專利名稱：壓實裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種壓實裝置，具體涉及用于壓實粒狀材料如粒狀活性炭、砂、豆粒狀小圓石或類似材料的裝置。
上述粒狀材料常用于如水處理工廠中的濾床等寬闊區域。在這些應用中，要求將材料放平并加以壓實以便對水進行均勻的過濾，但與此同時，當濾床出空時又極為堅固，如人員、翻斗車或其他設備在其上移動時，其表面仍原封不動。現有裝置一般并不提供這樣一種壓實層。
因而，本發明的一個目的即在于提供一種克服這一缺點的裝置。
按照本發明的一第一方面，提供一用于壓實粒狀材料的裝置，包括一翻掘裝置和一用以對材料進行壓實的壓實裝置。
還具有可使本發明裝置在一基本水平的平面中提供旋轉的裝置。
該裝置可提供基本360°的旋轉。從而提供或多或少的萬能壓實動作。
該裝置可包括一液壓馬達。這是一較為簡單和不昂貴的液壓馬達。
可裝設一馬達/齒輪箱組件并使之與翻掘裝置連接，并可將壓實裝置可樞轉地與翻掘裝置連接。這尤其是在壓實裝置基本上為分離裝置的情況下用于提供操作上的“靈活性”。
可裝設適于防止翻掘裝置和壓實裝置過度分離的約束裝置。這用于在操作過程中提供控制。
約束裝置可包括靈活的伸長裝置如鏈條。
壓實裝置可具有一曲線壓實表面。這用于提供一平滑的壓實操作。
壓實裝置在鄰近曲線表面處可具有加寬的側翼。這用于避免被壓實表面中的溝槽。
壓實裝置可具有一適于在壓實操作中防止粒狀材料累積的傾斜表面。這提供材料的有效利用。
可裝設用于對壓實表面的深度進行測量的裝置。
按照本發明的第二方面，裝設有一具有一臂的平土機或翻斗車，前述裝置被安裝在該臂上。
以下結合附圖對本發明用于壓實粒狀材料如粒狀活性炭的裝置的實施例進行說明。
圖1和圖2為按照本發明的裝置使用在挖掘機臂末端的立體圖；圖3為正在使用的圖1和圖2裝置的放大立體圖4為圖1至圖3裝置的放大側視圖；圖5表示按照本發明裝置的另一個實施例；圖6為按照本發明裝置又一實施例的示意平面圖；圖7為按照本發明壓實裝置的液壓線路示意圖；圖8-11分別為按照本發明裝置再一實施例的較小比例的側視圖；以及圖12和圖13分別為按照本發明裝置另一實施例的正面圖和從后面看的立體圖。
以上各附圖中對同一零件均采用同一標號。
圖1-4所示為用于壓實粒狀材料2的裝置1，它包括一翻掘裝置3、一壓實裝置4和用于使裝置1在一基本水平的平面內旋轉的裝置5，用于對材料2進行壓實；在實施例中，將粒狀活性炭作為過濾層放在砂床6上(砂床也可采用裝置1加以壓實)。砂子6和活性炭2形成一過濾裝置如水處理廠中一慢砂過濾裝置中的不同層面。
裝置1被設計成可拆卸地安裝在一履帶式車輛如一翻斗車、挖掘機或挖土機8的一伸長臂7的一端，裝置1與一液壓線路連接，其中裝置5為一帶有一齒輪箱5′的液壓馬達形式，從而在使用時可使裝置1擺動或回轉超過360°。馬達5被安裝在裝置1的機架或叉架9上，機架9從該處懸掛翻掘裝置3和壓實裝置4。
翻掘裝置3為一具有一與底邊(使用時)固定的摩擦條10并在其整個寬度上延伸的曲面刮板。翻掘裝置或刮板3從機架9通過一裝在齒輪箱5′上的支架組件3′懸掛，以使翻掘裝置在使用時具有一與齒輪箱5′的樞轉軸線一致的基本垂直的樞轉軸線。壓實裝置4通過一具有基本水平的樞轉軸線的樞轉連接裝置11從翻掘裝置樞轉。壓實裝置4為一密閉體或箱體，它具有一曲線外表面13、一傾斜表面14、以及在使用時的一曲線底部壓實表面15，表面15朝待壓實表面2′外凸。壓實裝置的側邊也包括向上(如圖所示)加寬的翼或邊16，而且在鄰近曲線外表面13處有導向曲線表面16的一斜坡或斜楔狀輪廓17。
壓實裝置4的樞轉連接裝置11在高度方面可調節，因而可相對于翻掘裝置3的摩擦條10的底邊作垂直方向調節。翻掘裝置3的一后表面(使用時)以長度方向可調節的螺絲18的形式安裝停止裝置，壓實裝置4的一支承板19可與該螺絲緊靠。
還具有在翻掘裝置3的后部與壓實裝置4之間加以連接的約束裝置20。
在該實施例中，約束裝置20包括兩根隔開而基本平行的金屬鏈，該金屬鏈是柔性的，但在伸長時則為剛性，以免翻掘裝置3與壓實裝置4隔開太多。
裝置1包括一用作一激光水平控制裝置基準的直立桿(未示)，該裝置可被安裝在慢砂過濾裝置的一側。履帶式車輛8的操縱室內具有操縱人員可籍以控制裝置1的水平并從而控制壓實層水平的讀出或控制臺。
