專利名稱：行星掃輪旋吸式掃路方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及道路清掃方法及機械。
背景技術：
目前掃路機械的研究開發，大多將重點放在改進現有設備的噪聲、排放、可靠性、舒適性、自動調整方面，或者是風機、風道系統和除塵系統以及零部件的耐磨性等方面。
現有的掃路裝置(機、車)按工作原理可分為純掃式、純吸式、吸掃式三種；按其載重量的大小可分為大型、中型、小型、微型等幾種類型；按照除塵方式可分為濕式除塵、干式除塵、干濕兩用等。
純掃式掃路車是用盤刷或滾刷使污物沿盤式邊刷(或柱狀滾刷)切線方向進入收集范圍內，再由主滾刷掃入垃圾收集容器，特點是對顆粒、比重比較大(尤其是道路上較大的棄物)及附著性的污物清除效果明顯，結構比較簡單，生產、運行成本較低，價格便宜，故障點相對較少；不足的是，在塵土、輕拋物和污染嚴重的環境下使用，揚塵現象比較明顯。只適合于較清潔的路面。
純吸式掃路車(沒有掃盤)運用真空宏吸原理，使吸塵口產生足夠的真空度將污物吸入垃圾容器，適合于輕拋物、浮塵較多的路面，不易揚塵。特別是在北方地區或冬季清掃作業不便噴水(噴水易使路面結冰)壓塵的情況下，使用優勢更加明顯。缺點是，對附著性較強、比重大的污物清除能力則顯不夠；此外，制造、運行成本較高，特別是工作一段時間后，效率明顯降低。
吸掃式掃路車兼有純掃式和純吸式掃路車的功能，它由液壓系統提供動力，驅動掃輪盤刷將垃圾掃到風機附近、由大功率發動機驅動風機收灰吸塵；水泵提供壓力水，供掃輪和垃圾箱噴霧壓塵；由人工按路面狀況確定調整掃輪的觸地壓力，是當今國內外城市道路清掃的主要車種，但同純吸式掃路車一樣，技術、結構較為復雜，價格比較昂貴，運行成本較高。
按照我國城市建設部要求，城市機械化清掃率要達到40％以上。但從我國掃路機械的普及和實際機掃率來看并不高，主要原因是，掃路機械設備購置成本和運行成本太高，在中國的非高等級路面，以及有大量建筑垃圾的路面上，清除能力弱，起不到取代人力的作用；再則，在已購置了掃路機械的單位，考慮運行成本問題也只在特別重要的路段，以及迎檢的時候使用。而在路面不平，有大量沙子、卵石、大量落葉和黃土的路上，真正有效投入使用的很少。
目前，大量使用的是吸掃式掃路車，從工作原理分析和實際使用情況看，有諸多缺陷和不足。一是，垃圾塵埃收集提升的功率消耗大，主要是靠大功率(50千瓦以上)的發動機，帶動風機，從地面將垃圾和灰塵吸入垃圾箱，有用功小；二是，清掃速度低(5-20KM/h)，掃盤的最大直徑處與地面接觸面很少，只有接觸處的垃圾，能沿切線方向掃至吸嘴處，其它的垃圾均靠風機的吸力吸走。高速行走時，車旁的風阻對垃圾的清掃吸入有破壞作用。尤其是在掃輪處。風速對灰塵和垃圾的有效吸入影響很大，速度越高，二次污染越嚴重；三是，地面有效復掃率低，影響清掃速度和效果。因掃盤在掃路車行進方向上，兩輪不在同一條直線上，距離至少有0.3M以上；兩掃輪觸地的切線方向，幾乎不可能重疊；清掃過的地面上，只有一個掃輪掃過一次，沒有第二個掃輪在已掃處復掃，故在灰塵較多的路上，掃路車掃過后，留有明顯的灰塵帶跡；四是，掃盤與地接觸壓力大，掃輪的使用壽命低；掃輪不能因地面的不平，車輛載荷的變化，來自行調整與地面的接觸力。因此，掃輪的磨損和清掃效果的好壞，會與路面好壞及車輛載荷的變化，操作者的操作水平密切相關。
