RU2025558C1

RU2025558C1 - Fog-dispersal apparatus

Info

Publication number: RU2025558C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Серогодский; И.Г. Сосницкий
Original assignee: Малое внедренческое научно-техническое предприятие "Метеор"
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: means for fog dispersion, mainly, above airport runways, water areas of sea and river ports, open pits, etc. SUBSTANCE: flowing gaseous cooled nitrogen from jet nozzle causes formation of condensation centers of steam present in ambient air. Steam precipitates and fog disappears. Novelty consists in that source of cold is made in form of Dewar flask filled with liquid nitrogen. Dewar flask has air-tight cover mounting reducing valve, intake pipeline, initiator of operation made in form of rod attached to cover inner side. Rod carries heat accumulator for longitudinal motion. Outlet of intake pipeline is connected with spiral heat-exchanger connected with jet nozzle. Mounted around jet nozzle is passive nozzle. EFFECT: simple in design and easy in operation. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, воздействующим на метеорологические процессы, точнее к средствам для рассеивания туманов, и найдет применение для рассеивания теплых и переохлажденных туманов над взлетно-посадочными полосами аэропортов, акваториями морских и речных портов, карьерами и т.д. The invention relates to devices that affect meteorological processes, more specifically to means for dispersing fogs, and will find application for dispersing warm and supercooled fogs over airport runways, sea and river ports, quarries, etc.

Известны способы для рассеивания туманов, на основе которых создан ряд устройств, предусматривают распыление в тумане мелких частиц, которые могут разноситься на большие расстояния. Лучшие результаты при этом получены при использовании мелкодиспергированного йодистого серебра. Частицы этого вещества вызывают образование микроцентров конденсации, в результате чего туманы (облака) выпадают в виде осадков и рассеиваются. Рассеивание частиц йодистого серебра обычно производят с летательных аппаратов (самолетов), используя специальную аппаратуру (пиропатроны) и наземные пироэлементы. Known methods for dispersing fogs, on the basis of which a number of devices have been created, provide for the spraying of small particles in the fog, which can spread over long distances. The best results were obtained using finely dispersed silver iodide. Particles of this substance cause the formation of microcenters of condensation, as a result of which mists (clouds) fall out in the form of precipitation and disperse. The dispersion of particles of silver iodide is usually carried out from aircraft (aircraft), using special equipment (squibs) and ground pyroelements.

Описанный метод обладает рядом недостатков:
для достижения эффективного воздействия на облака и туманы необходимо вводить в них большое количество йодистого серебра;
стоимость йодистого серебра высока вследствие наличия в нем драгметалла;
при использовании этого метода происходит загрязнение окружающей среды биологически активным веществом.The described method has several disadvantages:
to achieve an effective effect on clouds and mists, it is necessary to introduce a large amount of silver iodide into them;
the cost of silver iodide is high due to the presence of precious metal in it;
when using this method, environmental pollution by a biologically active substance occurs.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является газоструйная машина, служащая для преимущественного предотвращения гололеда, например, на взлетно-посадочных полосах аэродромов. Closest to the technical nature of the invention is a gas-jet machine, which serves to predominantly prevent ice, for example, on the runways of airfields.

Эта машина содержит входное и выходное сопла с всасывающим вентилятором, систему трубопроводов и источник холода. This machine contains an inlet and outlet nozzle with a suction fan, a piping system and a source of cold.

Описанная машина сложна. В ее составе два вентилятора, термоэлектрический холодильник и другие элементы. Кроме этого, машина требует для работы достаточно мощного источника электрической энергии, необходимого для привода вентиляторов и питания термоэлектрических элементов. The described machine is complicated. It consists of two fans, a thermoelectric refrigerator and other elements. In addition, the machine requires a sufficiently powerful source of electrical energy for operation, which is necessary to drive fans and power thermoelectric elements.

Наличие влагоотделителя усложняет машину и ее эксплуатацию. The presence of a water separator complicates the machine and its operation.

