Изобретение относится к области очистки дорог и тротуаров ото льда и других снежно-ледяных образований, а именно к устройствам для разрушения льда и других снежно-ледяных образований и может быть использовано в дорожной и коммунальной отрасли.

Известен рабочий орган для удаления снежно-ледяных образований с поверхности автодорог по авт. св. СССР №1504302 Е01Н 5/12, опубл. 30.08.1989 г., бюл. № 32.

Также известен рабочий орган льдоскалывающей машины по авт. св. СССР №1427022, Е01Н 5/12, опубл. 30.09.1988 г., бюл. № 36.

Известны рабочие органы машины для скалывания льда по патенту РФ №2265104, Е01Н 5/12, опубл. 27.11.2005 г. и по патенту РФ №2452811, Е01Н 5/12, опубл. 10.06.2012 г.

Известны рабочие органы для разрушения льда на автодорогах по Евразийскому патенту №035723, Е01Н 5/12, дата публикации и выдачи патента 30.07.2020 г., по авт. св. СССР №1559034, Е01Н 5/12, опубл. 23.04.1990 г., бюл. № 15, по инновационному патенту РК №23189, Е01Н 5/12, опубл, бюл. №11, 2010 г., по инновационному патенту РК №27059, Е01Н 5/12, опубл. 14.06.2013 г., бюл. №6 и по инновационному патенту РК №27060, Е01Н 5/12, опубл. 14.06.2013, бюл. №6.

Известны также рабочий орган для разрушения льда и уплотнённого снега по авт. св. РФ №1833447, Е01Н 5/12, опубл, бюл. №29, 1993 г., рабочий орган для разрушения льда на дорожном покрытии по авт. св. СССР №962422, Е01Н 5/12, опубл. 30.09.1982 г., бюл. № 36 и рабочий орган для разрушения льда и уплотненного снега на дорожных покрытиях по авт. св. СССР №1390291, Е01Н 5/12, опубл. 23.04.1988 г., бюл. № 15.

Известно устройство для разрушения снежно -ледяных образований на дорожных покрытиях по Евразийскому патенту №020422, Е01Н 5/12, дата публикации и выдачи патента - 28.11.2014.

Известен также рабочий орган для разрушения ледяных образований на дорогах и тротуарах по авт. св. РФ №2022080 Е01Н 5/12. Опубл, бюл. №20, 1994 г.

Общим для вышеприведенных технических решений является наличие ударников.

Недостатками приведенных выше технических решений являются, во- первых, то, что при воздействии ударника на лед одного удара в данную точку льда, то есть силы воздействия на лед, может оказаться недостаточно для его разрушения, например, по причине избыточной, относительно приложенной силы, толщины или прочности льда, причем недостаток величины силы воздействия до значения, при котором разрушение льда произошло бы, может быть весьма небольшим, а, во-вторых, если лед не разрушается после первого удара, то, вследствие наличия у него собственной упругости, происходит последующий за ударом отскок ударника в сторону, противоположную направлению удара, под действием упругих сил деформированного ударом льда, что существенно сокращает время воздействия ударников на лед, от которого зависит эффективность его разрушения, как твердого хрупкого тела, что, в свою очередь, приводит к восстановлению формы льда, исчезновению деформации и внутренних напряжений и сводит на нет всю работу ударника по разрушению льда в месте воздействия. Положение мог бы исправить второй, дополнительный, удар, например, той же силы, нанесенный в ту же точку льда в момент, когда деформации и внутренние напряжения, возникшие во льду после первого удара, еще не исчезли, однако приведенные выше известные технические решения не позволяют осуществить такое дополнительное воздействие. Все это снижает эффективность разрушения льда и качество работы рабочего органа. Кроме того, в рассмотренных технических решениях увеличение силы ударного воздействия и контактного давления на лед за счет увеличения массы ударника при увеличении толщины и прочности льда могут осуществляться только заменой ударников на ударники большей массы, что весьма трудоемко, затратно по времени и требует наличия комплектов ударников разной массы.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является рабочий орган льдоскалывающей машины, содержащий горизонтально расположенный приводной вал, установленные вдоль него ударники, связанные с валом при помощи гибких в плоскости вращения тяг, при этом снабженный упругими элементами, закрепленными на внешней относительно оси вращения стороне ударников, и грузами, закрепленными на средних частях тяг, при этом центр тяжести каждого упругого элемента совпадает с осью выполненных упругими тяг (Авт. св. СССР №1430445, Е01Н 5/12, опубл. 15.10.1988 г., бюл. № 38).

