ковш экскаватора

Формула изобретения

1. Ковш экскаватора, содержащий днище, переднюю, заднюю и боковые стенки, вибровозбудитель и систему теплопереноса, отличающийся тем, что ковш снабжен дополнительной внутренней стенкой, выполненной из гибкого упругодеформируемого материала, с образованием между ней и передней, задней и боковыми стенками герметичной полости, заполненной теплоносителем, в которой по поперечному периметру ковша размещен вибровозбудитель, выполненный в виде эластичных оболочек, одни концы которых заглушены и размещены в герметичной полости у задней стенки ковша, а другие концы соединены с коллектором, установленным в полости задней стенки ковша, при этом коллектор связан с источником импульсов давления жидкости.

2. Ковш по п.1, отличающийся тем, что дополнительная внутренняя стенка соединена со стенками ковша посредством натяжных винтов с возможностью регулирования величины начального поджатия эластичных оболочек.

3. Ковш по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительная внутренняя стенка выполнена из ударопрочного полиэтилена высокого давления.

4. Ковш по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя использован кварцевый песок.

5. Ковш по п.1, отличающийся тем, что эластичные оболочки выполнены в виде рукавов высокого давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области землеройных машин, предназначенных для разработки влажных связных грунтов, особенно в зимнее время, и может быть использовано при строительно-монтажных и мелиоративных работах.

Известен ковш экскаватора [А.С. СССР №655779, кл. Е 02 F 3/40], содержащий заднюю, переднюю и боковые стенки, установленные в полости передней стенки режущий инструмент и вибровозбудители с системой их охлаждения, которая выполнена из эластичных полукамер и размещенного на ковше бачка с поршнем, коллектора и соединительных шлангов.

Недостатком ковша является налипание грунта на боковые и заднюю стенки, приводящее к уменьшению фактического объема ковша и к частым перерывам в работе для удаления налипшего грунта, особенно при работе в зимних условиях. Вследствие этого производительность ковша снижается.

Известен также ковш экскаватора [А.С. СССР №1180449, кл. Е 02 F 3/40 (прототип)], наиболее близкий к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, принятый за прототип, содержащий днище, переднюю, заднюю и боковые стенки, в дополнительных полостях которых размещены вибровозбудители, жестко прикрепленные к стенкам, и систему охлаждения, выполненную из труб с теплоносителем.

Недостатком ковша является низкая эффективность ввиду малой амплитуды колебаний стенок ковша, высокая энергоемкость и материалоемкость и сложность конструкции.

Технический результат - повышение эффективности работы при разработке влажных связных грунтов за счет уменьшения прилипания грунта к ковшу.

Технический результат достигается тем, что ковш экскаватора, содержащий днище, переднюю, заднюю и боковые стенки, вибровозбудитель, систему теплопереноса, снабжен дополнительной внутренней стенкой, выполненной из гибкого упругодеформируемого материала, с образованием между ней и передней, задней и боковыми стенками герметичной полости, заполненной теплоносителем. В полости по поперечному периметру ковша размещен вибровозбудитель, выполненный в виде эластичных оболочек, одни концы которых заглушены и размещены в герметичной полости у задней стенки ковша, а другие концы соединены с коллектором, установленным в полости задней стенки ковша, при этом коллектор связан с источником импульсов давления жидкости. Кроме того, дополнительная внутренняя стенка соединена со стенками ковша посредствам натяжных винтов с возможностью регулирования величины начального поджатия эластичных оболочек и выполнена из ударопрочного полиэтилена высокого давления, в качестве теплоносителя использован кварцевый песок, а эластичные оболочки выполнены в виде рукавов высокого давления.

Таким образом, заявляемое изобретение отличается следующей совокупностью существенных признаков:

1. Совокупность конструктивных элементов: днище, передняя стенка, задняя стенка, боковые стенки, вибровозбудитель, система теплопереноса, дополнительная внутренняя стенка, герметичная полость, эластичные оболочки, коллектор.

2. Взаиморасположение элементов в пространстве и их взаимосвязь: герметичная полость образована между дополнительной внутренней стенкой и передней, задней и боковыми стенками. В герметичной полости размещен по поперечному периметру ковша вибровозбудитель, коллектор связан с источником импульсов давления жидкости, эластичные оболочки соединены в полости задней стенки ковша посредством коллектора. Дополнительная внутренняя стенка соединена со стенками ковша посредствам натяжных винтов с возможностью регулирования величины начального поджатия эластичных оболочек.

3. Форма выполнения признаков: вибровозбудитель выполнен в виде эластичных оболочек, заглушенных с одного конца, другие концы соединены в полости задней стенки ковша посредством коллектора, эластичные оболочки зажаты без зазоров и деформированы между стенками ковша и дополнительной внутренней стенкой.

4. Материал: полость заполнена теплоносителем, дополнительная внутренняя стенка выполнена из ударопрочного полиэтилена высокого давления, в качестве теплоносителя использован кварцевый песок.