綜上說述，現有的清掃機械裝置，從垃圾清掃、收集提升的原理和方法上看，不是最理想的機械，主要體現在功利消耗大、結構復雜、對操作者的要求高、易產生二次污染、使用和維修成本高、有用功少無用功多、事倍功半。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺陷，提出一種行星掃輪旋吸式掃路方法及裝置，能有效實現對路面垃圾的清掃、收集和提升，方法簡便，裝置結構簡單；其成本低廉、清掃效果好、功率消耗少，且可靠性好、使用與維護簡便本發明的技術解決方案之一是，所述行星掃輪旋吸式掃路方法為，利用設在一只立式筒體外周，且與之同軸心的掃輪圈上的、對稱或均勻分布的、至少二只以上的行星掃輪自轉和公轉，將路面垃圾掃至所述立式筒體下方；通過安裝在可移動機架上，且內裝繞筒體軸心線上升的螺旋片立式筒體的旋轉，將該立式筒體下方的垃圾收入所述筒體中并提升至頂部后，從頂部垃圾出口送入垃圾箱中；所述行星掃輪可隨立式筒體相對機架垂直升降。
本發明的技術解決方案之二是，所述行星掃輪旋吸式掃路裝置包括一個由機架支承并由動力機構驅動旋轉的立式筒體，所述筒體同一機械升降機構的升降臂連接，該筒體中固定設有至少二條以上對稱分布且繞筒體軸心線螺旋上升的螺旋片，所述螺旋片底端與筒體底端口組成垃圾入口，頂部有垃圾出口，所述筒體的外周設有同軸心的掃輪圈(或調速摩擦圈)，所述掃輪圈上，對稱安裝有至少二個以上的可繞自軸旋轉的行星掃輪，且所述行星掃輪的掃刷底端與地接觸，桶的螺旋片最底端離地稍有距離。
以下對本發明做出進一步說明。
參見圖1和圖2，本發明包括一個由機架7支承并由動力機構2驅動旋轉的立式筒體4，所述立式筒體4同一機械升降機構的升降螺旋副連接，該立式筒體4中固定設有至少二條以上繞筒體軸心線螺旋上升的螺旋片13，所述螺旋片13底端與立式筒體底端口組成垃圾入口22，頂部有垃圾出口25。所述立式筒體4外周設有同軸心的掃輪圈21，所述掃輪圈21上對稱安裝有至少二個以上可繞自軸旋轉的行星掃輪17，且所述行星掃輪17的掃刷底端位置低于螺旋片13底端。
所述機械升降螺旋副機構可設置在立式筒體4的上方，且其升降螺旋副與該立式筒體4頂部連接。所述動力機構2亦可設在立式筒體4的上方。
所述螺旋片13底端與筒體底端口組成的垃圾入口22，最好為上大下小的圓錐形，即為靠近筒體中心部位離地近，而筒邊離地遠的斜開口。
本發明所述裝置中的各相關機構，均可采用已有技術不同方案實現。
所述掃輪圈21可設計為與筒體4同步或不同步、同向或反向旋轉。
本發明所述方法和裝置的工作原理是(參見圖1和圖2)，立式筒體4及螺旋片13在動力機構驅動下按螺旋片上升方向同向旋轉，所有處于螺旋片13上的物質(垃圾)，將因螺旋片斜面的推動而向上運動；立式筒體4高速旋轉時，在產生離心力的同時，筒內上、下端因螺旋斜面的上推力會出現壓力差，下部將出現負壓、產生吸力，部分垃圾由垃圾入口22吸入筒內，在螺旋斜面推力和吸力作用下，上升到筒頂端，在離心力和重力的作用下，將沿立式筒體4徑向方向的垃圾出口25飛出，進入對應的垃圾箱內，實現對垃圾的收集、提升功能。行星掃輪17在自轉和掃輪圈21公轉的作用下，會在地面上掃出一個以立式筒體4軸心和行星掃輪17軸心為半徑的圓環，該圓環的寬度由行星掃輪17與地面的接觸寬度而定；行星掃輪17與地面接觸處的垃圾，將沿行星掃輪17設定的切線方向飛向立式筒體4底部，再進入筒內。行星掃輪17原地公轉一圈，所述圓環面積內有若干次重復交替清掃。若立式筒體4和行星掃輪17在旋轉的同時，朝某水平方向移動，則在該方向的地面上，有若干個圓環形軌跡重疊掃過而實現高速清掃，所述圓環的最大直徑即是清掃面積的寬度。
