снега содержит установленную на самоходном транспортном средстве теплоизолированную емкость с загрузочным люком и со стенками, обогреваемыми до температуры 120-180oС горелками жаровых труб, с разгрузочным приспособлением в торцевой нижней части, смонтированную в полости емкости на продольной оси лопастную мешалку реверсивного действия, при этом оно снабжено устройством для подвода горячих газов от горелок жаровых труб после обогрева ими емкости к загрузочному люку в зону подачи снега, часть длины разгрузочного приспособления содержит систему обогрева, предпочтительно горячими газами, причем емкость установлена шарнирно на транспортном средстве и снабжена механизмом ее наклона в сторону разгрузочного приспособления для удаления талой воды и/или смоченного снега или оставшихся после фильтрации продуктов. Техническим результатом является повышение эффективности уборки снега при интенсификации процесса его утилизации, снижении материальных затрат и обеспечении экологической чистоты процесса. 2 с. и 12 з. п.ф-лы, 4 ил.Изобретения относятся к области эксплуатационного содержания автомобильных дорог и предназначены для уборки с них снега.Известны способ уборки снега и устройство для его осуществления, в котором подбираемый с дороги снег элеватором подают через люк в емкость, нагретую горячими газами топки и отработанными газами двигателя, в которой осуществляется таяние снега с последующим накоплением полученной воды в прицепном к устройству баке или сливом ее в сточные колодцы (патент SU 7313, 1928).Известны также способ уборки снега и устройство для его осуществления, выполненное в виде базовой машины с рабочим органом фрезерного типа для подбора снега, направляющего снег для таяния в теплоизолированную камеру таяния, имеющую замкнутую систему циркуляции талой воды, и расположенный над ней резервуар для соли (патент SU 363253, 1972).Наиболее близкими из известных являются способ уборки снега и устройство для его осуществления, в котором на самоходном шасси смонтированы горелочное устройство и ванна для таяния снега, имеющая в нижней части периодически очищаемые пескосборники с наклонными днищами и затворами. Снег загружается в ванну, предварительно заполненную водой, где плавится за счет тепла, получаемого от горелочного устройства (авторское свидетельство SU 305233, 1971 г.).Известные решения, как в части способа уборки снега, так и в части устройств, реализующих известные способы уборки снега, не обеспечивают достаточной интенсивности процесса при снижении требуемых на это материальных затрат и соблюдении достаточно высокой экологической чистоты процесса.Задачей настоящих технических решений является повышение эффективности уборки снега при интенсификации процесса его утилизации, снижении материальных затрат и обеспечении экологической чистоты процесса.Достигается это тем, что в способе уборки снега погрузчиком непосредственно на месте уборки снег загружают в обогреваемую теплоизолированную емкость с разгрузочным приспособлением, смонтированную на самоходном транспортном средстве, предпочтительно, соединенным на период загрузки снега жесткой сцепкой с погрузчиком, осуществляют нагрев стенок емкости до образования из, по крайней мере, части снега талой воды и разгрузку емкости путем удаления из нее талой воды и/или смоченного снега, причем в процессе таяния снега и/или удаления талой воды и/или смоченного снега через разгрузочное приспособление осуществляют перемещение самоходного транспортного средства и перемешивание снега с талой водой лопастной мешалкой, реверсивно вращающейся относительно продольно расположенной в емкости оси. При этом загрузку емкости снегом производят до заполнения ее талой водой или смесью талой воды со смоченным снегом не менее чем на 70% объема емкости. Перед перемешиванием снега с талой водой устанавливают скорость вращения лопастной мешалки обратно пропорционально его плотности загружаемого снега или прямо пропорционально интенсивности загрузки емкости снегом. В процессе перемешивания снега с талой водой осуществляют фильтрацию и циркуляцию талой воды в полости емкости. Для удаления талой воды и/или смоченного снега емкость устанавливают с наклоном в сторону разгрузочного приспособления, по крайней мере, часть которого в процессе загрузки и перемешивания снега обогревают, предпочтительно горячими газами. Нагрев внутренних стенок емкости предварительно или в процессе загрузки снега осуществляют до температуры 120-180oС. Нагретую в теплоизолированной емкости талую воду используют для таяния снега в стационарных снеготаялках. Смоченный в теплоизолированной емкости снег могут направлять на дальнейшую тепловую обработку в стационарную снеготаялку. Нагретую в теплоизолированной емкости талую воду при удалении через разгрузочное приспособление фильтруют. Оставшиеся после фильтрации в емкости продукты разгружают, например, с помощью лопастной мешалки, с последующей сортировкой по материалу или по фракции. После удаления талой воды и/или смоченного снега через разгрузочное приспособление загрузочный люк емкости закрывают до начала загрузки снега, обеспечивая в ней, по крайней мере, поддержание положительной температуры.