用于管道地溝填充的方法與粉碎機的制作方法

專利名稱：用于管道地溝填充的方法與粉碎機的制作方法
這是由埃里克D.斯科德于1995年7月20日提交的08/504,685號的美國專利申請的部分延續申請。
技術領域：
本發明涉及本發明涉及用于鋪設地下管道的地溝的預設工作，更具體地涉及有效地預設用于鋪設地下管道的地溝。
2．相關技術的描述一般來說在世界管道鋪設業中，地下管道是用于傳輸石油、天然氣以及其它產品的，例如，煤漿和水。管道通常鋪設于邊遠或不發達地區。且管道經常要鋪設于外部氣候極為惡劣的地方，如阿拉斯加。這些土壤狀況會使管道安裝發生困難。
挖掘地溝使管道置于地下，這有助于將管道與周圍環境隔離并使其繞開象江河、橋、鐵路線之類的阻礙。一般鋪設管道時，機器開挖地溝并將挖出的泥土和巖石送至地溝的一側，挖出的材料會沿地溝的一側形成一排“廢土”。管道需要沿地溝的基面填料以防止被沿地溝下部可能存在的硬物和尖銳的石料劃傷。管道鋪設完畢后，再在管道頂部添加其它填料層以進一步保護管道。
必須注意在管道周圍填有不會損害管道的地溝填料。管道上還必須覆有陰極涂層以保護管道不生銹或不被腐蝕。然而石材會損害管道涂層。因此構成地溝填充物的“填料”必須是較細的材料，例如沙或碎土以保持管道的完整性。
如本技術領域中所知，填料可運至管道鋪設工地并墊于地溝的底部作為管道周圍的保護填料。這種方法的問題在于運送填料的花費太大。運送距離通常相當長且地形也會使運送變得困難。還有，為運送填料還會產生額外的勞動成本。
為降低運送填料至管道工地所需的費用，在有些情況下，將粉碎機送至管道鋪設工地。粉碎機將鋪設工地的原料粉碎、過篩以去除較大料塊，然后將其用作填料。
專利號為3,701,422和4,633,602的美國專利涉及沿地溝移動的機器，該機器挖掘并篩選所挖出的材料，并將其置于一沿縱向延伸并向后方傾斜的傳送帶上，該傳送帶將篩選后的材料作為覆蓋填料置于管道頂部。遺憾的是，僅通過對挖出材料的回收與篩選通常無法提供足夠的材料以充分填充地溝。
由于當前技術無法最大限度地從挖出的材料中提取填料。這里有必要提供一可從挖出的材料中獲得最多填料的設備和方法，由此達到更高效、經濟性更好的加工過程。
發明概述本發明提供一設備和與之相關的方法，用來經濟有效地從地溝挖出的材料中獲得最多的地溝填料。一實施例提供一地溝填充設備和方法，其前置組件安裝于設備的前部，其中前置組件可樞轉和上下移動以便于獲取挖出的材料。前置組件包括一料斗罩和一回轉機構，該回轉機構可以是具有若干凸出物的一滾筒/輥以幫助破碎挖掘的材料的塊狀物。凸出物通常是鈍齒，尖齒或葉片，間隔一預定距離安置以使其對挖出的塊狀材料的擊碎程度達到最大。通常，回轉機構與機架在提升裝置前方相連并對處于回轉滾筒/輥的齒形/葉片和料斗罩基面之間的挖出材料施力。提升裝置前端置于適當位置以容納挖出材料，其后端也置于適當位置以將挖出材料送至至少第一道篩網。通常，提升裝置至少由可拆卸外罩部分地遮掩。
位于地溝填充設備的后端的一回轉滾筒與機架相連并沿著增加因太大而無法通過篩網的材料向后流量的方向回轉以防材料的堆積。
在一實施例中本發明方法包括下列步驟A)使用地溝填充設備，該填充設備包括一具有料斗罩的前置組件以獲取挖出材料；以及B)使用一具若干凸出物的前置回轉機構，前置回轉機構與設備機架相連并直接處于提升裝置的前方，該前置回轉機構對處于前置回轉機構和料斗罩基面之間的挖出材料的塊狀物施力以減小塊狀物的尺寸。通常，使用前置回轉機構包括使用具有若干凸出物的回轉滾筒，凸出物一般是葉片、指狀物或齒狀物。可拆卸外罩至少可使提升裝置部分防雨、雪之類的外部侵害。除此之外，該方法可以包括使用一后置回轉機構，該機構可回轉地連接于地溝填充設備機架的向后部分并沿著使因太大而無法用作填充材料的挖出材料的向后流量增加的方向回轉。
