RU2434990C1

RU2434990C1 - Water sprinkler vehicle

Info

Publication number: RU2434990C1
Application number: RU2010111994/13A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев (RU); Николай Сергеевич Кобелев; Дмитрий Борисович Кладов (RU); Дмитрий Борисович Кладов; Ольга Александровна Гнездилова (RU); Ольга Александровна Гнездилова; Николай Викторович Картамышев (RU); Николай Викторович Картамышев
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-11-27
Also published as: RU2010111994A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: vehicle comprises a basic vehicle with a cistern, main nozzles, on the inner surface of which there are curvilinear guides are arranged, curvature of which has positive direction of helical line rotation and which are communicated with the cistern via a water pump with a high pressure pulsar. Additional nozzles, on the inner surface of which there are curvilinear guides, curvature of which has negative direction of helical line rotation, installed above the main nozzles and joined with an injection cavity of an air fan by means of an ejector, the ejecting inlet of which is communicated with a pipeline and the cistern. The fan is equipped with a suction nozzle with an air filter, comprising a body with a conical bottom and a hot-well, and an upper cover, inside which there is a perforated metal cylinder, joined with a suction nozzle, a nozzle of cleaned atmospheric air ingress in the form of a narrowing nozzle, equipped with a removable metal lattice, a reflecting partition made as porous at the side of the nozzle and as solid at the side of the perforated metal cylinder.

EFFECT: invention provides for maintenance of efficient operation of a water sprinkler vehicle during operation.

4 dwg

Description

Изобретение относится к машинам для летнего содержания автомобильных дорог.The invention relates to cars for the summer maintenance of roads.

Известна поливомоечная машина (см. а.с. №1703773, Мкл. Е01Н 3/02, 1992, бюл. №1), содержащая базовый автомобиль с цистерной, основные сопла, сообщенные с цистерной через водяной насос с пульсатором высокого давления, дополнительные сопла, установленные под основными и связанные с нагнетательной полостью воздушного вентилятора посредством эжектора, эжектирующий вход которого сообщен трубопроводом с цистерной.Known watering machine (see AS No. 1703773, Ml. E01H 3/02, 1992, bull. No. 1), containing the base car with a tank, the main nozzle communicated with the tank through a water pump with a high pressure pulsator, additional nozzle mounted under the main ones and connected with the discharge cavity of the air fan by means of an ejector, the ejection entrance of which is connected by a pipeline to the tank.

Недостатком является высокая энергоемкость при смывании плотнослежавшихся и трудноудаляемых слоев грязи, определяемая необходимостью поддержания высокого давления пульсатора, что требует использования насосов повышенной мощности.The disadvantage is the high energy intensity when washing off densely caked and hard to remove layers of dirt, determined by the need to maintain a high pressure pulsator, which requires the use of high power pumps.

Известна поливомоечная машина (см. патент РФ №2222663, МПК Е01Н 3/02, 2004), содержащая базовый автомобиль с цистерной, основные сопла, на внутренней поверхности которых расположены криволинейные направляющие, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, и сообщенные с цистерной через водяной насос с пульсатором высокого давления, дополнительные сопла, на внутренней поверхности которых расположены криволинейные направляющие, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии, установленные над основными соплами и связанные с нагнетательной полостью воздушного вентилятора посредством эжектора, эжектирующий вход которого сообщен трубопроводом с цистерной.A known water-jetting machine (see RF patent No. 2222663, IPC Е01Н 3/02, 2004), containing a base car with a tank, main nozzles, on the inner surface of which are curved guides, the curvature of which has a positive direction of rotation of the helix, and communicated with the tank through a water pump with a high-pressure pulsator, additional nozzles, on the inner surface of which are curved guides, the curvature of which has a negative direction of rotation of the helix, installed above the main nozzles and connected with the discharge cavity of the air fan by means of an ejector, the ejection input of which is connected by a pipeline to the tank.

Недостатком является снижение эффективности работы поливомоечной машины в условиях эксплуатации, когда во всасываемом атмосферном воздухе находится большое количество загрязнений в виде мелкодисперсных жидких и твердых частиц продуктов процесса смывания слоев грязи при летнем содержании автомобильных дорог, в результате вентилятором совершается дополнительная работа на перемещение массы этих загрязнений от всасывающей к нагнетательной полости и, соответственно, возрастают энергозатраты.The disadvantage is the decrease in the efficiency of the watering machine in operating conditions when there is a large amount of contaminants in the intake air, in the form of finely dispersed liquid and solid particles of the products of the washing process of the dirt layers during the summer maintenance of roads, as a result of the fan additional work is carried out to move the mass of these pollution from suction to the injection cavity and, accordingly, increase energy consumption.

