專利名稱：翻新人造游戲場地的方法及設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及人造游戲場地的翻新。此處所指人造游戲場地具體地但不僅限于涉及諸如人造草皮網(wǎng)球場、人造草皮保齡球場和人造草皮足球場等運動場地的游戲場地表面，該游戲場地表面通常包括一層砂?；蚱渌执箢w粒物質(zhì)作為它們的構(gòu)造組成的一部分。本發(fā)明主要方面涉及用以從人造草皮場地一起清除粗大顆粒物質(zhì)與任何夾帶的污物的設備，該設備也用以分離砂粒與污物，該設備還用以將清理干凈的顆粒物質(zhì)回送到該人造草皮場地中。本發(fā)明的另一方面涉及用以將人造游戲場地中的砂粒和/或其他顆粒物質(zhì)層軟化的設備，而這一方面對濕的運動場地具有特別的實用性。
由于本發(fā)明主要方面涉及人造草皮網(wǎng)球場的翻新，因此，將在此范圍內(nèi)對本發(fā)明進行敘述。但是，對于本技術(shù)領域內(nèi)的普通技術(shù)人員顯然可以理解到，本發(fā)明具有比此更為廣泛的應用，因而下文所作敘述僅作為用以說明本發(fā)明的例舉。
人造草皮網(wǎng)球場典型地包括人造席墊表面，由該席墊表面伸出由塑料材料制成的模擬草皮纖維的毛茸。將砂粒鋪設在席墊表面填充該毛茸間的空間，使該毛茸基本上保持豎立并產(chǎn)生平坦的表面，該表面對球提供一種與天然草地表面相似的彈跳性。
經(jīng)過一定時間之后，由于作用在這種人造草皮網(wǎng)球場的各種環(huán)境因素，要求對該砂粒進行清理或替換?？墒褂酶邏核蚴褂媚猃埢蜾摻z刷進行清理工作。使用高壓水進行清理工作的缺點在于這是一種骯臟的工藝過程，且通常需替換大量的砂粒及作大量的重新平整工作。對于濕砂進行重新平整，是一件困難的工作，這種工作是費力費時也費錢。使用尼龍刷進行清理工作并不十分有效，特別是當該砂層已高度壓實后，使請理工作更加困難。使用鋼絲刷則會損壞該人造席墊和毛茸。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用以翻新例如人造草皮網(wǎng)球場的設備，這種設備不具有以上所述的各種缺陷。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種用以移動、帶走和分離鋪設在人造游戲場地上的粗大和細小顆粒物質(zhì)的設備，所述設備包含一個具有一個加壓空氣進口及至少一個空氣出口的增壓室，通過所述設備能以與游戲場地表面成一個傾斜角度將空氣排出，以便移動鋪設在該游戲場地上的粗大和細小顆粒物質(zhì)，并將所述顆粒物質(zhì)導引到鄰近的歧管中，所述歧管延伸在所述增壓室的上方，所述歧管包括一個位于其上部區(qū)域的開口，通過該開口將細小且質(zhì)量輕的顆粒物質(zhì)排出;還包括位于其下部區(qū)域的出口，通過該出口將粗大且質(zhì)量重的顆粒物質(zhì)輸送回到游戲場地上。
顆粒物質(zhì)的移動、帶走和分離設備適宜地安置在一機架上，該機架易于操縱在待處理的場地上。在那種機架上也可包括用以清除被分離的質(zhì)量輕的物質(zhì)并將之收集起來的裝置。最好，該機架配備以車輪，以便可在待處理的場地上推動或驅(qū)動該設備。
該增壓室最好是一種細長的腔室，最適宜呈基本上為管狀構(gòu)形，該細長的腔室從設備的一邊貫通該設備而延伸到設備的另一邊，意即，將之安排成使得該細長的腔室伸展在大致垂直于該設備適宜地在該游戲場地表面上運動或被驅(qū)動的方向上。該增壓室在其相對的端壁上具有至少一個壓縮空氣進口，最好有兩個壓縮空氣進口，并至少具有一尺寸較小的出口，由于尺寸較小導致通過該出口的空氣的流動速度增高，該出口導引空氣在設備下方以一個角度向下撞擊待移動和帶走的顆粒物質(zhì)。該開口可制成一個或多個窄縫，以制成橫越該設備的方向上延伸的直線為好，或最好為制成多個成一直線排列的針孔狀出口。