Недостатками данного технического решения является то, что, если рабочий орган не сможет разрушить лед в точке удара одним воздействием, например, если толщина или прочность льда не будут соответствовать величине приложенной силы, причем недостаток величины силы воздействия до значения, при котором разрушение льда такой толщины или прочности произошло бы, может быть весьма небольшим, то после этого произойдет последующий за ударом отскок ударника в сторону, противоположную направлению удара, под действием упругих сил деформированного ударом льда, что существенно сократит время взаимодействия ударников со льдом, величина которого для твердого хрупкого тела в значительной степени прямо определяет эффективность его разрушения, лед восстановит свою форму, а созданные ударом деформации и внутренние напряжения льда исчезнут, то есть работа ударника по разрушению льда в месте воздействия окажется бесполезной. Чтобы сохранить и развить эффект от первого воздействия ударника на лед, довести величину силы воздействия до значения, при котором лед разрушится, можно было бы нанести второй, дополнительный, удар в ту же точку льда пока деформации и внутренние напряжения во льду еще не исчезли после первого удара, однако известное и наиболее близкое к заявляемому техническое решение также не позволяет осуществить такое дополнительное воздействие. Это снижает эффективность разрушения льда и качество работы рабочего органа. Кроме того у данного рабочего органа увеличение силы ударного воздействия и контактного давления на лед за счет увеличения массы ударника при увеличении толщины и прочности льда могут осуществляться только заменой ударников на ударники большей массы или заменой грузов, закрепленных на тягах, что весьма трудоемко, затратно по времени и требует наличия комплектов ударников разной массы.

Задача изобретения - повышение эффективности разрушения льда и качества очистки ото льда дорог и тротуаров.

Технический результат от использования изобретения заключается в проявлении синергетического эффекта, увеличении кинетической энергии ударного воздействия на лед, увеличении силы удара, устранении негативного эффекта отбрасывания ударника из-за наличия у льда собственной упругости, увеличении времени воздействия ударников на лед, сохранении и развитии в сторону увеличения деформаций и внутренних напряжений у льда в месте удара, увеличении полезности работы каждого ударника по разрушению льда, повышении вероятности разрушения льда в месте удара, возможности увеличения массы ударника при снижении затрат труда и времени на эту операцию.

Сущность изобретения заключается в том, что в рабочем органе льдоскалывающей машины, содержащем горизонтально расположенный приводной вал, установленные вдоль него ударники, связанные с валом при помощи гибких в плоскости вращения тяг, каждая тяга целиком или ее часть выполнена V-образной и состоящей из двух ветвей, соединенных общим шарниром, ветви могут перемещаться друг относительно друга путем поворота вокруг общего шарнира, между ветвями установлен упругий элемент, а ударники, закрепленные на концах ветвей, противоположных общему шарниру, образуют рабочую пару. На фиг. 1 изображен рабочий орган с цельными V-образными тягами; на фиг. 2 - рабочий орган с цельными V-образными тягами в процессе работы в момент нанесения первым ударником рабочей пары первого, основного, удара; на фиг. 3 - рабочий орган с цельными V-образными тягами в момент нанесения вторым ударником рабочей пары второго, дополнительного, удара при сближении ударников; на фиг. 4 - рабочий орган с цельными V-образными тягами в процессе работы в момент нанесения совместного удара сведенными ударниками рабочей пары; на фиг. 5 изображен рабочий орган с составными тягами с V-образной частью; на фиг. 6 - рабочий орган с составными тягами с V-образной частью в процессе работы в момент нанесения первым ударником рабочей пары первого, основного, удара; на фиг. 7 - рабочий орган с составными тягами с V- образной частью в момент нанесения вторым ударником рабочей пары второго, дополнительного, удара при сближении ударников; на фиг. 8 - рабочий орган с составными тягами с V-образной частью в процессе работы в момент нанесения совместного удара сведенными ударниками рабочей пары; на фиг. 9 - цельная V-образная тяга с ударниками рабочей пары разной формы в разведенном положении; на фиг. 10 - составная тяга с V-образной частью с ударниками рабочей пары разной формы в разведенном положении.