由上可知，本發明為一種行星掃輪旋吸式掃路方法和裝置，實現所述方法的裝置安裝在移動車輛上，能有效實現對路面垃圾的清掃、收集和提升，其結構簡單、成本低廉、清掃效果好、功率消耗少，且可靠性好、使用與維護簡便。
圖1是本發明所述裝置的一種實施例俯視結構示意圖(亦是圖2中B-B向視圖，圖中直箭頭為機架移動方向，圓弧箭頭為相關構件旋轉方向)；圖2是圖1所示裝置的A-A向結構示意圖(其中頂部箭頭為立式筒體旋轉方向，其余箭頭為二次風流向)；圖3是圖2中部分結構的對應放大圖示；圖4是圖2所示裝置部分結構(放大)示意圖，其中螺旋片13主體為無軸結構(其中頂部箭頭為立式筒體旋轉方向，其余箭頭為二次風流向)；圖5是本發明所述裝置的另一種實施例局部結構示意圖(其中箭頭為二次風流向)；圖6是圖5所示裝置的一種實際結構圖示(其中箭頭為垃圾運行方向)；圖7是圖4所示裝置的一種實際結構圖示。
在附圖中1-螺旋副， 11-定摩擦輪， 21-掃輪圈，2-動力機構，12-動力源，22-垃圾入口，3-花鍵軸套，13-螺旋片，23-二次風出口，4-立式筒體，14-掃盤， 24-風管，5-垃圾箱， 15-提升爪，25-垃圾出口，
6-圓口活套， 16-徑向支承滾， 26-出風口，7-機架， 17-行星掃輪，27-過濾網，8-定位桶， 18-三面支承滾， 28-花鍵軸，9-階梯形圓筒， 19-萬向聯軸節， 29-清灰滾刷，10-外圓錐形輪，20-定位套， 30-提升動力源，31-定位塊。
具體實施例方式
實施例1實施本發明方法的一種實施例裝置如圖1至4所示，它有一個由金屬件制成的封閉機架7，上部固定有立式筒體旋轉驅動動力機構2和供定位、傳動的花鍵軸套3；機架7一側開有幾個裝有過濾網的出風口26，下部固定有一個圓的、均布有若干個矩形通孔的、帶內圓錐形肋條的定位桶8；定位桶8的外圓上滑配有一個可上下升降的、不轉動的、帶內外支撐的外圓錐階梯形圓筒9；外圓錐階梯形圓筒9的外圓上固定安裝有定摩擦圈11，以及可驅動掃輪圈的動力源12和固定掃輪圈21的三面支承滾18，外圓錐階梯形圓筒9的內圓上裝有固定旋吸桶的徑向支承滾16。
定摩擦圈11為一個大于90°的“”形圓盤，它固聯在不轉動的階梯形圓筒9上；“”形圓盤外圓的斜面上，固定有非金屬的摩擦材料，與行星掃輪17上的外錐形輪緊密貼合在一起，起行星掃輪17自轉的作用。
立式筒體4是一個垂直于地面的內有兩條以上、等寬、傾斜角小于30°的螺旋片13組成的旋吸桶。該立式筒體4上部有一個供連接定位、傳動和提升的花鍵軸28，下部有供定位支撐的定位套20和提升爪15。
掃輪圈21是一個由“]”形圓環構成的圈體。環內的三個面，分別由支撐滾子定位在階梯形圓筒上。由動力源12驅動和調速。“]”形圓環外圓上均布有三個以上的、由外圓錐輪10聯軸器19和掃盤14組成的行星掃輪17。
立式筒體4旋轉時，掃輪圈21同向旋轉，則其上的行星掃輪17繞筒體軸心公轉。同時，行星掃輪17的外錐形輪面緊貼不轉動的外錐摩擦圈，摩擦力使外錐輪旋轉，通過萬向連軸器19帶動行星掃輪17自轉。