每個針孔狀出口的內(nèi)孔徑宜制成錐形孔，使得在有空氣通過該針孔狀開口時可產(chǎn)生文丘里效應。該開口設置成相對于場地表面的角度，使得能對待移動的顆粒物質(zhì)提供最大的影響而同時又能將該被移動的物質(zhì)導引向該鄰近的歧管的進口。這種適宜的角度相對于該人造場地為在30°至75°之間，最好約在60°。在增壓室中的出口的個數(shù)可按理想地使之盡可能多，使得可將大數(shù)量的獨立的快速空氣射流對著具顆粒物質(zhì)的表面進行導引，從而使作用在該顆粒物質(zhì)上的移動力發(fā)揮其最佳效果，這對在網(wǎng)球場上經(jīng)常發(fā)生的具顆粒物質(zhì)的表面形成硬如殼的表面是非常重要的。
該歧管適宜地為一種呈半圓柱體構(gòu)形的空心彎曲管槽，并具有位于鄰近該增壓室的各出口的縱長的顆粒物質(zhì)進口。該增壓室適宜地與該空心彎曲管槽安排成共軸線，以便可緊密地與該游戲場地相隔開。
為防止將粒大顆粒物質(zhì)帶進該歧管開口中并為了將粗大顆粒物質(zhì)導引回到原先將其在游戲場地上被提升的位置上，配置以一個或多個阻隔板，最好配置以兩個阻隔板，以便部分地遮掩該增壓室。該阻隔板可取等間隔地安置在該增壓室上方的、呈彎板的形式。
為促進在歧管中粗大和細小顆粒物質(zhì)的循環(huán)流通，在顆粒進口區(qū)域內(nèi)設置適宜的偏轉(zhuǎn)板。該偏轉(zhuǎn)板可為一平板，該平板制成相對于鄰近的游戲場地呈一角度，以使撞擊其表面的顆粒物質(zhì)可向上反射到該歧管內(nèi)。
該歧管的縱長進口適宜地定位在該設備的前半部分或最前部分處，如果需要，還可用柵格或具足夠孔口大小的網(wǎng)以防止夾帶大件的碎片，這種碎片可能阻塞歧管或至少阻礙該歧管的操作。但是，通常并不一定需要有該柵格或網(wǎng)。
該歧管以設計成鄰近該縱長進口的壁由該縱長進口起以恒定的曲率半徑向上延伸通過一彎曲得較少的區(qū)域而達到一個向下彎曲的部分為最理想。該向下彎曲部分限定在粗大顆粒出口外的歧管外壁。
該歧管的上部區(qū)域結(jié)合著該開口，通過該開口將所有質(zhì)量輕的顆粒物質(zhì)排出。該開口僅為一個孔口，如果需要防止通過該孔口吸住粗大顆粒物質(zhì)時，可將一偏轉(zhuǎn)板或類似的裝安置在圍繞該孔口處。該粗大顆粒物質(zhì)將由于其較重和大塊的特性將被導引朝向歧管后方的開口處。
為了防止由設備的側(cè)邊將粗大顆粒物質(zhì)吹走，在歧管的底邊和地表面之間可提供以裙邊。該裙邊可用圍繞該歧管的整個周沿向外伸展的偏平金屬板制成。
如上所述，該顆粒物質(zhì)移動、帶走和分離設備最好支承在一個帶輪子的機架上。這種機架最好用薄壁管材制成以便最大程度地減輕整個設備的重量。為便于操縱，在其與操作者的腰部齊高處提供以適宜的推/拉手柄，并提供以可將歧管下放到緊接地表面的裝置，或也提供以在不使用時可將歧管提高的裝置。這種裝置可包括由鄰近該推/拉手柄的杠桿操動的一系列可繞樞軸轉(zhuǎn)動的連接件。
當該設備提供以用以清除已分離的細小顆粒物質(zhì)并將之收集起來的裝置時，該設備將會包括一旋風器和與過濾系統(tǒng)相結(jié)合的腔室。該旋風器可通過一軟性管道非常方便地連接到該歧管的開口。該旋風器的一種形式包括一個具有呈錐形頭部件的圓筒體，該旋風器垂直定向地配置在該帶輪子結(jié)構(gòu)的歧管和推/拉手板之間處。在該旋風器的側(cè)壁的一個中間位置處配置以一個進口，也提供以內(nèi)部板，該內(nèi)部板朝向底部導引被夾帶的細小顆粒物質(zhì)環(huán)繞該旋風器的內(nèi)壁而到達在其下方的收集室。一過濾系統(tǒng)提供在圍繞各排氣開口，該排氣開口最好設置在該旋風器的頂部。該過濾系統(tǒng)可包括一個或多個由機架支持并延伸在該出口上方的顆粒物質(zhì)過濾袋。該過濾裝置是為阻止任何細小顆粒物質(zhì)被吹到達氣中的同時，可讓廢氣通過該過濾裝置排出。