在另一實施例中，該地溝-填充-挖掘設備還增加了挖掘功能，并作為地溝-填充-挖掘設備使用。在該實施例中，該地溝-挖掘-填充設備包括一構造成挖掘材料的料斗罩的前置組件，該料斗罩具有一帶若干凸出物的前置回轉機構，其中前置回轉機構直接在提升裝置前方連接于設備機架，且前置回轉機構對處在回轉機構和料斗罩基面之間的挖出材料的塊狀物施力以減小塊狀物尺寸。
在一實施例中，本發明提供一高效且經濟性好的設備，該設備用于地溝的開挖并可最大限度地將挖出材料轉化為地溝填料。該設備包括一適于沿著或橫跨該設備形成的地溝運動的機架；一前置組件，具有一用于挖溝的料斗罩和一連接于提升裝置前方的機架的帶齒/葉片的滾筒，用來回收并粉碎挖出材料；提升裝置，該提升裝置連接于滾筒后方的機架，用來接受并輸送挖出材料至至少第一道篩網；這至少第一道篩網與機架相連并從提升裝置獲得挖出材料，并將其分成至少兩個級別的材料；用于材料傳送的傳送帶使材料通過這至少第一道篩網而到達地溝；對那些無法通過這至少第一道篩網的材料，粉碎機和傳送帶再次加以粉碎及傳送。
附圖簡述

圖1是本發明設備一實施例的俯視示意圖。
圖2是回轉機構一實施例的俯視示意圖，其上具有若干的預定間隙的凸出物，這種結構可有效地處理挖出的材料。
圖3是按本發明的方法步驟的一個實施例的流程圖。
圖4是本發明設備另一實施例的俯視示意圖，其中該設備具有挖掘功能。
較佳實施例的詳細描述本發明提供一有效而經濟地將挖出材料最大限度地轉化為地溝填料的地溝填充設備1和一方法302,304。如圖1所示，一用來導向設備并使之獲取挖出材料16的前置組件2可回轉地安裝于設備的前端并由杠桿臂和液壓活塞3驅動。該前置組件2包括料斗罩4，該料斗罩4通常呈鏟斗狀并具有一可調節的高度以控制獲取挖出材料。在該實施例中，前置組件3包括一具有齒或葉片的轉動滾筒/輥5以便于粉碎挖出的塊狀物。一般地，轉動滾筒/輥5與機架連接于提升裝置6前方，且對處于轉動滾筒/輥5的齒/葉片和料斗罩基面7之間的材料施力時，轉動滾筒/輥5將挖出的塊狀物打碎。例如，當挖出的材料是凍土時，一般采用帶葉片的轉動滾筒/輥，因為這種結構較適合處理凍土。
前置組件2與提升裝置6連接，該提升裝置一般是帶葉片的帶式提升裝置，安裝于地溝填充設備1的機架15上。該填溝設備可選擇地安裝于導軌8。提升裝置前端9置于一定位置以獲得挖出的材料，而其后端10則置于一定位置以將挖出材料送至第一道篩網11。提升裝置6可選擇地具有一可拆卸的外罩12，該外罩可在雨天或雪天使用，因為當挖出材料浸水后會變得難以篩選。可拆卸外罩12一般連接于設備1的機架。在較佳實施例中，至少第一道篩網11的篩眼尺寸通常約3英寸長、3.5英寸寬并被涂以預定的陶瓷涂層以防止挖出材料的堆積。可選擇的，還可采用第二道篩網13。即，一粗篩網(至少第一道篩網11)可位于細篩網(至少第二道篩網13，其篩眼尺寸可選但小于第一道篩網的篩眼尺寸)之上，一收集板位于細篩網之下(未示出)，并傾斜設置而將篩過的材料19送至可調速傳送帶20。在使用兩道篩網的情況下，粗篩網一般朝后端以一向下的角度安置，以使太大而無法通過粗篩網的料塊由于后端14處的轉動滾筒而平行于地溝21而拋出，而通過粗篩網的挖出材料18一般以沙漏方式送至用于減小篩選過的材料18尺寸的粉碎機24并將其送至第二個速度可調的傳送帶17，以將材料送至地溝中。篩網一般是振動的以利于篩選。
該地溝填充設備一般包括一容納操作人員的操作室22，以及一用來控制地溝填充設備操作的控制器23。操作室22、導軌8、杠桿臂和液壓活塞3、提升裝置6、篩網11和13以及可調速傳送帶18和20的結構與操作的多種模式，對于本領域的人員來說是已知的，因此不作進一步描述。