В устройстве для уборки снега это достигается тем, что устройство для уборки снега описанным выше способом включает обогреваемую жаровыми трубами теплоизолированную емкость с загрузочным люком, со смонтированной в ее полости на продольной оси лопастной мешалкой реверсивного действия и с разгрузочным приспособлением в торцевой нижней части, установленную на самоходном транспортном средстве, предпочтительно, соединяемом на период загрузки снега жесткой сцепкой с самоходным погрузчиком снега. При этом, лопастная мешалка реверсивного действия может быть кинематически связана с приводом самоходного транспортного средства или с автономным приводом. Лопастная мешалка может быть снабжена средством для изменения скорости ее вращения. Для фильтрации в процессе перемешивания талой воды со снегом и разгрузки емкости путем удаления из нее талой воды могут быть установлены средства для фильтрации талой воды. Емкость может быть установлена на транспортном средстве шарнирно и снабжена механизмом ее наклона в сторону разгрузочного приспособления для удаления талой воды и/или смоченного снега или оставшихся после фильтрации продуктов, причем, по крайней мере, на части его длины разгрузочное приспособление может иметь систему обогрева, предпочтительно горячими газами. Горелки жаровых труб выполнены с возможностью нагрева стенок емкости до температуры 120-180oС. В качестве обогреваемой жаровыми трубами теплоизолированной емкости может быть использована емкость устройства для перевозки, приготовления, выгрузки и укладки термопластичных материалов. А устройство для уборки снега может быть снабжено устройством для подвода горячих газов от горелок жаровых труб после обогрева ими емкости в полость емкости или к загрузочному люку емкости в зону подачи снега погрузчиком.Изобретения поясняются чертежами, где:- на фиг.1 представлена схема, иллюстрирующая предложенный способ уборки снега;- на фиг. 2 - общий вид самоходного транспортного средства (пунктиром обозначено положение разгрузки емкости);- на фиг.3 - поперечный разрез по емкости;- на фиг.4 - вид на разгрузочное приспособление.Устройство для уборки снега содержит обогреваемую жаровыми трубами 1 теплоизолированную емкость 2 с загрузочным люком 3. В полости емкости 2 на продольной оси смонтирована лопастная мешалка 4 реверсивного действия. В торцевой нижней части емкости 2 размещено разгрузочное приспособление 5. Емкость с указанным оборудованием установлена на самоходном транспортном средстве 6 (см. фиг.2), соединяемом на период загрузки снега жесткой сцепкой 7 с самоходным погрузчиком 8 снега. Лопастная мешалка 4 реверсивного действия может быть кинематически связана с приводом самоходного транспортного средства или с автономным приводом 9. Лопастная мешалка 4 снабжена средством для изменения скорости ее вращения. Для фильтрации в процессе перемешивания талой воды со снегом и разгрузки емкости путем удаления из нее талой воды установлены средства для фильтрации талой воды. Емкость 2 установлена на транспортном средстве шарнирно и снабжена механизмом ее наклона в сторону разгрузочного приспособления для удаления талой воды и/или смоченного снега или оставшихся после фильтрации продуктов, причем, по крайней мере, на части его длины разгрузочное приспособление может иметь систему обогрева, предпочтительно горячими газами. Для удаления продуктов фильтрации в разгрузочном приспособлении имеется теплоизолированная заслонка 10. Горелки жаровых труб 1 выполнены с возможностью нагрева стенок емкости до температуры 120-180oС. В качестве обогреваемой жаровыми трубами теплоизолированной емкости 2 может быть использована емкость устройства для перевозки, приготовления, выгрузки и укладки термопластичных материалов. А устройство для уборки снега может быть снабжено устройством для подвода горячих газов от горелок жаровых труб после обогрева ими емкости в полость емкости 2 или к загрузочному люку 3 емкости 2 в зону подачи снега погрузчиком.В процессе работы устройства для уборки снега реализуется способ уборки снега, при котором непосредственно на месте уборки снег погрузчиком 8 загружают в обогреваемую теплоизолированную емкость 2, смонтированную на самоходном транспортном средстве 6, соединенном на период загрузки снега жесткой сцепкой с погрузчиком 8. За счет нагрева стенок емкости 2, по крайней мере, часть снега тает и разгружается из емкости 2 путем удаления из нее талой воды и смоченного снега через разгрузочное приспособление, имеющее, например обогреваемый рукав или лоток. Одновременно с процессом таяния снега осуществляют перемещение самоходного транспортного средства 6 и перемешивание снега с талой водой лопастной мешалкой 4, реверсивно вращающейся относительно продольно расположенной в емкости оси. Загрузка емкости 2 снегом производится до заполнения ее талой водой или смесью талой воды со смоченным снегом не менее чем на 70% объема емкости. Перед перемешиванием снега с талой водой устанавливают оптимальную скорость вращения лопастной мешалки для данной плотности загружаемого снега с учетом интенсивности загрузки емкости снегом. В процессе перемешивания снега с талой водой осуществляют фильтрацию и циркуляцию талой воды в полости емкости 2. Для удаления талой воды и/или смоченного снега емкость 2 устанавливают с наклоном в сторону разгрузочного приспособления. Нагрев внутренних стенок емкости предварительно или в процессе загрузки снега осуществляют до температуры 120-180oС. Нагретую в теплоизолированной емкости талую воду могут использовать для таяния снега в стационарных снеготаялках. Смоченный в теплоизолированной емкости снег направляют на дальнейшую тепловую обработку в стационарную снеготаялку. Нагретую в теплоизолированной емкости талую воду при удалении через разгрузочное приспособление фильтруют. Оставшиеся после фильтрации в емкости продукты разгружают используя заслонку, например, с помощью лопастной мешалки, с последующей сортировкой по материалу или по фракции. После удаления талой воды и/или смоченного снега через разгрузочное приспособление загрузочный люк емкости закрывают до начала загрузки снега, обеспечивая в ней, по крайней мере, поддержание положительной температуры или нагрев до указанной выше температуры. Далее цикл уборки снега повторяют.