Следует отметить и недостаточный напор охлажденного воздуха, поступающего в выходные сопла газоструйной машины. Это приводит к небольшому по высоте воздействию на туман. При этом значительные по высоте туманы обрабатываются лишь частично на небольшой высоте над землей, в результате чего взлетно-посадочная полоса для летящего самолета остается закрытой. It should be noted and the insufficient pressure of the cooled air entering the outlet nozzles of the gas-jet machine. This leads to a small height effect on the fog. At the same time, fogs of considerable height are only partially processed at a small height above the ground, as a result of which the runway for a flying airplane remains closed.

Изобретение позволяет повысить эффективность работы устройства и упростить его конструкцию. The invention improves the efficiency of the device and simplify its design.

Это достигается тем, что источник холода включает в себя заполненный криогенной жидкостью, например жидким азотом, и снабженный герметичной крышкой сосуд Дьюара, спиральный теплообменник, на выходе которого установлено выходное сопло, и смонтированные на крышке редукционный клапан, инициатор начала работы в виде направленного в полость сосуда стержня с закрепленным на нем с возможностью продольного перемещения аккумулятором тепла и размещенный в полости сосуда приемный трубопровод, выходной конец которого пропущен сквозь крышку и сообщен с входом спирального теплообменника, при этом выходное сопло выполнено в виде сопла-форсунки, а входное смонтировано вокруг сопла-форсунки с возможностью продольного перемещения. This is achieved by the fact that the cold source includes a cryogenic liquid, for example liquid nitrogen, and a Dewar vessel equipped with a sealed cover, a spiral heat exchanger with an outlet nozzle at the outlet, and a pressure-reducing valve mounted on the cover, initiating work in the form of a cavity directed towards the cavity a rod vessel with a heat accumulator mounted on it with the possibility of longitudinal movement and a receiving pipe located in the cavity of the vessel, the output end of which is passed through the cover and bschen to the input of the spiral heat exchanger, wherein the outlet nozzle is made in the form of injector nozzle and the inlet is mounted around the injector nozzle to move longitudinally.

Кроме того, аккумулятор тепла выполнен в виде тела вращения из материала с высокой теплоемкостью, например алюминия. In addition, the heat accumulator is made in the form of a body of revolution from a material with high heat capacity, for example aluminum.

Такое выполнение устройства обладает по сравнению с прототипом рядом отличительных особенностей. This embodiment of the device has, in comparison with the prototype, a number of distinctive features.

На теплый туман воздействуют мелкодисперсными частицами воды, которые образуются при таянии микрокристаллов льда, получаемых при распылении жидкого азота в тумане. При этом вследствие малых размеров частицы льда и воды распространяются в тумане на значительные расстояния по горизонтали. При взаимодействии этих частиц с частицами парообразной воды тумана происходит рост капель до размеров, при которых вода тумана выпадает в виде осадков. The fine mist is affected by fine particles of water, which are formed by the melting of ice microcrystals obtained by spraying liquid nitrogen in the mist. In this case, due to the small size, particles of ice and water propagate in the fog over significant horizontal distances. When these particles interact with particles of vaporous fog water, droplets grow to sizes at which the fog water precipitates.

Противотуманное устройство отличается простотой конструкции и эксплуатации. В нем нет подвижных или вращающихся элементов, имеющихся в прототипе. Устройство невелико по размерам и его масса также невелика. Для приведения в действие устройства необходимо всего несколько минут. The fog device is simple in design and operation. It does not have moving or rotating elements available in the prototype. The device is small in size and its mass is also small. It takes just a few minutes to activate the device.

Устройство не требует для работы дополнительного подвода энергии, например электрической, а это позволяет устанавливать его на любое транспортное средство для обработки больших пространств. The device does not require an additional supply of energy, such as electric, for operation, and this allows you to install it on any vehicle for processing large spaces.

На фиг.1 представлена общая схема устройства; на фиг.2 - сечение по форсунке. Figure 1 presents the General diagram of the device; figure 2 is a cross section of the nozzle.

Элементы противотуманного устройства соединены между собой следующим образом. Elements of the fog device are interconnected as follows.