Подчеркнутые выше признаки являются общими с прототипом. Остальные признаки, являющиеся существенными, отличают заявленное устройство от прототипа. Однако авторам известно использование признака «внутренняя стенка» [А.С. СССР №883251, кл. Е 02 F 3/40]. Указанный признак в известном устройстве от взаимодействия с грунтом нагревается при положительной температуре грунта или охлаждается при его отрицательной температуре. В заявленном же устройстве внутренняя стенка совершает полигармонические колебания, препятствуя налипанию грунта, то есть обладает другим, не присущим известной стенке свойством. Известен также признак «полость» [А.С. СССР №883251, кл. Е 02 F 3/40], осуществляющая теплоизоляцию между внутренней и внешней стенкой. В заявленном же устройстве в полости размещены эластичные оболочки (рукава высокого давления с заглушками). Свободная часть полости заполнена теплоносителем, который, отбирая тепло от рабочей жидкости, передает тепло передней стенке, дополнительно способствуя предотвращению намерзания грунта на ковш. Таким образом, свойство «полости» в заявленном устройстве отличается от свойства «полости» в известном устройстве.

Кроме того, автором известно выполнение вибровозбудителей, содержащих эластичные оболочки (рукава высокого давления) [А.С. СССР №1020526, кл. Е 02 F 3/40].

В известном устройстве для создания колебательного движения рабочего органа оболочки размещены с двух сторон относительно элемента, на которое они оказывают силовое воздействие (рама рыхлительных зубьев), попеременно получая импульс рабочей жидкости. В заявленном же устройстве эластичные оболочки служат для изгибной деформации дополнительной внутренней стенки по замкнутому периметру в поперечной плоскости ковша.

Автором неизвестно использование в других устройствах существенных отличительных признаков в заявленной их совокупности для достижения того же результата. В результате заявленное устройство отвечает критерию «существенные отличия».

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен поперечный разрез ковша. На фиг.2 изображен боковой разрез ковша А-А. На фиг.3 изображен поперечный разрез Б-Б ковша фиг.1, на фиг.4 - гидравлическая схема привода вибровозбудителя.

Ковш экскаватора содержит переднюю 1, заднюю 2, боковые 3 стенки, имеющие герметичную полость 4 и днище 5. В герметичной полости 4 размещен вибровозбудитель в виде эластичных оболочек 6, поджатых до эллиптического сечения с возможностью регулирования величины их начального поджатия дополнительной внутренней стенкой 7 посредством натяжных винтов 8. Между эластичными оболочками 6 и внешними стенками 1, 2, и 3 имеется теплоизоляция 9. Дополнительная внутренняя стенка 7 выполнена из гибкого упругодеформируемого материала - ударопрочного полиэтилена высокого давления и установлена с возможностью регулирования величины начального поджатия эластичных оболочек 6 относительно стенок 1, 2, и 3 посредством натяжных винтов 8. Эластичные оболочки 6, например рукава высокого давления, с одной стороны снабжены заглушками 10, установленными в жестко закрепленной в герметичной полости 4 у задней стенки 2 перегородке 11, а с другой стороны соединены с коллектором 12, установленным в герметичной полости у задней стенки 2 посредством штуцеров 13. Полость 4 герметизирована пластинами 14 и заполнена теплоносителем, например кварцевым песком, и вместе с эластичными оболочками 6 образует систему теплопереноса. Коллектор 12 соединен с жестко закрепленным на рукояти экскаватора источником импульсов давления жидкости (не показан) - распределителем золотникового типа 15, к которому с помощью трубопроводов 16 параллельно подсоединены гидромотор 17, вал 18 которого жестко соединен с золотником распределителя 15, и регулировочные вентили 19 и 20. Распределитель 15 посредством трубопровода 21 соединен с коллектором 12 вибровозбудителя 6, выполненного в виде эластичных оболочек. На вход 22 распределителя от гидросистемы экскаватора подается жидкость постоянного давления, на выходе 21 генерируется переменное давление, через выход 23 отработанная жидкость под давлением поступает в сливную магистраль. Угловая скорость вращения вала гидромотора 17 (частота гидравлических импульсов) регулируется вентилями 19 и 20.

Работа ковша экскаватора осуществляется следующим образом. Ковш навешивается на экскаватор (не показан) и работа осуществляется известным способом. В процессе работы при копании влажного связного грунта от гидросистемы экскаватора подают питание на гидромотор 17 и распределитель 15. Распределитель 15 поочередно соединяет коллектор 12 вибровозбудителя 6 с трубопроводами 22 и 23 напорной и сливной магистралей соответственно - гидравлические импульсы синусоидальной формы заданной частоты и амплитуды от распределителя 15 через коллектор 12 поступают в поджатые до эллиптического сечения эластичные оболочки 6, которые стремятся разжаться до круглого сечения и колебания которых передаются внутренней стенке 7, генерируя в ней акустическую энергию в виде упругих волн, предотвращая налипание грунта на ковш, снимая сопротивление перемещению грунта в ковше и улучшая процесс его заполнения. Выделяемая при работе гидросистемы экскаватора тепловая энергия передается через эластичные оболочки 6 теплоносителю, который нагревает внутреннюю стенку ковша 7, препятствуя намерзанию на нее грунта.

Преимущество заявленного изобретения заключается в повышении эффективности при работе на влажных связных грунтах за счет уменьшения налипания грунта на ковш, уменьшения сопротивления перемещению грунта и улучшения процесса наполнения ковша за счет колебаний внутренней стенки ковша и ее нагрева теплоносителем. Это позволяет увеличить производительность экскаватора при разработке влажных связных грунтов, а также в зимний период, улучшить условия работы машиниста, уменьшить энергоемкость процесса копания.