操作時，將一已壓實層、這種情況下為粒狀活性炭2鋪設在一砂層6上，一堆碳2被傾倒在一先前鋪設的砂層上(圖1-3)并通過本裝置加以引導。首先，司機操縱裝置1進行刮平，翻掘裝置將碳堆平整為層面。他可以作若干次刮平，每次均將裝置1抬起，以便在下一次刮平之前使裝置離開碳。鏈條20使裝置1與壓實裝置4保持剛性并與翻掘裝置3保持剛性。司機在對將所有的碳鋪設到一所需深度感到滿意時(利用激光監控器)即反向，以使壓實裝置4成為前面部分(原先它在翻掘裝置后面)。在反向工作過程中，曲線表面15與碳2的平整表面2′接合并壓在其上，表面2′與曲線表面15相切，從而將碳壓實。
這樣，曲線表面15就使材料2被“碾”入其本身中，提供一鎖緊粒狀材料的堅實表面，并使該表面非常堅實而不會因隨后由人或機器在其上通過或在粒狀活性炭上鋪設砂以在碳上形成一砂層(GAC)而受到重大影響。
擋塊18防止壓實裝置4與翻掘裝置3碰撞以避免卡住和損壞。
可以看到，由于裝置1是由臂7攜帶的，而裝置1又攜帶馬達5和齒輪箱5′，可實現360°擺動或轉動，故可在水平平面中以任何所需角度實現平整和壓實。
在壓實過程中，斜楔17提供一對曲線壓實表面15的平滑“導入”。側翼16可防止形成否則將形成并導致一必須重新加以平整的材料側“波”。
斜坡14防止在壓實過程中材料堆積在壓實裝置4上，而外曲線表面13則提供一鋪開動作。
參見圖5，所示實施例50除具有兩個翻掘裝置3和一個壓實表面15外，其余均與圖1至4的實施例相似。
該實施例50包括一用于沿相反方向轉過190°的半旋轉驅動器51，并在平整和壓實過程中再次提供總的擺動或轉動。
圖6示意地表示一實施例30，其中有三個由相應的臂31從一中心驅動器32操縱的裝置1，它們逆時針轉動進行平整，順時針轉動進行壓實。
圖7表示一液壓線路40。液壓接頭41用于與翻斗車、挖掘裝置或挖土機8的液壓線路連接，該線路包括液壓馬達5和齒輪箱5′，并包括雙交叉線卸荷閥42和標準的流量閥43。卸荷閥保護馬達。在一修改的線路(未示)中有一伺服電動機控制的止回閥，該止回閥可控制到使本裝置將被放置和壓實的材料或棄土移動至一端，伺服電動機控制的止回閥在中間位置，而線路則被整體鎖住與交叉線卸荷閥42分開，它允許翻掘裝置稍微移動以便棄土輕輕倒出。閥42可操縱來取回棄土。
作為激光深度監控裝置的一種替代，可以是一挖入材料以供操縱人員目測評定達到深度的V形量規。也可以是在翻掘過程中放置材料的在翻掘裝置前面的側翼4a。
參見圖8，所示實施例100是圖5實施例的一種替代。在該實施例100中有一在兩個翻掘裝置3之間“浮動”的曲線或“菱形”的滑橇形式的壓實裝置101，該滑橇通過采取兩個鏈條102形式的柔性但不可延伸的支承裝置懸掛在翻掘裝置3上。該實施例相當容易控制。因此，如果激光高度控制裝置示出高度暫時高于目標，則可用較小的力通過臂7將裝置向下移動，從而避免砂或碳的破裂或粉碎，但能通過滑橇101進行壓實，鏈條可使它抬起，但不管怎樣仍保持剛性連接以與正在擺動的臂一起運動，并如圖所示，根據擺動方向跟隨右翻掘裝置或左翻掘裝置進行壓實。滑橇可通過快速脫開離合器如鉤環和銷103從翻掘裝置上卸下。鉤環103有效地低于樞轉連接裝置11，而這些提供了一并不“挖”入材料2的“浮動”滑橇，正象一(較高)樞轉連接裝置11可能發生的情況一樣。滑橇在兩個方向同樣工作。
參見圖9，圖中所示的實施例200具有一全長墊201形式的壓實裝置，該全長墊具有一延伸翻掘裝置3的寬度的曲線表面15。因而在使用時，可以通過翻掘裝置3對某一區域的粒狀活性炭加以鋪開、沿一個方向移動，然后可將翻掘裝置翻轉，在一通過臂降低的、在全寬墊201及其曲線壓實表面略為降低水平處產生所需壓實。
參見圖10，圖中所示的實施例300具有兩個從每個翻掘裝置3的后部樞轉連接的相對較窄的壓實裝置。箭頭表示與正被壓實的表面接觸的右手壓實裝置301的假定移動方向。兩個翻掘裝置和壓實裝置供在兩個相反方向上壓實和擴展。當裝置300向下移動到一需加以擴展和壓實的表面上時，相對較窄的滑橇(較其他實施例中的窄)提供較小的阻力。通過適當操縱將滑橇與翻掘裝置連接的連接裝置，可將滑橇301“收藏”到翻掘裝置的低位上面。
這在對一表面2′進行平整但并不需要壓實時是有用的。當對一砂層進行鋪設及平整時即可以是這種情況。而且滑橇可以通過一連接裝置(未示)加以連接，以使其始終以串聯進行工作；或可一起收藏，而能以翻掘裝置模式進行工作。所示連接裝置302可用重力進行操作，故根據運動方向將配置一個滑橇用于壓實。
參見圖11，圖中所示的實施例400具有一翻掘裝置3和一壓實裝置4，壓實裝置與圖4大體上相似，但變圓并在點401上而不是在翻掘裝置3上樞轉，翻掘裝置3象以前一樣與齒輪箱5′樞轉連接。具有一連接壓實裝置4與翻掘裝置3的鏈條。在壓實過程中，方向如箭頭所示，表面15在沿相反方向運動以通過翻掘裝置3進行平整之后對所述粒狀活性炭進行壓實。
