RU2335324C2

RU2335324C2 - Carrier of sludge rake for radial-flow settlement tank

Info

Publication number: RU2335324C2
Application number: RU2006123859/15A
Authority: RU
Inventors: Петр Иохананович Немировский (RU); Петр Иохананович Немировский; Андрей Алексеевич Евдокимов (RU); Андрей Алексеевич Евдокимов; Алексей Анатольевич Онищенко (RU); Алексей Анатольевич Онищенко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод "Арсенал" (ОАО "МЗ "Арсенал")
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2008-10-10
Also published as: RU2006123859A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention concerns sewage treatment equipment. Carrier of sludge rake for radial-flow settlement tank includes bridge 1, ring bearing 2 of the bridge, positioned in the centre of radial-flow settlement tank, and two-wheel driving truck 4 mounted on the tank edge, with serial wheel arrangement. Frame 6 of two-wheel driving truck 4 has one longitudinal beam 7 and two cross-beams 8 connected to it. Longitudinal beam 7 is rigidly fixed to bridge 1. Cross-beams 8 carry front and rear double-arm suspension levers 14 and 15, rotating around axes 12 and 13, with horizontal arms directed towards each other. Front wheel 18 and rear wheel 19 of two-wheel driving truck are mounted on horizontal arms of double-arm suspension levers 14 and 15, together with rotation drives 20. Vertical arms of double-arm suspension levers 14 and 15 are connected by joints to a rod 23 linking them. Each cross-beam 8 of the two-wheel driving truck can be flexibly attached to longitudinal beam 7 with possibility of rotation around vertical axis 9 and rotation restriction by rigid bolt joint 10 mounted in slots 11 of cross-beams 8, allowing cross-beam position adjustment against the ring bearing 2 of the bridge.

EFFECT: reduced sideslip force moment affecting sludge rake carrier and increased operational reliability.

3 dwg, 2 cl

Description

Изобретение относится к технологическому оборудованию, которым оснащают радиальные отстойники, предназначенные для осветления сточных вод посредством удаления нерастворенных веществ, выпадающих на дно отстойника в виде осадка. Указанное технологическое оборудование, известное также под названием «илоскреб», описано в книге «Канализация», Н.Ф.Федоров и С.М.Шифрин, М., Высшая школа, 1968 г.The invention relates to technological equipment, which is equipped with radial sumps intended for clarification of wastewater by removing undissolved substances falling to the bottom of the sump in the form of sediment. The specified technological equipment, also known as the "sewage scraper", is described in the book "Sewerage", N.F. Fedorov and S.M.Shifrin, M., Higher School, 1968

Составной частью упомянутого илоскреба является его ходовая часть, содержащая мост, кольцевую опору моста, размещенную в центре радиального отстойника, и двухколесную тележку, которая передвигается по бетонной дорожке или рельсу на борту цилиндрического резервуара-отстойника при помощи мотора.A component of said sludge scraper is its running gear, containing a bridge, an annular bridge support located in the center of the radial sump, and a two-wheeled trolley that moves along a concrete track or rail on board a cylindrical sump using a motor.

Известна ходовая часть илоскреба радиального отстойника ПРО-54, изготовленного предприятием ОАО «Машиностроительный завод «Арсенал» (Санкт-Петербург) и эксплуатируемого ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Она содержит мост, кольцевую опору и приводную двухколесную тележку с последовательным расположением колес, установленных с соответствующими приводами вращения в корпусе, который соединен с мостом подвижно с возможностью качания вокруг горизонтальной оси (Планетарное рабочее оборудование рад. отстойника ПРО-54. Руководство по эксплуатации, ОАО «МЗ «Арсенал», 2005).The running gear of the sludge scraper of the radial sump PRO-54, manufactured by the OJSC "Machine-Building Plant Arsenal" (St. Petersburg) and operated by the State Unitary Enterprise "Vodokanal of St. Petersburg", is known. It contains a bridge, an annular support and a drive two-wheeled trolley with a sequential arrangement of wheels installed with corresponding rotation drives in a housing that is movably connected to the bridge with the possibility of swinging around the horizontal axis (Planetary working equipment of the radar sump PRO-54. Operation manual, OJSC “MZ Arsenal, 2005).

Указанная ходовая часть выбрана в качестве прототипа изобретения.The specified chassis is selected as a prototype of the invention.