充進該增壓室的壓縮空氣可由攜帶式壓縮機供應或由獨立且分置的壓縮機供應，而該攜帶式壓縮機或可由用以支承該設備的支承機架所承載。與后者相關(guān)，一條單一壓縮空氣管線最好向兩條獨立的并連接到該增壓室的相對端的管線供應空氣，也向用以驅(qū)動設備的供氣管線供應空氣。
按照本發(fā)明的另一方面，提供以用以軟化其表面已形成壓實的顆粒物質(zhì)層的人造游戲場地表面的一種設備。該設備包括一增壓室，該增壓室具有一壓縮空氣進口和至少一個空氣出口，通過該出口可將空氣以極高速度排出，排出的氣體的排出方向與游戲場地表面成一定的傾斜的角度以便將該游戲場地表面上的一層壓實的顆粒物質(zhì)移動，提升該顆粒物質(zhì)使之進入鄰近的并伸展在該增壓室上方的歧管內(nèi)，再將被提升的顆粒物質(zhì)在不壓實的狀態(tài)下放落回原游戲場地表面上。
這設備特別適宜用于濕的人造草皮游戲場地表面，因此主要應用于供冬季運動場地或那些承受大量雨水的場地表面上。
現(xiàn)將對本發(fā)明的一個最好的實施例參照附圖加以說明。其中

圖1為本發(fā)明的用以移動、帶走及分離粗大和細小顆粒物質(zhì)的設備的端頭向前的剖面圖;
圖2為由下方觀察的示于圖1中的設備的一個仰視圖;
圖3為示于圖1中的設備的端頭向前的透視圖，該設備支持在一機架上并包括一細小顆粒物質(zhì)收集室;
圖4為該顆粒物質(zhì)收集室和過濾器的側(cè)視圖;
圖5為用以處理濕的粗大顆粒物質(zhì)的設備的透視圖。
在各附圖中，相同的標號表示相同的零部件。
先參照圖1和圖2，該設備1包括增壓室10、歧管11和開口12。
該增壓室10為一圓柱形管，該管在橫越該設備的方向上從其一邊延伸到其另一邊，并在其各端部具有一壓縮空氣進口9。該增壓室包括多個針孔狀出口13，可通過該出口以與場地表面8成傾斜角對著該顆粒組成的場地表面導引壓縮空氣，其方向如箭頭14所示。這作用使顆粒物質(zhì)松散開，該顆粒物質(zhì)便可在歧管進口15處被提升。并被一股氣流所帶走，該氣流將該顆粒物質(zhì)如圖中各箭頭所示提升通過該歧管。偏轉(zhuǎn)板16在向上方向上促進導引該顆粒物質(zhì)進入歧管中。
當將顆粒物質(zhì)向上帶走的同時，由于粗大與細小顆粒之間的動量的差異使之發(fā)生分離作用。其傾向為將細小顆粒物質(zhì)向前并向上吹送，以便通過開口12排除。然而，較重較粗大物質(zhì)則在一定程度上有滯后的傾向，并被阻隔板17、18偏轉(zhuǎn)回到地面上，如箭頭19、20所示。事實上，該粗大顆粒物質(zhì)以相同于將其提升時所在的行列位置鋪設回地面上。
唇部21配置在該歧管的周沿上，以防止有顆粒物質(zhì)從該歧管的邊上被吹走。
參照圖3，設備1支承在帶輪子結(jié)構(gòu)的前端部，該結(jié)構(gòu)包括用以收集和貯存細小顆粒物質(zhì)的裝置，還包括空氣濾清裝置和操作控制器。
該帶輪子結(jié)構(gòu)包括鑲板的機架，具有方向操縱輪31以便用操縱桿33來控制其方向，也具有兩個驅(qū)動輪32。當壓縮空氣馬達34通過皮帶輪35的動作連接該輪32時，該輪32便驅(qū)動整個結(jié)構(gòu)向前，該皮帶輪35由杠桿36來驅(qū)動，該皮帶輪的動作是由桿36通過一個最后到連接臂37止的杠桿系統(tǒng)驅(qū)動的。
該帶輪子結(jié)構(gòu)的內(nèi)部支持著顆粒收集和貯存裝置(也請參看4)，且可通過門38進入以便檢修。這裝置包括旋風器40，來自設備1的歧管的開口12的軟性管道41連接到該旋風器40內(nèi)。該旋風器40包括一定數(shù)目的阻隔板，使得空氣中的顆粒物質(zhì)可被分離出來并落入儲倉43中。過濾袋44由一圓盤45支持并圍繞該旋風器的頂部上的出口46。該過濾袋在把該空氣排到大氣中前先把其中剩余的細小顆粒物質(zhì)全部清除掉。
該增壓室提供以通過高壓管線50與51的壓縮空氣，該管線50與51延伸通過該帶輪子結(jié)構(gòu)的內(nèi)部而到其后部。這些管線用T形件52連接起來，通過控制閥53和進口54將空氣輸送到該管線50與51中。進口54連接到一個獨立的可移動的空氣壓縮機(來示出)上。
