RU2516280C2 - Method of melting snow in vacuum cleaning of areas - Google Patents
Method of melting snow in vacuum cleaning of areas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516280C2 RU2516280C2 RU2012112574/13A RU2012112574A RU2516280C2 RU 2516280 C2 RU2516280 C2 RU 2516280C2 RU 2012112574/13 A RU2012112574/13 A RU 2012112574/13A RU 2012112574 A RU2012112574 A RU 2012112574A RU 2516280 C2 RU2516280 C2 RU 2516280C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- snow
- water
- heating
- mass
- energy
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способам для принудительного таяния снежно-ледяной массы в зимнее время года, собранной специальным транспортным средством с городских улиц и дорог, и предназначено для использования в области коммунального хозяйства по переработки снега в талую воду за счет энергии воды, температурного воздействия, реагента, талой воды, кавитационного воздействия на снежную массу.The present invention relates to methods for forced melting of snow-ice mass in the winter season, collected by a special vehicle from city streets and roads, and is intended for use in the field of municipal services for the processing of snow into melt water due to the energy of the water, temperature exposure, reagent , melt water, cavitation effects on snow mass.
Известно устройство для переработки снега (RU 101458), заключающийся в том, что непосредственно в ванну разделенною на два отсека, один из которых предназначен для приема снега, а во втором находится вода подогреваемая топливными горелками, далее подаваемую на снежно-ледяную массу насосом системы подачи. Данная система предназначена для утилизации значительного количества снега.A device for processing snow is known (RU 101458), which consists in the fact that directly into the bath is divided into two compartments, one of which is designed to receive snow, and the second contains water heated by fuel burners, then supplied to the snow-ice mass by a pump of the feed system . This system is designed to dispose of a significant amount of snow.
Недостатком данного способа является то, что данное устройство имеет большие габариты, сложную конструкцию, приводящую к необходимости иметь две системы для нагрева воды и воздуха, затрудняющую регулирование работы и эксплуатацию, требуются определенные запасы топлива.The disadvantage of this method is that this device has a large size, complex design, leading to the need to have two systems for heating water and air, making it difficult to regulate operation and operation, certain fuel reserves are required.
Известно устройство для переработки снега (RU 2268335 C2), заключающийся в том, что на подвижную раму установлена конусовидная труба вокруг которой обернута «змеевидная» газовая горелка. В трубу с помощью загрузочного средства загружается снег, проходя через нагретую трубу снег переходит в воду и самотеком сливается в транспортное средство.A device for processing snow (RU 2268335 C2) is known, which consists in the fact that a cone-shaped pipe is installed around the movable frame around which a "serpentine" gas burner is wrapped. Snow is loaded into the pipe with the help of the loading means, passing through the heated pipe the snow passes into the water and merges by gravity into the vehicle.
Недостатком данного способа является то, что устройство имеет большие габариты не предназначенные для работы на малых пространствах, возможность перерабатывать снежно-ледяную массу в воду по средством нагрева металлического конуса посредством газовой горелки до температуры необходимой для топления снежной массы. Данное устройство не имеет камеры предназначенной для сбора талой воды, что приводит к необходимости быстрой смены транспортного средства для перевозки воды или установка устройства на стационарное место.The disadvantage of this method is that the device has large dimensions not intended for operation in small spaces, the ability to process snow-ice mass into water by heating a metal cone by means of a gas burner to the temperature necessary for heating the snow mass. This device does not have a camera designed to collect melt water, which leads to the need for a quick change of a vehicle for transporting water or installing the device in a stationary place.
Известен способ уборки и переработки снега (заявка на изобретение RU 2009141438 A), согласно которому переработку снега осуществляют в подогреваемых теплоносителями емкостях таяния снега с дальнейшим плавлением снега путем подачи реагента и использования горячего воздуха и горячей талой воды, нагрев которых осуществляется путем использования тепла выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.A known method of cleaning and processing snow (application for invention RU 2009141438 A), according to which the snow is processed in heated tanks melting snow with further melting of the snow by feeding a reagent and using hot air and hot melt water, which is heated by using heat from exhaust gases internal combustion engine.