В прототипе осуществляется балансирная подвеска колес и обеспечивается равное распределение весовой нагрузки на два колеса. При этом обязательным требованием к взаимному расположению ходовых колес является пересечение их осей с вертикальной осью кольцевой опоры моста.In the prototype, a balanced suspension of the wheels is carried out and an equal distribution of the weight load on the two wheels is ensured. In this case, a mandatory requirement for the mutual arrangement of the running wheels is the intersection of their axes with the vertical axis of the annular support of the bridge.

Однако осуществить абсолютное выполнение указанного требования практически невозможно, и как следствие того, что мгновенный центр поворота движущейся тележки и центр вращения моста не совпадают, тележка стремится отклониться от идеальной траектории движения. В результате конструкция ходовой части илоскреба начинает упруго деформироваться, и, когда момент упругих сил сравняется с моментом сил бокового скольжения колес, тележка рывком возвращается на траекторию, определяемую положением кольцевой опоры моста. При этом, чем больше база тележки, т.е. расстояние между центрами ходовых колес, тем большее усилие требуется для корректировки курса тележки, и, следовательно, большее напряжение испытывает конструкция. Известно, что при балансирной подвеске колес невозможно сделать базу намного меньше, чем два диаметра ходового колеса, и это обстоятельство становится препятствием для использования двухколесных балансирных тележек в тяжелых илоскребах.However, it is practically impossible to achieve the absolute fulfillment of this requirement, and as a result of the fact that the instantaneous center of rotation of the moving carriage and the center of rotation of the bridge do not coincide, the carriage tends to deviate from the ideal trajectory of movement. As a result, the design of the undercarriage of the sludge scraper begins to deform elastically, and when the moment of elastic forces is equal to the moment of lateral sliding forces of the wheels, the cart jerks back to the trajectory determined by the position of the ring support of the bridge. Moreover, the larger the base of the trolley, i.e. the distance between the centers of the running wheels, the greater the effort required to adjust the course of the trolley, and therefore the greater the stress experienced by the structure. It is known that with a balanced wheel suspension it is impossible to make a base much smaller than two diameters of the running wheel, and this circumstance becomes an obstacle to the use of two-wheeled balancing trolleys in heavy sludge scrapers.

Задачей настоящего изобретения является создание такой конструкции ходовой части илоскреба радиального отстойника, в которой были бы сохранены достоинства известной балансирной подвески и одновременно максимально сближены между собой ходовые колеса.The present invention is the creation of such a design of the chassis of the sludge scraper radial sump, which would have preserved the advantages of the well-known balancing suspension and at the same time as close as possible to the running wheels.

Техническим результатом изобретения является снижение момента сил бокового скольжения, действующих на ходовую часть илоскреба, и повышение надежности ее работы.The technical result of the invention is to reduce the moment of lateral sliding forces acting on the undercarriage of the sludge scraper, and to increase the reliability of its operation.

Получение технического результата обеспечивается тем, что в ходовой части илоскреба радиального отстойника, содержащей мост, кольцевую опору моста, размещенную в центре радиального отстойника, и установленную на борт радиального отстойника приводную двухколесную тележку с последовательным расположением колес, согласно настоящему изобретению приводная двухколесная тележка имеет одну продольную балку и соединенные с ней две поперечные балки, причем продольная балка соединена с мостом неподвижно, на поперечных балках установлены с возможностью качания соответственно передний и задний двуплечие рычаги подвески, оси качания которых параллельны осям соответственно переднего и заднего колес приводной двухколесной тележки, горизонтальные плечи этих рычагов направлены навстречу друг другу и на них установлены упомянутые колеса с приводами вращения, а вертикальные плечи этих рычагов шарнирно соединены со связывающей их тягой. При этом образуется четырехзвенный шарнирный механизм, в котором перемещение одного из двух колес вверх или вниз вызывает кинематически определенное перемещение другого колеса в противоположном направлении. В приводной двухколесной тележке каждая поперечная балка может быть соединена с продольной балкой подвижно с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и закреплена от поворота неподвижным соединением, допускающим регулировку положения этой поперечной балки относительно кольцевой опоры моста.The technical result is ensured by the fact that in the undercarriage of the radial sedimentation tank sludge scraper comprising a bridge, an annular bridge support located in the center of the radial sedimentation tank and a two-wheeled trolley with sequential arrangement of wheels mounted on board the radial sump, according to the present invention, the two-wheeled trolley has one longitudinal the beam and two transverse beams connected to it, the longitudinal beam being fixedly connected to the bridge, mounted on the transverse beams with with the possibility of swinging, respectively, the front and rear two-arm suspension arms, the swing axes of which are parallel to the axes of the front and rear wheels of the drive two-wheeled truck, the horizontal shoulders of these arms are directed towards each other and the said wheels with rotation drives are mounted on them, and the vertical shoulders of these arms are articulated with linking them to draft. This creates a four-link articulated mechanism in which moving one of the two wheels up or down causes a kinematically determined movement of the other wheel in the opposite direction. In a two-wheeled drive trolley, each transverse beam can be movably connected to the longitudinal beam around the vertical axis and secured against rotation by a fixed connection allowing adjustment of the position of this transverse beam relative to the annular support of the bridge.