配置一個壓縮空氣牽引室55以向氣動馬達34提供空氣。
杠桿56的作用在于通過一系列連桿相對于地表面提高或放低該設備1。
在操作過程中，來自一壓縮機的高壓空氣通過進口54、T形件52和管線50與51輸送到增壓室中。通過使用杠桿56將該設備1放低直到與地表面成緊密地間隔關(guān)系。然后將該帶輪子結(jié)構(gòu)設定在向前運動狀態(tài)，這通過對氣動馬達34用空氣加壓并操縱杠桿36以便使皮帶接觸到其皮帶輪35上來實現(xiàn)。
加壓下的空氣通過增壓室10的針孔找出口13排出并撞擊地表面8。粗大和細小顆粒物便夾帶在空氣流中，其粗大顆粒物質(zhì)又被吹回地表面上，而細小顆粒物質(zhì)則夾帶在空氣流中，該空氣流通過軟性管道41排進旋風器40中。在旋風器中，空氣和塵灰被分離開，剩余的塵灰沉積到儲倉43中及過濾袋44周圍，而空氣則通過該過濾袋44逸出。以上描述的設備1特別適宜于清理諸如網(wǎng)球場那樣的人造草皮游戲場地的砂粒，也特別適宜于清理諸如曲棍球場地那樣的無砂游戲場地的顆粒物質(zhì)。
圖5所示的設備是用以將濕的、具顆粒物質(zhì)的游戲場地處理松軟的設備。該設備包括一增壓室60，該增壓室具有壓縮空氣進口61與62，還具有多個安排成與圖1所示的設備中的針孔狀出口相同的針孔狀出口63。這設備設置在具有裙邊65的歧管64內(nèi)。這設備可結(jié)合在圖3中所示的可移動的裝置內(nèi)以替換圖1中所示的實施例，然而，由于沒有出口開口，便毋須應用收集裝置。
在操作過程中，導引壓縮空氣以高速對著游戲場地上包含著顆粒物質(zhì)的濕的壓實表面。該設備運動時，便將顆粒物質(zhì)提升然后沿著該設備運動的方向倒回該表面上，從而造成一種軟的游戲場地表面。這設備特別適合于填充砂粒的人造足球和曲棍球場地。
可使用于本發(fā)明的兩個方面的典型的空氣壓力為7.5大氣壓(110磅/平方英寸)，流量為10.62立方米/分(375立方英尺/分)，而針孔狀開口的直徑為1.5毫米。
權(quán)利要求
1.用移動、帶走并分離鋪設在人造游戲場地表面上的粗大和細小顆粒物質(zhì)的設備，其特征在于該設備包括一增壓室，該增壓室具有一壓縮空氣進口和至少一個空氣出口，空氣可通過該出口以與游戲場地表面成一傾斜角度排出以便移動鋪設在該游戲場地表面上的粗大和細小顆粒物質(zhì)，并將該顆粒物質(zhì)導引到鄰近的歧管中，所述歧管伸展在所述增壓室上方，所述歧管包括設置在其上部區(qū)域的開口，質(zhì)量輕的細小顆粒物質(zhì)通過該開口排出，還在其下部區(qū)域具有一出口，質(zhì)量重的粗大顆粒物質(zhì)通過該出口被送回到該游戲場地表面上。
2.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于所述增壓室基本上呈管狀構(gòu)形，并以與該設備可適宜地在該游戲場地表面運行方向成直角地配置成從其一個邊向另一個邊水平伸展。
3.如權(quán)利要求2所述的設備，其特征在于在所述增壓室的每一個端部提供以一個壓縮空氣進口，而其出口包括多個沿所述增壓室的一邊形成的并成一直線排列的針孔狀出口。
4.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于所述增壓室上的排列成一直線的針孔狀開口的排出空氣的方向相對于該游戲場地表面成約60°的角度。
5.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于該歧管為具有位于鄰近所述增壓室縱長進口的空心彎曲管槽。
6.如權(quán)利要求5所述的設備，其特征在于所述歧管包括鄰近所述縱長進口的一個部分，該部分在大致上為垂直的方向上向上伸展，然后以恒定的曲率半徑彎曲通過一個水平部分而達到一個指向下方的部分，該指向下方的部分限定粗大顆粒物質(zhì)的出口。