Такой способ уборки снега позволяет снизить количество используемой для уборки техники, интенсифицировать процесс, оптимизируя загрузку транспортных средств и обеспечивая высокую экологическую чистоту процесса.2 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ уборки снега, заключающийся в том, что непосредственно на месте уборки снег загружают в смонтированную на самоходном транспортном средстве обогреваемую теплоизолированную емкость с разгрузочным приспособлением, осуществляют перемещение самоходного транспортного средства, нагрев загруженной массы и перемешивание снега с талой водой лопастной мешалкой, реверсивно вращающейся относительно продольно расположенной в емкости оси, затем емкость разгружают, отличающийся тем, что внутренние стенки емкости нагревают предварительно или в процессе загрузки снега до температуры 120-180oС до образования из, по крайней мере, части снега талой воды, перед перемешиванием устанавливают скорость вращения мешалки обратно пропорционально плотности загружаемого снега или прямо пропорционально интенсивности загрузки емкости снегом.2. Способ уборки снега по п. 1, отличающийся тем, что загрузку емкости снегом производят до заполнения ее талой водой или смесью талой воды со смоченным снегом не менее чем на 70%.3. Способ уборки снега по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют фильтрацию и циркуляцию талой воды в полости емкости.4. Способ уборки снега по п. 1, отличающийся тем, что талую воду фильтруют при удалении через разгрузочное приспособление.5. Способ уборки снега по п. 1, отличающийся тем, что талую воду используют для таяния снега в стационарных снеготаялках.6. Способ уборки снега по п. 1, отличающийся тем, что для удаления талой воды и/или смоченного снега емкость устанавливают с наклоном в сторону разгрузочного приспособления, по крайней мере, часть которого обогревают, предпочтительно горячими газами.7. Способ уборки снега по п. 1, отличающийся тем, что нагретую в теплоизолированной емкости талую воду используют для таяния снега в стационарных снеготаялках.8. Способ уборки снега по п. 1, отличающийся тем, что загрузку производят погрузчиком, соединенным с транспортным средством на период загрузки предпочтительно жесткой сцепкой.9. Способ уборки снега по п. 1, отличающийся тем, что оставшиеся после фильтрации в емкости продукты разгружают, например, с помощью лопастной мешалки, с последующей сортировкой по материалу или по фракции.10. Устройство для уборки снега, содержащее установленную на самоходном транспортном средстве теплоизолированную емкость с загрузочным люком и со стенками, обогреваемыми до температуры 120-180oС горелками жаровых труб, с разгрузочным приспособлением в торцевой нижней части, смонтированную в полости емкости на продольной оси лопастную мешалку реверсивного действия, отличающееся тем, что оно снабжено устройством для подвода горячих газов от горелок жаровых труб после обогрева ими емкости к загрузочному люку в зону подачи снега, часть длины разгрузочного приспособления содержит систему обогрева, предпочтительно горячими газами, причем емкость установлена шарнирно на транспортном средстве и снабжена механизмом ее наклона в сторону разгрузочного приспособления для удаления талой воды, и/или смоченного снега, или оставшихся после фильтрации продуктов.11. Устройство для уборки снега по п. 10, отличающееся тем, что в качестве обогреваемой жаровыми трубами теплоизолированной емкости использована емкость устройства для перевозки, приготовления, выгрузки и укладки термопластичных материалов.12. Устройство для уборки снега по п. 10, отличающееся тем, что лопастная мешалка реверсивного действия кинематически связана с приводом самоходного транспортного средства или с автономным приводом.13. Устройство для уборки снега по п. 10, отличающееся тем, что лопастная мешалка снабжена средством для изменения скорости ее вращения.14. Устройство для уборки снега по п. 10, отличающееся тем, что оно содержит средство для фильтрации талой воды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, зимнее содержание автомобильных дорог включает в себя использование различных снегоочистительных машин, которые подметают дорожное полотно, сгребают снег и грузят его на грузовые автомобили для вывоза в места его утилизации (на свалки снега, на снеготаялки). Для борьбы с наледью и снегом находят применение тепловые снегоочистительные машины и распределители соляных и химических реагентов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Корецкий В.Е. Моделирование процесса таяния снега в снегоплавильной камере. Вестник МГСУ, №2, 2008г., М: 2008. 2. Мирный А.Н., Скворцов Л.С., Пупырев Е.И., Корецкий В.Е. Коммунальная экология. Энциклопедический справочник. М.: Изд. Прима-Пресс-М., 2007. 3. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Москва, «Высшая школа», т. 1,2. 1996.