Источник холода выполнен в виде сосуда Дьюара 1, заполненного жидким азотом 2. Сосуд Дьюара снабжен герметичной крышкой 3, на которой смонтированы редукционный клапан 4, инициатор начала работы 5 со стержнем 6 и приемный трубопровод 7. В нижней части последнего, размещенной в нижней части сосуда Дьюара 1, установлено приемное приспособление с фильтром обычной конструкции. Выход приемного трубопровода соединен с теплообменником 8, который может быть выполнен в виде обвивающей сосуд Дьюара 1 снаружи трубы. Выход теплообменника 8 соединен с выходным соплом, представляющим собой сопло-форсунку 9, вокруг которого смонтировано с возможностью продольного перемещения входное пассивное сопло 10. Последнее продолжено трубой 11, установленной в направляющих 12 кронштейна 13. The cold source is made in the form of a Dewar vessel 1 filled with liquid nitrogen 2. The Dewar vessel is equipped with a sealed cover 3, on which a pressure reducing valve 4 is mounted, the initiator of operation 5 with a rod 6 and a receiving pipe 7. In the lower part of the latter, located at the bottom of the vessel Dewar 1, a receiving device with a filter of conventional design is installed. The output of the receiving pipe is connected to a heat exchanger 8, which can be made in the form of a winding Dewar vessel 1 outside the pipe. The output of the heat exchanger 8 is connected to the output nozzle, which is a nozzle nozzle 9, around which the input passive nozzle 10 is mounted with the possibility of longitudinal movement. The latter is continued by a pipe 11 installed in the guides 12 of the bracket 13.

Сопло-форсунка 9 (фиг.2) окружено двумя формирующими факел направляющими конусами 14 и 15. Эти конусы защищают сопло-форсунку 9 от обледенения. Пассивное сопло 10 имеет обычную конфигурацию и прикреплено к трубе 11 на резьбе. Также на резьбе закреплены направляющие конусы 14 и 15, а сопло-форсунка 9 крепится к трубе через резьбовой штуцер 16 с помощью накидной гайки 17. The nozzle nozzle 9 (FIG. 2) is surrounded by two torch-forming guide cones 14 and 15. These cones protect the nozzle nozzle 9 from icing. The passive nozzle 10 has a conventional configuration and is attached to the pipe 11 on the thread. Also, guide cones 14 and 15 are fixed to the thread, and the nozzle nozzle 9 is attached to the pipe through the threaded fitting 16 using a union nut 17.

Противотуманное устройство может быть снабжено рукояткой для переноски и опорами для установки. The fog device can be equipped with a carrying handle and supports for installation.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Источник холода (сосуд Дьюара 1) заправляют жидким азотом 2. На сосуд Дьюара 1 устанавливают герметичную крышку 3 вместе с редукционным клапаном 4, инициатором начала работы 5 и приемным трубопроводом 7. Присоединяют выход приемного трубопровода 7 к теплообменнику 8. В другом варианте в этом соединении может использоваться гибкий шланг, например резиновый. Инициатор начала работы 5 перед установкой крышки 3 имеет температуру окружающей среды, и его аккумулятор тепла, смонтированный на стержне 6, имеет ту же температуру. The cold source (Dewar vessel 1) is charged with liquid nitrogen 2. An airtight cover 3 is installed on the Dewar vessel 1 together with a pressure reducing valve 4, the initiator of operation 5 and the receiving pipe 7. Connect the output of the receiving pipe 7 to the heat exchanger 8. In another embodiment, in this connection a flexible hose, such as a rubber hose, may be used. The initiator of the start of work 5 before installing the cover 3 has an ambient temperature, and its heat accumulator mounted on the rod 6 has the same temperature.