Такое новое техническое решение всей совокупностью существенных признаков позволяет создать для радиального отстойника илоскреб с новой ходовой частью, которая при работе не будет испытывать значительных напряжений и толчков, что существенно повысит надежность и долговечность не только ходовой части, но и всего илоскреба в целом.Such a new technical solution, with the whole set of essential features, makes it possible to create a sludge scraper for the radial sump with a new chassis, which during operation will not experience significant stresses and shocks, which will significantly increase the reliability and durability of not only the chassis, but the entire sludge scraper as a whole.

Это достоинство достигается тем, что подвеска ходовых колес содержит четырехзвенный шарнирный механизм. При этом появляется возможность минимизировать базу двухколесной приводной тележки и, следовательно, свести к минимуму момент сил бокового скольжения, действующих на ходовую часть при вращении моста.This advantage is achieved by the fact that the suspension of the running wheels contains a four-link articulated mechanism. In this case, it becomes possible to minimize the base of the two-wheel drive trolley and, therefore, to minimize the moment of lateral sliding forces acting on the chassis during rotation of the axle.

Кроме того, подвижное соединение поперечных балок с продольной балкой в конструкции приводной двухколесной тележки облегчает регулировку положения ходовых колес относительно кольцевой опоры моста при монтаже илоскреба в радиальном отстойнике, а также создает удобства при обслуживании и ремонте ходовой части илоскреба.In addition, the movable connection of the transverse beams with the longitudinal beam in the design of the drive two-wheeled trolley facilitates the adjustment of the position of the running wheels relative to the annular support of the bridge when installing the silt-scraper in the radial sump, and also creates convenience in the maintenance and repair of the running gear of the silt-scraper.

По сравнению с прототипом настоящее изобретение имеет существенные отличия, обладает новыми техническими свойствами, отсутствующими в известной ходовой части илоскреба радиального отстойника.Compared with the prototype, the present invention has significant differences, has new technical properties that are absent in the known undercarriage of the radial sediment sludge scraper.

Анализ существующей научно-технической и патентной информации показал неизвестность предлагаемой совокупности существенных признаков. Неизвестными оказались и отдельные существенные признаки, а именно: приводная двухколесная тележка выполнена с тремя балками, которые образуют раму, имеющую незамкнутый контур, и соединены между собой подвижно с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и закреплены от поворота регулируемым неподвижным соединением.Analysis of the existing scientific, technical and patent information showed the uncertainty of the proposed set of essential features. Some significant features were also unknown, namely: a two-wheeled drive trolley made with three beams that form a frame having an open circuit and are interconnected movably with the possibility of rotation around a vertical axis and secured from rotation by an adjustable fixed connection.

Таким образом, настоящее изобретение можно считать отвечающим критерию патентоспособности «новизна».Thus, the present invention can be considered as meeting the patentability criterion of "novelty."