Недостатком данного способа является слишком малая тепловая энергия выхлопных газов, которые не способны нагреть достаточное количество воды и воздуха для эффективного топления снега в условиях отрицательных температур. Сложность изготовления бака разделенного на несколько отсеков с проведением различных теплоносителей.The disadvantage of this method is the too low thermal energy of the exhaust gases, which are not able to heat enough water and air to effectively heat the snow at low temperatures. The complexity of manufacturing a tank divided into several compartments with various coolants.
Из известных наиболее близким по технической сущности является «Способ и устройство для уборки снега» (патент RU 2407855 С1), согласно которому уборку и переработку снега осуществляют непосредственно на месте уборки снег загружают в смонтированную на самоходном транспортном средстве обогреваемую теплоизолированную емкость с разгрузочным приспособлением, часть которого обогревают теплоносителем. Частичное топление снега происходит за счет ударного воздействия мощных струи талой воды подаваемой из брандспойтов, через которою проходит смеси воздуха со снегом. Окончательное переработка снега в талую воду происходит на змеевике из труб прямоугольного профиля.Of the known closest in technical essence is the "Method and device for snow removal" (patent RU 2407855 C1), according to which snow is removed and processed directly at the place of snow removal, the snow is loaded into a heat-insulated heated tank mounted on a self-propelled vehicle with a unloading device, part which is heated with a coolant. Partial heating of the snow occurs due to the impact of powerful jets of melt water supplied from the hose, through which a mixture of air and snow passes. The final processing of snow into melt water occurs on a coil made of rectangular pipes.
Недостатком данного способа и устройства является то, что не обеспечивает достаточной эффективности процесса переработки снега в талую воду, увеличены потери мощности струи воды на взаимодействие с воздухом, не предусмотрена система разделения воздуха и снежно-ледяной массы, вода в вакууме выполняет роль преграды для прохождения воздуха и снега.The disadvantage of this method and device is that it does not provide sufficient efficiency of the process of converting snow into melt water, the power losses of the water jet for interaction with air are increased, there is no system for separating air and snow-ice mass, water in a vacuum acts as an obstacle for air and snow.
Задачей на решение которой направлен данный способ является эффективное топление снега при любых климатических условиях с минимальными затратами на расходные материалы и энергетические затраты.The task to be solved by this method is aimed at efficient snow heating under any climatic conditions with minimal expenditure on consumables and energy costs.
Данная задача решается за счет того, что заявленный способ реализуется за счет энергии воды с совместным центростремительным ускорением при одновременном воздействии снежно-водной массы, с отделением воздушного потока для уменьшения воздействия на процесс топления. Вода подается по системе с переменным сечением под давлением отличным от атмосферного, под углом к воздушно-снежному потоку и по направляющим, расположенных на стенках снеготопильного устройства, проходит через разделительную систему, которая предает ему вращательное движение, что создает центростремительное ускорение твердых частиц. Вода поступающая из насоса №1 подхватывает снег и придает ему большее ускорение, что обеспечивает продвижение снега по системе. Вода и оставшиеся фракции снега и льда направляются на мишень специальной формы, где происходит максимальное воздействие молекул воды на кристаллы снега и льда, а также получение однородной снежно-водяной массы, которая попадает на насос №2 в котором оставшиеся фракции снега и льда за счет создаваемого давления подвергаются окончательному топлению.This problem is solved due to the fact that the claimed method is implemented due to the energy of the water with joint centripetal acceleration with simultaneous exposure to snow-water mass, with the separation of the air flow to reduce the impact on the heating process. Water is supplied through a system with a variable cross-section under pressure different from atmospheric, at an angle to the air-snow flow and along the guides located on the walls of the snow-sawing device, it passes through a separation system, which gives it rotational motion, which creates centripetal acceleration of solid particles. Water coming from pump No. 1 picks up snow and gives it greater acceleration, which ensures snow movement through the system. Water and the remaining fractions of snow and ice are directed to a target of a special form, where the maximum influence of water molecules on the crystals of snow and ice, as well as obtaining a homogeneous snow-water mass, which enters the pump No. 2 in which the remaining fractions of snow and ice due to the created pressures are subjected to final heating.
