Машини для збирання та вивезення рідких побутових відходів
Для збирання та вивезення рідких побутових відходів призначені вакуум-машини, які забезпечують вилучення рідких побутових відходів з вигрібних ям та їх транспортування до місць знезараження. Машини цього призначення мають загальну принципову схему роботи — у ємності для нечистот створюється вакуум, у результаті якого нечистоти по всмоктувальному рукаву, опущеному в яму, надходять у цистерну.
В даний час виготовляють два основних типи вакуум-машин, що відрізняються вантажопідйомністю базового шасі та конструктивним оформленням.
Найбільш поширеним типом машини, що становить в основному парк цих технічних засобів, є машини КО-503 на базі автомобіля ГАЗ-53А. Машина складається з цистерни, вакуум-насоса, трубопроводів, забірного рукава, механізмів приводу насоса та двох ящиків, що одночасно є облицюванням машини.
Цистерна циліндричної форми зі сферичними днищами має у верхній передній частині горловину, на кришці якої встановлено сигнально-запобіжний пристрій та до якої підведено патрубок трубопроводу від вакуум-насоса. На задньому днищі цистерни в нижній частині встановлений приймальний лючок з шиберним пристроєм. Цистерна прикріплена за допомогою драбин до лонжеронів базового шасі з нахилом 3° у бік зливу. Приймальний лючок служить для приєднання до цистерни забірного рукава, що всмоктує. Доступ з рукава в цистерну перекривається шибером, яким управляють за допомогою рукоятки-важеля.
Вакуум-насос – лопатевого типу, у його корпусі ексцентрично встановлений ротор, у пазах якого переміщується шість лопаток. Вакуум-насос працює від двигуна автомобіля за допомогою коробки відбору потужності, прифланцованої з правої сторони коробки передач, карданного валу та клинопасової передачі. На корпусі насосарозміщеному на спеціальній рамі за кабіною водія, закріплений масляний бак, що служить для змащування підшипників та робочої поверхні корпусу насоса. Олія з бака подається під тиском повітря, що надходить із напірного патрубка насоса, який має глушник.
Трубопровід машини служить для з'єднання всмоктуючого або напірного патрубка вакуум-насоса з цистерною. Трубопровід має чотириходовий кран, при зміні положення рукоятки якого цистерна з'єднується з всмоктувальним або напірним патрубком вакуум-насоса. У першому випадку в цистерні утворюється розрідження, необхідне для переміщення нечистот з вигрібної ями в цистерну, а в другому тиск, що служить для спорожнення цистерни. Трубопровід має проміжний бачок, який служить для уловлювання конденсату, що утворюється при евакуації повітря з цистерни вакуум-насосом.
Сигнально-запобіжний пристрій забезпечує зупинку вакуум-насоса при заповненні цистерни до заданого рівня, перекриття всмоктуючого трубопроводу, щоб уникнути надходження нечистот у трубопровід і вакуум-насос, обмеження тиску та розрідження в цистерні. Для цього пристрій має датчик рівня, який за заданого рівня наповнення цистерни зупиняє двигун. Обмеження тиску та розрідження в цистерні досягається за допомогою запобіжних клапанів.
Забірний всмоктувальний рукав забезпечений на одному кінці накидною гайкою доя ггоисоединения до приймального лючка цистерни, а на іншому металевим наконечником, що опускається в вигрібну яму. На корпусі лючка є кран, який після заповнення цистерни відкривається, в результаті чого знімається розрідження у всмоктувальному шлангу і нечистоти, що його заповнюють, зливаються у вигрібну яму.
Облицювання машини виконано у вигляді двох ящиків, розташованих з правоїта лівої сторін цистерни. У ці ящики укладаються забірний рукав, скребок для видалення з цистерни твердих опадів, що потрапляють у цистерну з нечистотами, а також необхідний інструмент. Крім того, у лівій ящику встановлений бачок з водою та рукавом, що служать для обмиву забірного рукава від залишків нечистот. Знімання всмоктувального, забірного рукава, його встановлення та підйом з вигрібної ями, а також укладання на машину здійснюються вручну.