在運用單個篩網的情況下，篩網一般以一定角度向后端傾斜以便將太大而無法通過篩網的挖出料塊送至安裝于后端的回轉機構/滾筒/輥14，該回轉機構14以一定角度引導這些料塊使之離開填溝設備。當粗篩網和細篩網同時運用時，粗篩網一般以一定角度向后端傾斜以便將太大而無法通過篩網的挖出料塊送至安裝于后端的回轉機構/滾筒/輥14。
在較佳實施例中，如圖2所示，位于提升裝置前部的回轉滾筒202具有若干凸出物204，例如鈍齒206、尖齒208或葉片210，彼此間隔一定間隙位于回轉滾筒22上以便打碎塊狀材料。在較佳實施例中使用的是鈍齒，該鈍齒大約長2英寸、直徑為0.5英寸且沿滾筒彼此間隔一定距離排列。在后端14的回轉滾筒與填充設備的機架15相連并沿因太大而無法通過篩網的料塊的向后流量增加的方向回轉。由這種形式可避免較大的挖出料塊堆積于設備后端。
當運用粗篩網、細篩網和收集板時，兩個篩網和收集板一般以一定角度傾斜以便將其上的挖出材料分別送至各自的目的地。粗篩網上的料塊被送至回轉的、安裝于后端的滾筒(如前所述)。細篩網上的料塊送至粉碎機，然后至第一可調速傳送帶，該傳送帶將料塊送至地溝中。收集板上的顆粒一般送至第二可調速傳送帶，并由其將顆粒送至地溝中。該粗篩網一般向后端傾斜以將太大而無法通過粗篩網的挖出料塊傳送至安裝于后端的回轉滾筒。當料塊太大而無法通過細篩網時，料塊經過粉碎機然后被送至一可調速傳送帶。
顯然，在較佳實施例中，本發明的地溝填充設備包括一帶料斗罩的前置組件，該料斗罩具有一帶若干凸出物的前置回轉機構，其中前置回轉機構在提升裝置前與地溝填充設備的機架相連。前置回轉機構對處于前置回轉機構和料斗罩基面之間的塊狀材料施力以減小料塊的尺寸。該前置回轉機構通常是一帶有如葉片、指狀物和齒的若干凸出物的回轉滾筒。此外，提升裝置一般是具有可拆卸外罩且帶葉片的帶型提升裝置。并且，一后置回轉機構通常可回轉地連接于地溝填充設備的機架的后部并如上所述進行操作。
圖3是表示本發明方法中一較佳實施例的流程圖。用于地溝填充的本發明方法可有效地、經濟地將挖出材料最大限度地轉化為填料。該方法包括下列步驟A)采用一地溝填充設備的步驟302包括一具有料斗罩以獲取挖出材料的前置組件；以及B)使用一帶若干凸出物的前置回轉機構的步驟304，該回轉機構在提升裝置前方與填充設備機架相連并對于前置回轉機構和料斗罩基面之間的挖出的塊狀物施力以減小塊狀物尺寸。在一較佳實施例中使用前置回轉機構的步驟304，包括使用具有若干凸出物的一回轉滾筒的步驟306，該凸出物可以是葉片、指狀物或齒狀物。與地溝填充設備一樣，該方法的步驟還包括提供一可拆卸地連接于機架的外罩并至少將提升裝置部分地遮掩的步驟308。
除此之外，可選擇地，該方法還包括使用后置回轉機構的步驟310，該后置回轉機構可回轉地連接于地溝填充設備的機架的后部，并沿著可增加因太大而無法用作填料的挖出材料向后流量的方向回轉。
圖4是本發明設備在另一實施例中的俯視示意圖。在該實施例中，地溝填充設備1也用于地溝的挖掘，由此成為一地溝挖掘-填充設備25。在圖1中，通常用來導向該設備使之獲取挖出材料的前置組件2可回轉地安裝于設備機架的前端并由杠桿臂或液壓活塞3驅動。然而，在該實施例中，設備一般橫跨于地溝上，即，前置裝置2的料斗罩4的構造可用來挖掘材料以形成一具有一定深度的地溝。料斗罩4的前邊緣可選擇地具有鈦材料制成的邊緣以強化料斗罩的切削刃。或者，料斗罩前邊緣可以有齒以方便挖掘，另外齒也可以鍍鈦以強化。在該實施例中，地溝-挖掘-填充設備也用來掘溝，然后如上述設備一樣地運作，所不同的是可傾斜傳送帶以傳送篩過和/或打碎的材料至地溝-挖掘-填充設備之下的地溝中，或者根本無需使用傳送帶，該設備將篩過的和/或粉碎的材料直接送至地溝中。