在立式筒體4上方，正對立式筒體4中心處，固定一根空心的帶花鍵的軸套，軸套的下端連接立式筒體4，軸套上端固定有用于提升旋吸桶和掃輪的螺旋副1，與提升動力源30相連；在封閉式機架7邊上裝有過濾網27，網下面固定有可動的清灰滾刷29，網上部留有若干個出風口(可裝小型軸流風機)。由風管23連接到階梯形圓筒下部作二次風出口22，二次出風向下直接回吸進垃圾入口21，避免直接排往大氣，減少污染。垃圾箱下部有一個圓口活套6，套在立式筒體4上部，起隔離封閉作用。
在不進行清掃時，螺旋副1通過提升爪15，將行星掃輪17和階梯形圓筒9提起。為防止階梯形圓筒9工作時旋轉，在定位桶8和階梯形圓筒9之間設置防轉定位塊31。
工作時，立式筒體4的旋轉方向必須與螺旋片13的旋向相同。而行星掃輪17的自轉與立式筒體4同向，其公轉方向由掃輪自轉方向需要來確定。
實施例2參見圖5至7，行星掃輪17的支架經連接臂同立式筒體4成固定連接；行星掃輪17在支架上自轉而隨該支架一同繞立式筒體4公轉；其余結構與實施例1相同。
權利要求
1.一種行星掃輪旋吸式掃路方法，其特征是，該方法為，利用設在一只立式筒體外周，且與之同軸心的掃輪圈上對稱或均勻分布的、至少二只以上行星掃輪的自轉及該隨掃輪圈的公轉，將路面垃圾掃至所述立式筒體下方；通過安裝在可移動機架上，且內裝繞筒體軸心線上升的螺旋片立式筒體的旋轉，將該立式筒體下方的垃圾收入所述筒體中并提升至頂部后，從頂部垃圾出口送入垃圾箱中；所述行星掃輪可隨立式筒體相對機架垂直升降。
2.一種行星掃輪旋吸式掃路裝置，其特征是，它包括一個由機架(7)支承并由動力機構(2)驅動旋轉的立式筒體(4)，所述立式筒體(4)同一機械升降機構的升降螺旋副連接，該立式筒體(4)中固定設有至少二條以上對稱分布且繞筒體軸心線螺旋上升的螺旋片(13)，所述螺旋片(13)底端與立式筒體底端口組成垃圾入口(22).頂部有垃圾出口(25)；所述立式筒體(4)外周設有同軸心的掃輪圈(21)，所述掃輪圈(21)上對稱安裝有至少二個以上可繞自軸旋轉的行星掃輪(17)，且所述行星掃輪(17)的掃刷底端位置低于螺旋片(13)底端。
3.根據權利要求2所述行星掃輪旋吸式掃路裝置，其特征是，所述機械升降機構設置在立式筒體(4)的上方且其升降螺旋副與該立式筒體(4)頂部連接。
4.根據權利要求2所述行星掃輪旋吸式掃路裝置，其特征是，所述動力機構(2)設在立式筒體(4)的上方。
5.根據權利要求2所述行星掃輪旋吸式掃路裝置，其特征是，所述螺旋片(13)底端與筒體底端口組成的垃圾入口(22)為靠近筒體中心部位離地近，而筒邊離地遠的斜開口。
全文摘要
一種行星掃輪旋吸式掃路方法及裝置，該方法為，利用設在一只立式筒體外周且于之同軸心的掃輪圈上對稱或均勻分布的至少二只行星掃輪的自轉及該隨掃輪圈的公轉，將路面垃圾掃至所述立式筒體下方；通過裝在可移動機架上的內裝螺旋片的立式筒體的旋轉，將筒體下方的垃圾收入筒體并提升，再從頂部出口送入垃圾箱；其裝置包括一個由機架支承并由動力機構驅動旋轉的立式筒體，筒體與一機械升降機構連接，筒體中固定有至少二條螺旋上升的螺旋片，螺旋片底端為垃圾入口，頂部為垃圾出口。筒體外周設有同軸心掃輪圈，掃輪圈上裝有至少二個可自轉和公轉的行星掃輪。該裝置能有效實現路面清掃和垃圾收集與提升，其結構簡單、功率消耗少，使用與維護簡便。
文檔編號B65F3/14GK1800499SQ20051003251
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月7日 優先權日2005年12月7日
發明者陳琦 申請人:陳琦