Рабочий орган для разрушения льда на автодорогах содержит вал 1, к валу 1 с помощью тяг 2 и шарниров 3 и 4 прикреплены ударники 5, тяги 2 целиком или частично выполнены V-образными, состоящими из двух ветвей 6 и 7, соединенных общим шарниром 3, между которыми установлен упругий элемент 8, при этом ударники 5, закрепленные на ветвях 6 и 7 тяги 2, образуют рабочую пару.

Рабочий орган работает следующим образом. Приводной вал 1 приводится во вращение приводом (на схеме не показан). К валу 1 вдоль его оси прикреплены тяги 2, которые могут проворачиваться и изгибаться относительно вала 1 в плоскости, перпендикулярной оси вала, за счет соединяющих тяги и вал шарниров 3 и 4. Тяги 2 могут быть выполнены цельными V-образными и состоящими только из ветвей 6 и 7, несущих ударники 5, которые образуют рабочую пару, и связанными с валом через общий шарнир 3, или составными, например, состоящими из двух частей, первая из которых связана с валом через шарнир 4, а вторая часть выполнена V-образной, состоящей из ветвей 6 и 7, несущих ударники 5, образующие рабочую пару, и связана с первой частью через общий шарнир 3. В направлении оси вала 1 обеспечивается неподатливость тяг 2. К концам тяг 2 со стороны, противоположной общему шарниру 3, прикреплены ударники 5, которые образуют рабочую пару и могут быть сферическими или любой иной формы, причем в рабочей паре ударники могут быть одинаковой формы, например, оба сферические, или разной формы, например, один, наносящий первый, основной, удар, может быть клиновидной формы, а другой, наносящий второй, дополнительный, удар, - сферической формы, а также могут иметь одинаковую или разную массу, например, предпочтительно, если ударник, который наносит второй, дополнительный, удар имеет массу большую, чем ударник, наносящий первый, основной, удар. Тяги 2 могут быть присоединены к валу 1 сплошными рядами или в шахматном порядке. Перед началом работы вал 1 с ударниками 5 располагают надо льдом. В процессе работы рабочий орган вращается с частотой п и движется вдоль очищаемой ото льда твердой поверхности дороги или тротуара. Вал 1 с ударниками 5 приближают к очищаемой поверхности, например, на расстояние, равное половине длины тяг 2. При вращении вала 1 ударники 5 на тягах 2 удаляются под действием центробежных сил на максимальное расстояние относительно оси вращения вала. При таком положении ударники 5 рабочей пары, закрепленные на ветвях 6 и 7, удерживаются на необходимом расстоянии друг от друга в окружном направлении упругими элементами 8, расположенными между ветвями 6 и 7 тяг 2. В процессе движения сверху вниз раскрученных ударников 5 происходит удар по льду на твердой поверхности дороги или тротуара первым из рабочей пары, ближайшим ко льду по направлению вращения вала, ударником 5, закрепленным на одной из ветвей, например, 6, тяги 2. При нанесении удара по льду происходит мгновенная остановка первого ударника в окружном направлении, т.е. его окружная скорость становится равной нулю, тогда как второй ударник 5 из рабочей пары, находящийся на второй ветви 7 тяги 2, соединенной общим шарниром 3 с первой ветвью 6, продолжает движение в окружном направлении с прежней скоростью, поворачиваясь вокруг общего шарнира 3, в результате чего приближается к первому, остановившемуся, ударнику и наносит по нему дополнительный удар с той же или большей силой, что и первый ударник по льду. При этом упругий элемент 8, расположенный между ветвями 6 и 7 тяги 2, сжимается. Причем время между основным и дополнительным ударами весьма мало. Эта сила дополнительного удара передается на лед через первый ударник, находящийся в контакте со льдом. В результате организации такого совместного действия ударников рабочей пары, в виде последовательного нанесения основного и дополнительного удара с весьма малым интервалом времени между ними, так, что в момент дополнительного удара вторым ударником первый ударник еще находится в контакте со льдом, возникают следующие эффекты. Суммируется кинетическая энергия двух ударников рабочей пары, переходящая в работу разрушения, которая, соответственно, тоже возрастает, за счет суммирования сил от основного и дополнительного удара возрастает величина приложенной ко льду разрушающей силы и компенсируется возможный недостаток величины силы до значения, при котором лед разрушается, предотвращается отскок ударника в сторону, противоположную направлению удара, под действием упругих сил деформированного льда после первого основного удара, предотвращается восстановление льдом своей формы и исчезновение созданных первым основным ударом деформаций и внутренних напряжения льда, сохраняется и развивается эффект от первого воздействия ударника на лед, прирастает величина деформаций ударного сжатия и возникших во льду внутренних напряжений, в месте удара во льду создается зона повышенного, по сравнению с одинарным воздействием, напряжения, вплоть до значения, при котором лед разрушается, увеличивается время воздействия ударников на лед, от которого зависит эффективность его разрушения, как твердого хрупкого тела, возрастает полнота реализации энергии удара, повышается КПД объединенного удара. После нанесения основного и дополнительного ударов одной рабочей парой ударников и разрушения льда, при дальнейшем повороте вала 1 каждая тяга 2 поворачивается вокруг шарнира 3, если тяга цельная, или поворачивается с изгибом вокруг шарниров 3 и 4, если тяга составная, и вместе с ударниками 5 на ветвях 6 и 7 проходит в зазоре между валом 1 и твердым покрытием дороги или тротуара. При этом упругий элемент 8 за счет сил собственной упругости разжимается и разводит ветви 6 и 7 тяги 2, удаляя друг от друга ударники 5, закрепленные на этих ветвях, на первоначальное расстояние. При дальнейшем повороте вала 1 в работу вступает следующая против направления вращения рабочая пара ударников, работа которой осуществляется аналогично предыдущей.