Результатом является: повышение эффективности топления снега при отрицательных температурах за счет воздействия энергии воды на снежную массу, повышение температуры воды по замкнутому циклу при одновременном отделении воздушного потока от снежной массы.The result is: increasing the efficiency of snow heating at negative temperatures due to the influence of water energy on the snow mass, increasing the water temperature in a closed cycle while simultaneously separating the air flow from the snow mass.
Предлагаемый способ реализуется по следующей схеме: топление снега, при его уборки с помощью вакуумной установки решается за счет использования свойств воды. В частности при механико-динамическом воздействии на воду, путем применения различных насосов, кратно повышаются ее энергетические свойства, что в дальнейшем при взаимодействии струи воды со снегом, создает эффект быстрого топления снега за счет динамического воздействия молекул воды на кристаллы снега и ускорения процесса теплообмена при взаимодействии воды со снегом под давлением.The proposed method is implemented according to the following scheme: snow heating, when it is harvested using a vacuum installation, it is solved by using the properties of water. In particular, when mechanically dynamically acting on water through the use of various pumps, its energy properties are increased several times, which, when the water jet interacts with snow, creates the effect of rapid heating of snow due to the dynamic action of water molecules on snow crystals and acceleration of the heat transfer process the interaction of water with snow under pressure.
Эффективность указанных процессов достигается в несколько этапов:The effectiveness of these processes is achieved in several stages:
1. На первом этапе снежно-воздушная масса, проходя через специальное снеготопильное устройство, начинает вращаться. За счет возникающего центростремительного ускорения происходит отделение снежной массы от воздушного потока, одновременно с началом вращения снежной массы в устройстве, насосом (№1) подается под достаточным давлением вода, которая также вращаясь, создает дополнительной ускорение снежной массе и начинает принудительно плавить снег в воду за счет механического воздействия молекул воды на кристаллы снега с одной стороны и происходящего теплообмена с другой стороны. Водно-снежная масса, имеющая достаточное центростремительное ускорение отводится в сторону специальной ловушкой. Воздушный поток в соответствии с законами физики проходит по пути наименьшего сопротивления, то есть прямо и в дальнейшем через вакуумную установку попадает в атмосферу. Таким образом, на первом этапе произошло отделение воздушного потока от снежно-водяной массы, и начался процесс топления снега.1. At the first stage, the snow-air mass, passing through a special snow-sawing device, begins to rotate. Due to the centripetal acceleration that occurs, the snow mass is separated from the air stream, at the same time as the snow mass starts to rotate in the device, the pump (No. 1) is supplied with sufficient water pressure, which also rotates, creates additional acceleration of the snow mass and begins to forcibly melt the snow into the water for due to the mechanical effect of water molecules on snow crystals on the one hand and the heat exchange on the other hand. A water-snow mass having sufficient centripetal acceleration is diverted to the side by a special trap. In accordance with the laws of physics, the air flow passes along the path of least resistance, that is, directly and subsequently through the vacuum installation it enters the atmosphere. Thus, at the first stage, the air flow separated from the snow-water mass, and the process of heating the snow began.
2. На втором этапе отведенный в сторону снежно-водяной поток, имеющий достаточную скорость, создаваемую изначально давлением воды и собственной скоростью движения снега направляется на мишень. При взаимодействии снежно-водной массы с мишенью происходит преобразование кинетической энергии потока в потенциальную энергию, что сопровождается дополнительным выделением тепловой энергии, следовательно способствует увеличению теплообмена между водой и снегом, а также механическому разрушению оставшихся кристаллов снега.2. At the second stage, the snow-water flow diverted to the side, having a sufficient velocity, created initially by the pressure of the water and at its own speed of snow movement, is directed to the target. When the snow-water mass interacts with the target, the kinetic energy of the stream is converted into potential energy, which is accompanied by an additional release of thermal energy, therefore, it increases the heat transfer between water and snow, as well as mechanical destruction of the remaining snow crystals.