Настоящее изобретение имеет изобретательский уровень, так как для специалиста оно логически не следует из известного технического уровня развития илоскребов радиальных отстойников. Важнейшей технической задачей при использовании двухколесной тележки в ходовой части илоскреба является обеспечение пересечения осей обоих ходовых колес с вертикальной осью кольцевой опоры моста. В прототипе обозначенная проблема приближенно решается за счет разметки и выставления тележки относительно моста перед монтажной сваркой упомянутых узлов. Указанный способ не обеспечивает абсолютного выполнения упомянутого требования о пересечении осей и не позволяет добиться плавного качения двухколесной тележки. В предлагаемой ходовой части илоскреба имеет место нетрадиционное разрешение проблемы, а именно негативный эффект практически неизбежного непересечения упомянутых осей минимизируется за счет максимального сближения ходовых колес, что, не исключая возможностей известного решения, приводит к существенному уменьшению момента сил бокового скольжения и уменьшению абсолютной величины бокового перемещения колес при корректировке курса приводной двухколесной тележки.The present invention has an inventive step, since for a specialist it does not logically follow from the known technical level of development of sludge scrapers of radial sedimentation tanks. The most important technical task when using a two-wheeled trolley in the undercarriage of the sludge scraper is to ensure that the axes of both running wheels intersect with the vertical axis of the annular bridge support. In the prototype, the indicated problem is approximately solved by marking and setting the trolley relative to the bridge before assembly welding of the said units. The specified method does not ensure the absolute fulfillment of the aforementioned requirement of the intersection of the axes and does not allow to achieve smooth rolling of a two-wheeled trolley. In the proposed undercarriage of the sludge scraper there is an unconventional solution to the problem, namely, the negative effect of the almost inevitable non-intersection of the mentioned axles is minimized due to the maximum approach of the running wheels, which, not excluding the possibilities of the known solution, leads to a significant decrease in the moment of lateral sliding forces and a decrease in the absolute value of lateral displacement wheels when adjusting the course of the drive two-wheeled trolley.

Таким образом, предлагаемое изобретение отвечает критерию «изобретательский уровень».Thus, the present invention meets the criterion of "inventive step".

Промышленная применимость настоящего изобретения доказывается ниже.The industrial applicability of the present invention is proved below.

Сущность предлагаемой ходовой части илоскреба радиального отстойника поясняется чертежами, где:The essence of the proposed chassis of the sludge scraper radial sump is illustrated by drawings, where:

фиг.1 - общий вид ходовой части илоскреба радиального отстойника;figure 1 is a General view of the chassis of the sludge scraper radial sump;

фиг.2 - общий вид приводной двухколесной тележки;figure 2 - General view of the drive two-wheeled trolley;

фиг.3 - кинематическая схема подвески колес.figure 3 is a kinematic diagram of the suspension of the wheels.