После установки крышки 3 аккумулятор тепла отдает запасенное в нем тепло жидкому азоту 2. Последний испаряется и под давлением азота, образовавшегося в сосуде Дьюара 1, начинает истекать из приемного трубопровода 7 в теплообменник 8, где под воздействием температуры окружающей среды частично испаряется. Затем смесь жидкого и газообразного азота поступает в сопло-форсунку 9, а из него поступает в атмосферу. При этом окружающий влажный с частицами воды воздух увлекается в пассивное сопло 10 благодаря инжекции, а затем в трубу 11, откуда выбрасывается в атмосферу. Влага, содержащаяся в воздухе, замерзает и в виде микрокристаллов льда распространяется во влажном воздухе на значительные расстояния, образуя при этом центры микроконденсации. Влага, содержащаяся в воздухе, благодаря взаимодействию с этими ядрами конденсации выпадает в виде осадков, а это приводит к рассеиванию туманов. Этот процесс продолжается и после растаивания ледяных микрочастиц. After installing the cover 3, the heat accumulator gives up the heat stored in it to liquid nitrogen 2. The latter evaporates and begins to flow from the intake pipe 7 into the heat exchanger 8 under the pressure of the nitrogen formed in the Dewar vessel 1, where it partially evaporates under the influence of the ambient temperature. Then the mixture of liquid and gaseous nitrogen enters the nozzle nozzle 9, and from it enters the atmosphere. In this case, the surrounding air moist with water particles is entrained in the passive nozzle 10 due to injection, and then into the pipe 11, from where it is emitted into the atmosphere. The moisture contained in the air freezes and spreads in the form of microcrystals of ice in moist air over considerable distances, thus forming microcondensation centers. The moisture contained in the air, due to the interaction with these condensation nuclei, falls out in the form of precipitation, and this leads to the dispersion of fogs. This process continues after the melting of ice microparticles.

Для установления оптимального режима смешения влажного воздуха, поступающего через пассивное сопло 10, и холодного азота, поступающего через сопло-форсунку 9, можно провести регулирование положения трубы 11 с пассивным соплом 10 относительно сопла-форсунки 9 путем вертикального перемещения трубы 11 в кронштейне 13. После окончания регулирования труба 11 фиксируется в кронштейне 13. Регулировочное приспособление и устройство фиксации могут иметь обычную конструкцию и на чертежах не показаны. To establish the optimal mode of mixing moist air entering through a passive nozzle 10 and cold nitrogen entering through a nozzle nozzle 9, it is possible to regulate the position of the pipe 11 with the passive nozzle 10 relative to the nozzle nozzle 9 by vertically moving the pipe 11 in the bracket 13. After the end of the regulation of the pipe 11 is fixed in the bracket 13. The adjusting device and the locking device may have a conventional design and are not shown in the drawings.

Предлагаемое противотуманное устройство отличается простотой конструкции и эксплуатации. В нем используется недефицитный и недорогой жидкий азот, расход которого невелик. The proposed fog device is simple in design and operation. It uses non-deficient and inexpensive liquid nitrogen, the consumption of which is small.

Небольшие габариты и масса устройства позволяют использовать его на транспортном средстве, например автомобиле, небольшом судне или даже на перевозимой вручную установке, что позволяет с помощью одного устройства обрабатывать большие площади, закрытые туманом. The small size and weight of the device allows it to be used on a vehicle, such as a car, a small vessel, or even on a manually transported installation, which allows using one device to process large areas covered by fog.

Claims

1. A FOG DEVICE containing a source of cold and inlet and outlet nozzles communicated with it, characterized in that the source of cold includes a cryogenic liquid, for example liquid nitrogen, and equipped with a sealed Dewar vessel lid, a spiral heat exchanger, at the outlet of which an output nozzle is installed , and a pressure-reducing valve mounted on the cover, the initiator of the work in the form of a rod directed into the cavity of the vessel with a heat accumulator mounted on it with the possibility of longitudinal movement and times a receiving pipe placed in the cavity of the vessel, the outlet end of which is passed through the cover and connected to the inlet of the spiral heat exchanger, the outlet nozzle being made in the form of a nozzle nozzle, and the inlet is mounted around the specified nozzle nozzle with the possibility of longitudinal movement.

2. The device according to claim 1, characterized in that the heat accumulator is made in the form of a body of revolution made of a material with high heat capacity, for example aluminum.

3. The device according to p. 1, characterized in that the inlet end of the receiving pipe is placed with a guaranteed gap from the bottom of the vessel.