Кроме того, для увеличения силы ударного воздействия и контактного давления на лед за счет увеличения массы ударника, например, при увеличении толщины и прочности льда, можно свести друг к другу ветви 6 и 7 тяг 2, сблизив закрепленные на них ударники 5 рабочих пар до их контакта друг с другом, сжав при этом упругие элементы 8, и закрепить их в таком состоянии любым известным способом. В этом случае при работе рабочего органа масса ударника при воздействии на лед увеличится и будет равна сумме масс ударников рабочей пары. Это увеличит кинетическую энергию удара, т.е. работу разрушения, разрушающую силу, приложенную ко льду, величину деформаций и внутренних напряжений льда, что будет способствовать разрушению льда с увеличенной толщиной или прочностью. При этом для увеличения массы ударников не потребуется замена ударников на ударники большей массы, т.е. выполнение разборочно -сборочных операций, что снижает трудоемкость регулировочных работ, затраты времени на них и не требует наличия комплектов ударников разной массы. Предлагаемый рабочий орган за счет применения выполненных V- образными тяг, на каждой ветви которых закреплены ударники, образующие рабочие пары, позволит увеличить кинетическую энергию и силу ударного воздействия на лед до величины, достаточной для разрушения льда, устранить эффект отбрасывания ударника и увеличить время воздействия ударников на лед, сохранить и увеличить деформации и внутренние напряжения у льда в месте удара, увеличить полезность работы каждого ударника, повысить вероятность разрушения льда, а также, при необходимости, увеличивать массу ударника при снижении трудоемкости и затрат времени на выполнение этой работы. Рабочий орган с большой вероятностью сможет разрушить лед в точке удара синергетическим воздействием рабочей пары ударников, а также сможет разрушать лед значительной толщины или прочности. Таким образом, применение предложенного рабочего органа улучшит и облегчит процесс и повысит эффективность разрушения льда и качество очистки ото льда дорог и тротуаров.