Технической задачей является поддержание эффективной работы поливомоечной машины при эксплуатации путем снижения энергозатрат при работе воздушного вентилятора за счет очистки всасываемого атмосферного воздуха, загрязненного продуктами смывания слоев грязи, т.е. мелкодисперсными жидкими и твердыми частицами.The technical task is to maintain the efficient operation of the watering machine during operation by reducing energy consumption during operation of the air fan by cleaning the intake air that is contaminated with the products of washing away the layers of dirt, i.e. fine liquid and solid particles.

Технический результат по снижению энергозатрат достигается тем, что поливомоечная машина содержит базовый автомобиль с цистерной, основные сопла, на внутренней поверхности которых расположены криволинейные направляющие, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, и сообщенные с цистерной через водяной насос с пульсаром высокого давления, дополнительные сопла, на внутренней поверхности которых расположены криволинейные направляющие, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии, установленные над основными соплами, и связанные с нагнетательной полостью воздушного вентилятора посредством эжектора, эжектирующий вход которой сообщен с трубопроводом и цистерной, при этом вентилятор снабжен всасывающим патрубком с воздушным фильтром, содержащим корпус с коническим днищем и конденсатоотводчиком, и верхней крышкой, внутри которой размещены перфорированный металлический цилиндр, соединенный с всасывающим патрубком, штуцер ввода очищаемого атмосферного воздуха в виде суживающегося сопла и снабженного съемной металлической сеткой, отражательная перегородка, выполненная пористой со стороны сопла и сплошной со стороны перфорированного металлического цилиндра.The technical result of reducing energy costs is achieved by the fact that the watering machine contains a base car with a tank, main nozzles, on the inner surface of which there are curved guides, the curvature of which has a positive direction of rotation of the helix, and communicated with the tank through a water pump with a high-pressure pulsar, additional nozzles, on the inner surface of which there are curved guides, the curvature of which has a negative direction of rotation of the screw lines installed above the main nozzles and connected to the discharge cavity of the air fan by means of an ejector, the ejection inlet of which is connected to the pipeline and the tank, while the fan is equipped with a suction pipe with an air filter containing a housing with a conical bottom and a condensate drain, and an upper cover inside which placed a perforated metal cylinder connected to a suction pipe, a fitting for introducing cleaned atmospheric air in the form of a tapering nozzle and equipped with a removable th metal mesh, a baffle made porous from the nozzle side and continuous from the side of the perforated metal cylinder.

На фиг.1 показана схема поливомоечной машины, на фиг.2 изображена внутренняя поверхность дополнительного сопла с криволинейными направляющими, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии, на фиг.3 - внутренняя поверхность основного сопла с криволинейными направляющими, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, на фиг.4 - воздушный фильтр с всасывающим патрубком вентилятора.Figure 1 shows a diagram of a watering machine, figure 2 shows the inner surface of the additional nozzle with curved guides, the curvature of which has a negative direction of rotation of the helix, figure 3 - the inner surface of the main nozzle with curved guides, the curvature of which has a positive direction of rotation helical line, figure 4 - air filter with a suction pipe of the fan.