圖12和13表示圖4裝置的不同視圖，其中具有用于對翻掘裝置的切割刃邊或下邊的水平姿勢進行監控的裝置。這在所示實施例中是通過將兩個垂直支承管501與翻掘裝置的后部夾緊并將一透明壓力計管502夾緊在它們之間來實現的。壓力計管中注入有色液體，以便當該液體在管中運動時，操作者即可看到它是否水平，就象一水準儀一樣，從而可監控翻掘裝置是否水平并在需要時進行必要的校正。
壓力計管可以是一閉合環路，可避免污染和有色液體溢出。
所示實施例中的翻掘裝置3可以為相對有限高度。這可使裝置即使因裝置繼續移動而遇到土堆時繼續工作以進行平整，土堆材料則倒在刮板上。
將會理解，在每個實施例中，均在一裝置中同時裝設有平整和壓實裝置，這與通常在一慢砂過濾裝置中鋪設材料所用時間相比可節約75％，并能以一列通道處理多個土堆的材料。裝置1等同時通過齒輪箱5′在水平方向加以轉動和通過裝置8的臂7加以擺動。該組合裝設有精細控制。
還將理解，上述裝置可以加以修改。例如，翻掘裝置的底邊可包括多個間隔齒。這些齒可以附加在摩擦條10上或代替摩擦條10。因此這些齒可以是一附加特征。
還將理解，轉動可以小于360°，例如只有180°。
權利要求
1.用于壓實粒狀材料的裝置，包括一翻掘裝置和一用來壓實材料的壓實裝置。
2.如權利要求1所述的裝置，還包括適于在一基本水平的平面中提供所述裝置轉動的裝置。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述轉動裝置提供大致360°轉動。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述轉動裝置包括一液壓馬達。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括一馬達/齒輪箱組件，所述翻掘裝置與該組件連接，所述壓實裝置可樞轉地與所述翻掘裝置連接。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括適于防止翻掘裝置和壓實裝置過度分開的約束裝置。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述約束裝置包括柔性伸長裝置。
8.如前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述壓實裝置具有一曲線壓實表面。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述壓實裝置具有一鄰近曲線表面的加寬側翼。
10.如權利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述壓實裝置具有一適于進行壓實操作以防止粒狀材料累積的傾斜表面。
11.如權利要求8至10中任一項所述的裝置，其特征在于，所述壓實裝置為可卸下的。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于，具有兩個翻掘裝置，所述壓實裝置包括兩個分開的壓實裝置，其中每個與一相應的翻掘裝置樞轉連接。
13.如權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述兩個壓實裝置通過連接裝置加以連接。
14.如權利要求1至14中任一項所述的裝置，其特征在于，所述壓實裝置是所述翻掘裝置的一部分。
15.如前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，還包括用于對所述翻掘裝置的水平等級進行監控的裝置。
16.如權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述監控裝置包括一壓力計。
17.如前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，還包括用于對一需壓實表面的深度進行測量的裝置。
18.一翻斗車或平土機，具有一臂和安裝在所述臂上的如前述權利要求中任一項所述的裝置。
全文摘要
本發明涉及一種用于對如鋪設在慢砂過濾裝置中粒狀活性炭(GAC)之類的粒狀材料(2)進行壓實的壓實裝置,包括一翻掘裝置(3),一壓實裝置(4),以及在一基本水平的平面中提供裝置轉動的裝置(5),用以壓實材料(2)。在一較佳實施例中,本裝置被可卸下地安裝在一通常為履帶式的車輛如翻斗車、挖掘裝置或挖土機的一伸長臂的一端。
文檔編號E01C19/22GK1171829SQ9519726
公開日1998年1月28日 申請日期1995年12月4日 優先權日1994年12月2日
發明者T·G·桑德斯 申請人:泰晤士河水公用事業有限公司