7.如權(quán)利要求6所述的設備，其特征在于該粗大顆粒物質(zhì)出口比歧管的進口充分地大，以便當空氣從歧管進口到出口通過時，便使空氣流動速度的下降，從而將該粗大顆粒物質(zhì)撒布在該游戲場地表面上成一均勻的顆粒層。
8.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于該設備包括至少一個阻隔板，該阻隔板部分地遮掩該增壓室以便防止將粗大顆粒物質(zhì)帶進該歧管開口并將該粗大顆粒物質(zhì)導引到該歧管出口處。
9.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于該設備是支持在帶輪子的機架上。
10.如權(quán)利要求9所述的設備，其特征在于該設備還包括一個用以收集已被分離的細小顆粒物質(zhì)的腔室，該腔室包括一旋風器，該旋風器在其側(cè)壁的進口處通過一管道連接到歧管的開口。
11.如權(quán)利要求10所述的設備，其特征在于該設備也包括一個連接到該旋風器的頂部上的出口的過濾裝置，該過濾裝置容許空氣逸出并進入到大氣中，而同時又留住該細小顆粒物質(zhì)。
12.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于該設備包括用以對該增壓室提供壓縮空氣的壓縮空氣源。
13.用以從一場地表面移動并分離粗大和細小顆粒物質(zhì)的方法，包括如下各步驟將壓縮空氣以對場地表面成一傾斜角度導引向該表面以從該表面移動細小和粗大顆粒物質(zhì)，將細小和粗大顆粒物質(zhì)分離開來，將該粗大顆粒物質(zhì)回送到該表面上。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于導引該壓縮空氣的步驟包括導引該壓縮空氣通過多個排列成一直線的針孔狀出口。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于導引該壓縮空氣的步驟包括相對于該表面以約60°的角度導引該壓縮空氣。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于分離該細小和粗大顆粒物質(zhì)的步驟包括使被移動的細小和粗大顆粒物質(zhì)通過一歧管，在該歧管內(nèi)完成該分離步驟。
17.如上述各項權(quán)利要求中任意一項所述的方法，其特征在于還包括收集被分離的細小顆粒物質(zhì)的步驟。
18.用以將在其上已壓實的顆粒物層的人造游戲表面處理松軟的設備，其特征在于該設備包括一增壓室，該增壓室具有一壓縮空氣進口和至少一個空氣出口，通過該出口可將空氣以高速度并與游戲場地成一傾斜角度排出，以便移動鋪在該游戲場地上的顆粒物質(zhì)，提升該顆粒物質(zhì)進入鄰近歧管，該歧管伸展在所述增壓室上方，并將所述被提升的顆粒物質(zhì)放落回該游戲場地表面成一不壓實層。
19.用以將具壓實顆粒物質(zhì)的場表面松軟化的方法，該方法包括如下步驟將壓縮空氣以對場地表面成一傾斜角度導引向該表面，以便從該表面移動該顆粒物質(zhì)，提升該已被移動的顆粒物質(zhì)，將被移動的顆粒物質(zhì)回送到該表面成一不壓實層。
全文摘要
用以翻新可包括一層顆粒物質(zhì)的人造草皮游戲場地表面的設備。該設備包括增壓室用以導引高速壓縮空氣到該表面以使顆粒物質(zhì)移動并將之導引到歧管中，該歧管部分地圍繞該增壓室。通過該歧管將細小顆粒分離并收集在收集區(qū)域，將粗大顆粒回送到該表面上。其中并提供以過濾和收集裝置。
文檔編號B08B5/04GK1067082SQ9210403
公開日1992年12月16日 申請日期1992年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月20日
發(fā)明者A·W·阿拉威, I·布萊爾, A·J·西費爾德 申請人:人造草保養(yǎng)服務有限公司