Поливомоечная машина содержит базовый автомобиль 1, на котором установлена цистерна 2, соединенная водяным насосом 3. На автомобиле 1 смонтирован вентилятор 4. насос 3 соединен трубопроводом 5 с пульсатором высокого давления 6, который связан с основными соплами 7, а вентилятор 4 с трубопроводом 8 соединены с эжектором 9, к которому подключены дополнительные сопла 10, расположенные над основными соплами 7. К эжектирующему входу эжектора 9 подключена через трубопровод 11 цистерна 2. На внутренней поверхности основного сопла 7 выполнены направляющие 12, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, а на внутренней поверхности дополнительного сопла выполнены направляющие 13, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии. Вентилятор 4 снабжен всасывающим патрубком 14 с воздушным фильтром 15, содержащим корпус 16 с коническим днищем 17 и конденсатоотводчиком 18, и верхней крышкой 19, внутри которого размещены перфорированный металлический цилиндр 20, соединенный с всасывающим патрубком 14, штуцер ввода очищаемого атмосферного воздуха в виде суживающегося сопла 21 и снабженного съемной металлической сеткой 22, отражательная перегородка 23, выполненная с порами 24 со стороны сопла 21 и сплошной 25 со стороны перфорированного металлического цилиндра 20.The watering machine contains a base car 1, on which a tank 2 is mounted, connected by a water pump 3. A fan 4 is mounted on the car 1. The pump 3 is connected by a pipe 5 to a high pressure pulsator 6, which is connected to the main nozzles 7, and a fan 4 is connected to a pipe 8 with an ejector 9, to which are connected additional nozzles 10 located above the main nozzles 7. To the ejection input of the ejector 9 is connected through a pipe 11 of the tank 2. On the inner surface of the main nozzle 7 there are guides 12, the curvature of which has a positive direction of rotation of the helix, and the guides 13 are made on the inner surface of the additional nozzle, the curvature of which has a negative direction of rotation of the helix. The fan 4 is equipped with a suction pipe 14 with an air filter 15, comprising a housing 16 with a conical bottom 17 and a steam trap 18, and an upper cover 19, inside which a perforated metal cylinder 20 is connected, connected to a suction pipe 14, a fitting for introducing purified atmospheric air in the form of a tapering nozzle 21 and provided with a removable metal mesh 22, a baffle 23 made with pores 24 from the nozzle 21 and solid 25 from the side of the perforated metal cylinder 20.

Поливомоечная машина работает следующим образом.Watering machine operates as follows.

При смывании легкоудаляемых пылевидных загрязнений дорожных покрытий в окружающей поливомоечную машину среде находится значительное количество твердых пылевидных частиц и множество мелкодисперсной каплеобразной жидкости и данная смесь при включении вентилятора 4 перемещается в сторону штуцера ввода 21. Наиболее крупные частицы загрязнений всасываемого атмосферного воздуха контактируют со съемной металлической сеткой 22 и спадают в окружающую среду, а остальные частицы с потоком воздуха перемещаются по суживающемуся соплу 21 в виде которого выполнен штуцер ввода, увеличивая скорость за счет уменьшения проходного сечения и на выходе резко расширяется с некоторым снижением температуры относительно окружающей среды - эффект Джоуля-Томпсона (см., например, стр.199 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: 1980 - 469 с., ил.). В результате наблюдаются дополнительная конденсация паров и коагуляция мелкодисперсной влаги, после чего данная смесь ударяется об отражательную перегородку 23, образуя на ней пятно жидкости, которая частично проникает в поры 24, где задерживается сплошной стороной 25 и частично стекает в коническое днище 17 для накапливания до определенного уровня и через конденсатоотводчик 18 удаляется в окружающую среду. Теплота энергии удара потока всасываемого атмосферного воздуха испаряет «пятно» жидкости на отражательной перегородке 23, что еще несколько снижает его температуру и охлажденный, очищенный от пыли и влаги поток огибает отражательную перегородку 23 и через перфорированный металлический цилиндр 20, всасывающий патрубок 14 поступает в вентилятор 4. В результате на привод вентилятора 4 расходуются минимальные энергозатраты, обусловленные необходимостью сжатия и перемещения массы лишь атмосферного всасываемого воздуха, а не сопутствующей с ним массы загрязнений в виде пыли и капельной жидкости, что дает экономию от 15 до 25% (см., например, Курчавин В.