盡管結合較佳實施例已對本發明作了詳細的描述，但它可作多種變化與修改或另作它用，這對于熟悉本技術領域的人員來說是很明顯的。因此本發明不限于說明書所揭示的具體實例，而是由所附權利要求限定。
權利要求
1．一種可有效地、經濟地、將挖出材料最大限度地轉化為地溝填料的地溝填充設備，所述地溝填充設備包括一前置組件，該前置組件包括一料斗罩，所述料斗罩具有帶凸出物的前置回轉機構，其中前置回轉機構直接在提升裝置前方與設備機架相連，并對于所述前置回轉機構和料斗罩基面之間的塊狀物施力以減小塊狀物的尺寸。
2．如權利要求1所述設備，其特征在于，所述前置回轉機構是一具有若干凸出物的回轉滾筒，所述凸出物可以是葉片、指狀物或齒狀物。
3．如權利要求1所述設備，其特征在于，所述提升裝置是帶葉片的帶型提升裝置。
4．如權利要求1所述設備，其特征在于，還包括一可拆卸安裝于機架上，并至少部分遮掩提升裝置的外罩。
5．如權利要求1所述設備，其特征在于，還包括一后置回轉機構，所述后置回轉機構可樞轉地連接于所述地溝填充設備的機架后部，并沿著增加因太大而無法用作填充材料的挖出材料的向后流量的方向回轉。
6．一可有效且經濟地將挖出材料最大限度地轉化為地溝填料的設備，所述設備包括一機架，所述機架適合于沿設備所形成的地溝移動；一前置組件，包括一具有齒/葉片凸出物的回轉滾筒，所述回轉滾筒直接在提升裝置前與機架相連，用來回收材料并減小挖出的塊狀物的尺寸；所述提升裝置直接在回轉滾筒后方與機架相連，用來獲得挖出材料并將其傳送至至少一個第一道篩網；所述至少第一道篩網，連接于機架并且其設置成可從提升裝置獲得挖出材料，用來將挖出材料分為至少兩個等級；用于傳送及粉碎至少通過第一道篩網至地溝的材料的裝置；以及用于傳送無法通過至少第一道篩網的材料的裝置。
7．如權利要求6所述設備，其特征在于，所述提升裝置是具有葉片的帶型提升裝置。
8．如權利要求6所述設備，其特征在于，所述設備還包括一可拆卸安裝于機架且至少部分遮掩提升裝置和篩網的外罩。
9．如權利要求6所述設備，其特征在于，至少第一道篩網篩眼尺寸大約為3英寸×3.5英寸，并涂有預選的陶瓷涂層。
10．如權利要求6所述設備，其特征在于，還包括第二道篩網，其篩眼小于第一道篩網的篩眼，其中無法通過第二道篩網的料塊被送至粉碎機，然后經由第一傳送帶到達地溝，其中通過第二道篩網的料塊由第二傳送帶送至地溝中。
11．如權利要求6所述設備，其特征在于，傳送無法通過至少第一道篩網的材料的傳送裝置是一回轉滾筒，所述回轉滾筒連接于設備機架，并沿著增加因太大而不能通過至少第一道篩網的挖出材料向后流量的方向回轉。
12．一種有效且經濟地將挖出材料最大限度地轉化為地溝填料的方法，包括以下步驟使用地溝填充設備，所述地溝填充設備包括一具有料斗罩的前置組件以獲取挖出材料；以及使用一帶若干凸出物的前置回轉機構，所述前置回轉機構直接在提升裝置前方與地溝填充設備機架相連以使處于前置回轉機構和料斗罩基面之間的挖出的塊狀物施力以減小塊狀物的尺寸。
13．如權利要求12所述方法，其特征在于，采用前置回轉機構的步驟包括采用具若干凸出物的回轉滾筒，所述凸出物可以是葉片、指狀物或齒狀物。
14．如權利要求12所述方法，其特征在于，還提供一可拆卸地安裝于機架且至少將提升裝置部分遮掩的外罩。
15．如權利要求12所述方法，其特征在于，還包括一后置回轉機構，所述后置可回轉地機構回轉連接于地溝填充設備機架的后部，并沿著增加因太大而無法用作填充材料的挖出材料的向后流量的方向回轉。