3. На третьем этапе снежно-водная масса после мишени (с возможно оставшимися фракциями льда, если изначально снег представлял снежно-ледяную массу) поступает в насос (№2), где происходит резкое сжатие потока с образованием кавитационного эффекта. Механическое воздействие насоса на водяной поток быстро повышает его кинетическую энергию, за счет чего происходит общее повышение температуры потока и гарантированное топление снега и ледяных фракций.3. At the third stage, the snow-water mass after the target (with possibly remaining ice fractions, if initially the snow was a snow-ice mass) enters the pump (No. 2), where a sharp compression of the flow occurs with the formation of a cavitation effect. The mechanical effect of the pump on the water stream quickly increases its kinetic energy, due to which there is a general increase in the temperature of the stream and guaranteed heating of snow and ice fractions.
4. После выхода из насоса водяной поток проходит через устройство, изменяющее неоднократно его направление движение на 180 градусов (перехода динамической энергии в статическую). Это обеспечивает понижение давление воды на входе в накопительный бак, обеспечивает уменьшение брызг и повышение общей температуры воды. В устройстве также возможно применение одной или несколько форсунок, которые, по сути, выполняют аналогичные функции. Данное устройство не является основной составляющей в способе топления, однако, при реализации данного способа при низких температурных режимах является желательным. Описанный способ позволяет при минимальных энергетических затратах и практически в считанные секунды превращать снег различной плотности в воду.4. After exiting the pump, the water flow passes through the device, which repeatedly changes its direction of movement by 180 degrees (the transition of dynamic energy into static). This ensures a decrease in water pressure at the inlet to the storage tank, provides a reduction in spray and an increase in the overall temperature of the water. The device can also use one or more nozzles, which, in fact, perform similar functions. This device is not the main component in the heating method, however, when implementing this method at low temperature conditions is desirable. The described method makes it possible to turn snow of various densities into water with minimal energy costs and in practically a matter of seconds.
Такое сочетание новых признаков с известными позволяет решить поставленную техническую задачу, улучшить эффективность и скорость топления снега и избежать дополнительных затрат на расходные материалы. Снижается время переработки снежно-ледяной массы в талую воду при низких температурах окружающей среды за счет уменьшения камеры воздействия, разделения потока воздушно-снежной массы, длительно гидродинамического, гидростатического, кавитационного, термического воздействия на снежно-ледяную массу. При уменьшении камеры воздействия плотность контакта воды на снежно-ледяную массу возрастает от 5 литров воды на 1 килограмм снежно-ледяной массы и выше. Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства топления снега установленного в емкость или вне ее, на месте уборки или загрузки снега, подбор и загрузку снега производят специальным оборудованием (погрузчики, экскаваторы, малая коммунальная техника). Нагнетание воды в систему происходит из емкости с талой водой через насос высокого давления в насадку-диффузор. Снег попадает в снеготопильное устройство за счет перепада атмосферного давления воздуха, осуществляемого вакуумным транспортером или системой избыточного давления. Максимальное воздействие воды на снежную массу происходит на мишени. Мишень позволяет преобразовывать кинетическую энергию воды в потенциальную, с выделением теплового эффекта, а также динамическим воздействием молекул воды на кристаллы снега. Вода движется по стенке и спиральным направляющим. Спиральное движение воды способствует подхвату снега с поверхности топильного устройства и максимальному времени ударного и теплового воздействия воды на снежно-ледяную массу. В точке минимальной скорости потока, перпендикулярно касательной вектора скорости, устанавливается концентрирующая воронка для подбора и водно-снежной массы и повышения давления воздействия на нее. Зона кавитации реализует схлопывание пузырьков воздуха на поверхности снежно-ледяной массы за счет резкого повышения давления. После мишени водяной поток (с возможно оставшимися фракциями льда, если изначально снег представлял снежно-ледяную массу) поступает в