Для механізації цього процесу є кілька пристроїв, один з яких використовують на машині КО-508. Цю машину виготовили невеликою партією шляхом доукомплектування вакуум-машини КО-503 вказаним пристроєм, встановленим на цистерні з правого боку. Пристрій складається з напрямних, закріплених уздовж цистерни на її обичайці, якими може переміщатися барабан з рукавом, пневмоциліндра, канатної системи маніпулятора і рукава, що всмоктує.
У верхній частині обичайки цистерни біля заднього днища встановлений додатковий шибер для приєднання одного кінця всмоктувального рукава, який охоплює барабан-каретку, розміщену в транспортному положенні машини передньої частини цистерни. Поршень пневмоциліндра з'єднаний з барабаном канатом, який прямує чотирма блоками, утворюючи замкнуту систему. Пневмоциліндр за допомогою крана з'єднаний з усією всмоктувальною лінією машини.
Інший вільний кінець всмоктуючого рукава укладається на маніпулятор, встановлений в задній частині машини і шарнірно закріплений важіль, що повертається разом з рукавом. Рукав у маніпулятора проходить через два ролики, що перешкоджають бічним зміщенням рукава, що забезпечують при цьому його переміщення вздовж осі.
Пристрій працює наступним чином. Пневмосистема при відкритому крані створює в пневмоциліндрі вакуум піддією якого поршень починає переміщатися. Канат передає зусилля на каретку, і вона починає рухатися направляючим разом із всмоктувальним рукавом до заднього днища цистерни. Тим самим через напрямні ролики маніпулятора починається висунення рукава. За допомогою мані пулятора відбувається коригування положення наконечника всмоктуючого шланга та його направлення у вигрібну яму. Після заповнення цистерни поршень пневмопіліндра, переміщаючись, натягує канат, який зміщує каретку разом з рукавом у передню частину машини, забезпечуючи при цьому вилучення рукава з вигрібної ями та його встановлення у вихідне транспортне положення.
Модифікацією вакуум-машини КО-503 є машина УК-19, яка використовується для очищення вигрібних ям у будинках без каналізаційних систем при застосуванні системи спільного збирання побутових відходів. Ця система передбачає збір твердих відходів та помиїв у загальну ємність та її спорожнення у вигріб. Винятком є великогабаритні відходи розміром понад 250 мм, які укладаються у спеціальний сміттєзбірник.
Вакуум-машина для обслуговування цієї системи має в лівій задній частині цистерни спеціальний барабан, вісь обертання якого розміщена в площині перпендикулярної до поздовжньої осі машини. На периферії барабана у спеціальних напрямних розміщений всмоктувальний рукав, один кінець якого через спеціальний сальниковий пристрій на осі барабана з'єднаний з порожниною цистерни.
Напрям обертання барабана з всмоктувальним рукавом за допомогою спеціального приводу може змінюватися, забезпечуючи тим самим розмотування рукава при його подачі у вигріб і після заповнення цистерни вилучення рукава з вигріба та укладання його на барабані. Всмоктувальний рукав з порожниною цистерни з'єднаний за допомогою шиберної заслінки, важіль управління якоїзнаходиться поблизу барабана. Завдяки такій конструкції рукав подається у вигріб при обертанні барабана і від оператора потрібно лише направляти його у зручне для вилучення відходів місце. Управління муфтою приводу барабана в обертання, так само як і шиберною заслінкою всмоктуючого рукава, розміщено біля заднього днища цистерни.
Механізація операцій з переміщення рукава в даній машині є безперервною умовою, оскільки застосовується рукав діаметром 200-250 мм, що має велику масу.