И. Экономия тепловой и электрической энергии в поршневых компрессорах. Л.: Энергоиздат, 1985 - 237 с., ил.) электроэнергии в зависимости от производительности вентиляторной установки. Из вентилятора 4 очищенный воздух по трубопроводу 8 поступает в эжектор 9. Одновременно самотеком под действием давления, создаваемого столбом воды, находящимся в цистерне 2, по трубопроводу 11 загрязненная твердыми частицами жидкость поступает в камеру смешивания эжектора 9 и полученная водовоздушная масса направляется в дополнительное сопло 10, где перемещается по криволинейным направляющим 13, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии. В этом случае через дополнительное сопло 10 выбрасывается водовоздушная масса с твердыми загрязнениями потоком в виде закрученных по часовой стрелке винтообразных струй под заданным углом к дорожному покрытию.When washing off easily removable dust-like contaminants of road surfaces in the surrounding watering machine there is a significant amount of solid dust-like particles and a lot of finely dispersed droplet-like liquid and this mixture, when the fan 4 is turned on, moves towards the inlet fitting 21. The largest particles of air intake are in contact with a removable metal mesh 22 and fall into the environment, and the remaining particles with a stream of air move along the tapering nozzle 21 in the form of an input fitting was made, increasing the speed by decreasing the flow area and expanding sharply at the outlet with a certain decrease in temperature relative to the environment - the Joule-Thompson effect (see, for example, p. 199 Nashchokin V.V. Technical thermodynamics and heat transfer. M. : 1980 - 469 p., Ill.). As a result, additional vapor condensation and coagulation of finely dispersed moisture are observed, after which this mixture hits the reflective wall 23, forming a liquid stain on it, which partially penetrates the pores 24, where it is retained by the solid side 25 and partially drains into the conical bottom 17 for accumulation to a certain level and through the steam trap 18 is removed into the environment. The heat of impact energy of the intake air intake stream evaporates the “stain” of the liquid on the reflective baffle 23, which further reduces its temperature and the cooled, dust and moisture-free stream bends around the baffle 23 and through the perforated metal cylinder 20, the suction pipe 14 enters the fan 4 As a result, the minimum energy consumption is spent on the fan drive 4, due to the need to compress and move the mass of only atmospheric intake air, and not associated with mass of pollutants in the form of dust and droplet liquid, which gives a saving of 15 to 25% (see, for example, Kurchavin V.I. Saving thermal and electric energy in reciprocating compressors. L .: Energoizdat, 1985 - 237 p., silt .) electricity depending on the performance of the fan unit. From the fan 4, the cleaned air enters the ejector 9 through the pipeline 8. At the same time, by gravity under the pressure created by the column of water in the tank 2, the liquid contaminated with solid particles enters the mixing chamber of the ejector 9 through the pipe 11 and the resulting air-mass is sent to the additional nozzle 10 where it moves along curved guides 13, the curvature of which has a negative direction of rotation of the helix. In this case, through the additional nozzle 10, a water-air mass with solid contaminants is ejected by the flow in the form of clockwise swirling jets at a given angle to the road surface.