16．一可有效且經濟地將挖出材料最大限度地轉化為地溝填料的地溝-挖掘-填充設備，包括一具有料斗罩的前置組件，其中料斗罩的結構可用于掘取材料并具有一帶若干凸出物的前置回轉機構，其中前置回轉機構直接在提升裝置前方與地溝填充設備機架相連，并對處于回轉滾筒/輥的齒形/葉片和料斗罩基面之間的塊狀物施力以減小塊狀物的尺寸。
17．如權利要求16所述地溝-挖掘-填充設備，其特征在于，所述前置回轉機構是一帶若干凸出物的回轉滾筒，所述凸出物是葉片、指狀物或齒中的任何一種。
18．如權利要求16所述地溝填充設備，其特征在于，所述提升裝置是一具有葉片的帶型提升裝置。
19．如權利要求16所述地溝填充設備，其特征在于，還包括可拆卸地安裝于機架且至少將提升裝置部分遮掩的外罩。
20．如權利要求16所述地溝填充設備，其特征在于，還包括一后置回轉機構，該后置回轉機構可回轉地連接于地溝填充設備機架的后部，并沿增加因太大而無法用作填充材料的挖出材料的向后流量的方向回轉。
21．如權利要求16所述設備，其特征在于，還包括用于從提升裝置接收挖出材料的至少第一道篩網，其中所述至少第一道篩網的篩眼尺寸大約3英寸×3.5英寸，并涂有預選的陶瓷涂層。
22．如權利要求22所述設備，其特征在于，還包括位于第一道篩網以下的第二道篩網，其中至少第二道篩網的篩眼比至少第一道篩網的篩眼小，其中無法通過第二道篩網的料塊被送至粉碎機，然后經第一傳送帶至地溝，其中通過第二道篩網的材料經由第二傳送帶至地溝中。
23．一可有效且經濟地挖掘地溝并最大限度地將挖出材料轉化為地溝填料的設備，所述設備包括一機架，所述機架適于沿著/橫跨設備所形成的地溝的移動；一前置組件，包括構造成可掘溝的料斗罩，以及一帶齒/葉片的回轉滾筒，其中滾筒直接在提升裝置前方與設備機架相連，用來接收和粉碎挖出的材料；一提升裝置，直接在回轉滾筒后方與機架相連，用來接收并將挖出材料傳送至至少第一道篩網；至少第一道篩網與機架連接并且其設置成可從提升裝置接收挖出材料，用來將挖出材料至少分為兩個等級；一用來將通過至少第一道篩網的材料傳送至地溝中的裝置；以及用來粉碎并傳送無法通過至少第一道篩網的料塊的裝置。
24．如權利要求23所述設備，其特征在于，所述提升裝置是具有葉片的帶型提升裝置。
25．如權利要求23所述設備，其特征在于，還包括一可拆卸地安裝于機架且至少部分遮掩提升裝置和篩網的外罩。
26．如權利要求23所述設備，其特征在于，所述篩網篩眼尺寸大約為3英寸×3.5英寸，并涂有一陶瓷涂層。
27．如權利要求23所述設備，其特征在于，所述用以傳送無法通過至少第一道篩網的料塊的裝置是一回轉滾筒，所述回轉滾筒連接于設備機架，并沿著增加因太大而無法通過至少第一道篩網的材料的向后流量的方向回轉。
全文摘要
一地溝填充方法(302、304)以及一設備(1),該設備(1)提供更有效和更經濟的工序以從地溝(21)所挖出的材料(16)中獲得最大量的填料,且可選擇地用于地溝的挖掘。該地溝填充設備包括一具有料斗罩(4)的前置組件(2),該料斗罩(4)包括一具有若干凸出物的前置回轉機構(5)。料斗罩可構造成用來挖掘,或用來獲取已挖出的材料。前置回轉機構(5)直接在提升裝置(6)前與地溝填充設備外殼相連,前置回轉機構(5)對于前置回轉機構(5)和料斗罩(4)的基面(7)之間的挖出材料施力以減小塊狀物的尺寸。該方法(302、304)以地溝填充設備的方式運作。
文檔編號E02F5/22GK1297503SQ00800372
公開日2001年5月30日 申請日期2000年2月18日 優先權日1999年2月19日
發明者埃里克·D·斯科德 申請人:埃里克·D·斯科德