Машина КО-505 на шасі автомобіля КамАЗ-53213 набула порівняно невеликого поширення. Це розмірами машини, що перешкоджають в'їзду на дворові території невеликий площі будинків без каналізаційних систем. Дану машину проектували для використання при очищенні вигрібних ям великої місткості 50-100 м3, які служать для прийому рідких нечистот з будинків, обладнаних системою каналізації, але не приєднаною до міських каналізаційних мереж.
Машина складається з двох цистерн, вакуум-насоса, трубопроводу, всмоктуючого рукава, пристрої для його укладання, систем обмиву рукава та відігріву, гідравлічної та пневматичної систем, механізмів приводу та облицювання. Цистерни циліндричні з днищами сферичної форми. Кожна з них поміщена на трьох опорних кронштейнах і прикріплена за допомогою драбин до лонжеронів базового шасі з нахилом у бік зливу. У цистернах для гасіння гідравлічних ударів, які можуть виникнути під час руху машини, встановлені по три хвилерізи. На задніх днищах кожної цистерни розміщені оглядові шибки та зливні лючки з шибером. У передніх частинах цистерн є горловина; на кришці лівої цистерни встановлено сигнально-запобіжний пристрій.
Вакуум-насос, такий самий конструкції, як на машині КО-503, розміщенийміж кабіною водія та цистернами. Насос з'єднаний з цистернами трубопроводами, на яких змонтовано бачок-відстійник, чотириходовий кран та глушник.
Всмоктувальний рукав розміщений у спеціальному пеналі, розташованому вздовж осі машини між цистернами. Подача рукава забезпечується лебідкою, що приводиться в дію гідромотором.
Між цистернами в задній частині змонтована приймальна камера, за допомогою якої цистерни з'єднані між собою. До нижньої частини камери за допомогою пневмомеханізму приєднано кінець всмоктуючого рукава. Крім того, камера має клапан, який перекриває отвір для приєднання всмоктуючого рукава. Таким чином, після приєднання всмоктуючого рукава до приймальної камери та утворення в цистернах потрібного розрідження клапан відкривається, забезпечуючи тим самим з'єднання порожнин цистерн з вигрібом та можливість заповнення їх нечистотами.
Для обмивання всмоктувального рукава на машині є два баки; у великому баку транспортується вода, яка самопливом надходить у бак малого обсягу. У малому баку створюється тиск повітря, що забезпечує подачу води при обмиванні всмоктуючого рукава.
При роботі машини в умовах низьких температур передбачено обігрів приймальної камери, для чого використовується теплота газів двигуна, що відпрацювали, які відводяться від глушника металевими рукавами.
Гідросистема складається з масляного бака, шестеренного насоса, двох гідромоторів, дроселя, гідророзподільника. Олія з шестеренного насоса через гідророзподільник надходить у гідромотор приводу вакуум-насоса або гідромотор приводу механізму укладання рукава. Для контролю за роботою гідросистеми (за тиском масла в нагнітальному та зливному трубопроводах) є два манометри. Частота обертання гідромотора приводу механізмуукладання рукава регулюється дроселем.
Пневмосистема машини з'єднана за допомогою пневмокрана з пневмосистемою шасі автомобіля і служить для управління коробкою відбору потужності, пристроєм приєднання забірного рукава і відкриванням і закриванням клапана приймальної камери. Для приводу механізмів машини є коробка відбору потужності. До фланця коробки відбору потужності прикріплено масляний насос, вал якого входить у внутрішні шліци вала коробки. Сигнально-запобіжний пристрій аналогічний тому, що застосовано на машині КО-503.
Основи розрахунку. При розрахунку вакуум-машин розсмоктуються такі найважливіші питання.
Залежно від заданих експлуатаційних показників, глибини колодязів, що очищаються, і місткості цистерни визначають параметри і режими роботи вакуум-насоса. Отримані на цьому етапі розрахунку дані використовують для розрахунку на міцність основних деталей і вузлів машини.