Предлагаемая ходовая часть илоскреба радиального отстойника содержит мост 1, кольцевую опору моста 2, размещенную в центре радиального отстойника 3, и приводную двухколесную тележку 4 с последовательным расположением колес, установленную на борт 5 радиального отстойника 3 (фиг.1). Рама 6 приводной двухколесной тележки 4 содержит продольную балку 7, соединенную с мостом 1 неподвижно, и две поперечные балки 8, соединенные с продольной балкой 7. При этом каждая поперечная балка 8 может быть соединена с продольной балкой 7 подвижно с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 9 и закреплена от поворота неподвижным соединением. Неподвижные соединения состоят, например, из болтов 10, установленных в пазы 11 поперечных балок 8 и допускающих, благодаря пазам 11, регулировку положения поперечных балок 8 относительно кольцевой опоры моста 2. Соединение поперечных балок 8 с продольной балкой 7 может быть выполнено с помощью крепежных элементов, например болтами с гайками, при этом изменить и зафиксировать угловое положение поперечных балок 8 относительно кольцевой опоры моста 2 можно с помощью прокладок, устанавливаемых между продольной 7 и поперечными 8 балками и закрепляемых путем затяжки указанных болтов. На поперечных балках 8 установлены с возможностью качания вокруг осей 12 и 13 передний и задний двуплечие рычаги подвески 14 и 15, горизонтальные плечи 16 и 17 которых направлены навстречу друг другу (фиг.2). Переднее колесо 18 и заднее колесо 19 приводной двухколесной тележки 4 установлены на горизонтальных плечах 16 и 17 двуплечих рычагов подвески 14 и 15, на которых установлены также приводы вращения 20, а вертикальные плечи 21 и 22 двуплечих рычагов подвески 14 и 15 соединены шарнирно со связывающей их тягой 23, образуя в совокупности с рамой 6 четырехзвенный шарнирный механизм (фиг.3). В этом механизме горизонтальные плечи 16 и 17 имеют одинаковую длину, вследствие чего переднее колесо 18 и заднее колесо 19 оказывают одинаковое давление на дорожку качения, равное половине нагрузки на приводную двухколесную тележку 4. Четырехзвенный шарнирный механизм подвески обеспечивает аналогично известной балансирной подвеске постоянное касание колесами дорожки качения при любых отклонениях ее поверхности от плоскостности и горизонтальности, а также делает возможным минимизировать базу приводной двухколесной тележки 4, не снижая по сравнению с балансирной подвеской жесткости конструкции ходовой части. Кроме того, применение в конструкции приводной двухколесной тележки 4 подвижного соединения продольной балки 7 и поперечных балок 8 с возможностью их относительного поворота и последующего закрепления неподвижным болтовым соединением 10 позволяет регулировать положение переднего и заднего колес 18 и 19 относительно кольцевой опоры моста 2, добиваясь пересечения их осей 24, 25 и 26 в одной точке (фиг.1).The proposed chassis of the sludge scraper of the radial sump contains a bridge 1, an annular support of the bridge 2, located in the center of the radial sump 3, and a two-wheel drive trolley 4 with a sequential arrangement of wheels mounted on board 5 of the radial sump 3 (Fig. 1). The frame 6 of the drive two-wheeled cart 4 contains a longitudinal beam 7 connected to the bridge 1 motionless, and two transverse beams 8 connected to the longitudinal beam 7. Moreover, each transverse beam 8 can be connected to the longitudinal beam 7 movably with the possibility of rotation around the vertical axis 9 and fixed from rotation by a fixed connection. The fixed joints consist, for example, of bolts 10 installed in the grooves 11 of the transverse beams 8 and allowing, thanks to the grooves 11, to adjust the position of the transverse beams 8 relative to the annular support of the bridge 2. The connection of the transverse beams 8 with the longitudinal beam 7 can be performed using fasteners , for example, bolts with nuts, while changing and fixing the angular position of the transverse beams 8 relative to the annular support of the bridge 2 can be done using gaskets installed between the longitudinal 7 and transverse 8 beams and secured washed by tightening the specified bolts. On the transverse beams 8 are installed with the possibility of swinging around the axes 12 and 13, the front and rear two-arm suspension arms 14 and 15, the horizontal shoulders 16 and 17 of which are directed towards each other (figure 2). The front wheel 18 and the rear wheel 19 of the two-wheel drive carriage 4 are mounted on the horizontal shoulders 16 and 17 of the two-arm suspension arms 14 and 15, on which the rotation drives 20 are also mounted, and the vertical shoulders 21 and 22 of the two-arm suspension arms 14 and 15 are pivotally connected to them traction 23, forming in conjunction with the frame 6 four-link articulated mechanism (figure 3). In this mechanism, the horizontal shoulders 16 and 17 have the same length, as a result of which the front wheel 18 and the rear wheel 19 exert the same pressure on the raceway, equal to half the load on the drive two-wheeled carriage 4. The four-link articulated suspension mechanism ensures, like the well-known balancing suspension, the wheels constantly touch the track rolling at any deviations of its surface from flatness and horizontalness, and also makes it possible to minimize the base of the drive two-wheeled trolley 4, without reducing compared with the balancer suspension of the rigidity of the chassis design. In addition, the use in the design of the drive two-wheeled cart 4 of the movable connection of the longitudinal beam 7 and the transverse beams 8 with the possibility of their relative rotation and subsequent fixing by a fixed bolt connection 10 allows you to adjust the position of the front and rear wheels 18 and 19 relative to the annular support of the bridge 2, achieving their intersection axes 24, 25 and 26 at one point (figure 1).

Claims

1. The chassis of the sludge scraper of the radial sump, comprising a bridge, an annular bridge support, located in the center of the radial sump, and mounted on board the radial sump drive two-wheeled trolley with a sequential arrangement of wheels, characterized in that the drive two-wheeled trolley has one longitudinal beam and connected to it two transverse beams, the longitudinal beam being fixedly connected to the bridge, the front and rear two-arm levers are mounted on the transverse beams with the possibility of swinging, respectively suspensions, the swing axes of which are parallel to the axes of the front and rear wheels of the drive two-wheeled trolley, the horizontal shoulders of these levers are directed towards each other, and the mentioned wheels with rotation drives are mounted on them, and the vertical shoulders of these levers are pivotally connected to the link connecting them.

2. The chassis according to claim 1, characterized in that in the drive two-wheeled trolley, each transverse beam is connected to the longitudinal beam with the possibility of rotation around a vertical axis and secured from rotation by a fixed connection allowing adjustment of the position of this transverse beam relative to the annular support of the bridge.