Известно, что вихреобразно закрученный движущийся поток обладает большей кинетической энергией, чем поток в виде прямоточных струй, поэтому при встрече вихреобразно закрученной струи с дорожным покрытием происходят более эффективное отделение загрязнений, смывание их и перемещение по направлению к прилотковой полосе. Вихреобразное движение водовоздушной смеси приводит к смешению более плотной ее компоненты к периферии. Следовательно, вода, как обладающая большей плотностью, чем воздух, преимущественно является завесой, обеспечивающей пылеподавление, и в пределах ширины мойки на дорожном покрытии практически не остается слоя воды.It is known that a vortex-swirling moving stream has a greater kinetic energy than a flow in the form of direct-flow jets, therefore, when a vortex-swirling stream meets a road surface, more efficient separation of contaminants occurs, their washing off and moving towards the runway. The swirling movement of the water-air mixture leads to the mixing of its denser components to the periphery. Therefore, water, as having a higher density than air, is mainly a curtain that provides dust suppression, and practically no water layer remains on the road surface within the washing width.

При смывании плотно слежавшихся слоев и трудно удаляемых слоев грязи на дорожном покрытии одновременно с подачей водовоздушной струи осуществляется включение насоса 3 и дополнительная вода из цистерны 2 по трубопроводу 11 с твердыми загрязнениями через насос 3 и трубопровод 5 поступает в пульсатор 6, из которого вода в виде импульсов, величина которых определяется видом смываемых загрязнений, при давлении 1,1-1,6 МПа направляется в основное сопло 7. В результате через основное сопло 7 выбрасывается вторая высоко напорная струя с твердыми частицами ржавчины и окалины, закрученная (завихренная) против часовой стрелки и имеющая большую кинетическую энергию по отношению к струе, выбрасываемой из дополнительного сопла 10 и соответствующий меньший угол наклона. Высоконапорный импульсно выбрасываемый из основного сопла 7 закрученный поток воды позволяет размыть и удалить загрязнения, а также с высокой степенью чистоты вымыть их из пор и трещин асфальтного покрытия.When washing off tightly packed layers and hard to remove dirt layers on the road surface, simultaneously with the supply of a water-air jet, the pump 3 and additional water from the tank 2 are switched on through the pipe 11 with solid contaminants through the pump 3 and the pipe 5 enters the pulsator 6, from which water in the form pulses, the value of which is determined by the type of washable contaminants, at a pressure of 1.1-1.6 MPa is sent to the main nozzle 7. As a result, a second high-pressure jet with solid parts is ejected through the main nozzle 7 rust and scale, twisted (twisted) counterclockwise and having a greater kinetic energy with respect to the jet ejected from the additional nozzle 10 and the corresponding smaller angle of inclination. A high-pressure swirling water stream ejected from the main nozzle 7 allows to wash and remove impurities, as well as wash them from pores and cracks in the asphalt pavement with a high degree of purity.

Брызги грязи, образующиеся при размывке слоя загрязнений, не разлетаются в стороны, так как гасятся за счет контакта закрученных по часовой стрелке водовоздушных струй (вследствие перемещения их по криволинейным направляющим 13, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии), выбрасываемых из дополнительных сопел 10, и закрученных против часовой стрелки высоконапорных импульсно движущихся струй воды (вследствие перемещения их после пульсара по криволинейным направляющим 12, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии), выбрасываемых из основных сопел 7. При этом водовоздушная струя, являясь завесой над высоконапорной пульсирующей струей воды, создает микрозавихрения для твердых частиц пыли, постоянно витающих в атмосферном воздухе, и в том числе в зоне моющих секторов, принуждая пыль к осаждению, что в конечном итоге приводит к улучшению экологических параметров в пределах ширины мойки на дорожном покрытии со снижением энергоемкости работы поливомоечной машины.Dirt splashes resulting from the washing out of the pollution layer do not scatter to the sides, as they are damped by the contact of clockwise swirling water jets (due to their movement along curved guides 13, the curvature of which has a negative direction of rotation of the helix) ejected from additional nozzles 10 , and counterclockwise swirling high-pressure pulsed moving jets of water (due to their movement after the pulsar along curved guides 12, the curvature of which has a positive e direction of rotation of the helix) ejected from the main nozzles 7. In this case, the air-water jet, being a curtain over a high-pressure pulsating water jet, creates micro-turbulence for solid dust particles constantly floating in the atmospheric air, including in the area of the washing sectors, forcing dust to precipitation, which ultimately leads to improved environmental parameters within the washing width on the road surface with a decrease in the energy intensity of the operation of the watering machine.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что оно позволяет поддерживать эффективность смывания различных загрязнений на дорожном покрытии со снижением энергозатрат в процессе длительной эксплуатации поливомоечной машины путем устранения возможности поступления загрязнений в виде пыли и жидких мелкодисперсных частиц, поступающих с всасываемым атмосферным воздухом в вентилятор, что приводило к дополнительным энергозатратам на его привод и в конечном итоге повышало энергоемкость работы поливомоечной машины.The originality of the proposed technical solution lies in the fact that it allows you to maintain the effectiveness of washing off various contaminants on the road surface with a reduction in energy consumption during the long-term operation of the watering machine by eliminating the possibility of contaminants in the form of dust and liquid fine particles coming into the fan from the aspirated air, which led to additional energy consumption for its drive and ultimately increased the energy intensity of the work of the watering ma ins.

Claims

A watering machine containing a base car with a tank, main nozzles on the inner surface of which are curved guides, the curvature of which has a positive direction of rotation of the helical line, and additional nozzles communicated with the tank through a water pump with a high-pressure pulser, on whose inner surface there are curved guides the curvature of which has a negative direction of rotation of the helix installed above the main nozzles and associated with the discharge air cavity by means of an ejector, the ejection input of which is in communication with the pipeline and the tank, characterized in that the fan is equipped with a suction pipe with an air filter containing a housing with a conical bottom and a steam trap, and an upper cover inside which a perforated metal cylinder is connected, connected to the suction a nozzle, a fitting for introducing purified atmospheric air in the form of a tapering nozzle and equipped with a removable metal mesh, a reflective partition, you olnennaya porous side nozzle and the continuous side perforated metal cylinder.