насос (№2), где происходит резкое сжатие потока с образованием кавитационного эффекта. Механическое воздействие насоса на водяной поток быстро повышает его кинетическую энергию, за счет чего происходит общее повышение температуры потока и гарантированное топление снега и ледяных фракций. После выхода из насоса водяной поток проходит через устройство, изменяющее неоднократно его направление движение на 180 градусов. Это обеспечивает понижение давление воды на входе в накопительный бак, обеспечивает уменьшение брызг и повышение общей температуры воды.This combination of new and well-known features allows us to solve the technical problem, improve the efficiency and speed of snow heating and avoid additional costs for consumables. The time for processing snow-ice mass into melt water at low ambient temperatures is reduced due to a decrease in the exposure chamber, separation of the air-snow mass flow, and long-term hydrodynamic, hydrostatic, cavitation, and thermal effects on the snow-ice mass. With a decrease in the exposure chamber, the density of water contact on the snow-ice mass increases from 5 liters of water per 1 kilogram of snow-ice mass and higher. The proposed method is implemented using a snow heating device installed in the tank or outside it, at the place of snow removal or loading, the selection and loading of snow is carried out with special equipment (loaders, excavators, small municipal vehicles). Water is pumped into the system from a container with melt water through a high pressure pump into the diffuser nozzle. Snow enters the snow-melting device due to the difference in atmospheric air pressure carried out by a vacuum conveyor or an overpressure system. The maximum effect of water on snow mass occurs on the target. The target allows you to convert the kinetic energy of water into potential, with the release of the thermal effect, as well as the dynamic effect of water molecules on snow crystals. Water moves along the wall and spiral guides. The spiral movement of water contributes to the capture of snow from the surface of the heating device and the maximum time of shock and thermal effects of water on the snow-ice mass. At the point of the minimum flow velocity, perpendicular to the tangent velocity vector, a concentrating funnel is installed to select and water-snow mass and increase the pressure of impact on it. The cavitation zone implements the collapse of air bubbles on the surface of the snow-ice mass due to a sharp increase in pressure. After the target, a water stream (with possibly remaining ice fractions, if initially the snow was a snow-ice mass) enters the pump (No. 2), where the stream is sharply compressed with the formation of a cavitation effect. The mechanical effect of the pump on the water stream quickly increases its kinetic energy, due to which there is a general increase in the temperature of the stream and guaranteed heating of snow and ice fractions. After exiting the pump, water flow passes through a device that repeatedly changes its direction of movement by 180 degrees. This ensures a decrease in water pressure at the inlet to the storage tank, provides a reduction in spray and an increase in the overall temperature of the water.
Предлагаемый способ топления снега при вакуумной уборке территорий обеспечивает технический эффект и может быть использован в области коммунального хозяйства по топлению снега в зимний период времени в связи с невозможностью или затруднением в вывозе снега с внутриквартальных территорий, рыночных площадей, детских площадок, торговых комплексов, тротуаров городов и поселков городского типа, для уборки и переработки снега в талую воду.The proposed method of snow heating during vacuum cleaning of the territories provides a technical effect and can be used in the field of public utilities for snow heating in the winter time due to the impossibility or difficulty in removing snow from intra-quarter territories, market squares, playgrounds, shopping malls, sidewalks of cities and urban-type villages for cleaning and processing snow into melt water.
На фиг.1 изображен принцип работы способа топления снега при вакуумной уборке территорийFigure 1 shows the principle of operation of the method of heating snow during vacuum cleaning of territories
1 - снеготопильное устройство;1 - snowmaking device;
2 - насос №1;2 - pump No. 1;
3 - насос №2;3 - pump No. 2;
4 - бак для талой воды.4 - a tank for melt water.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112574/13A RU2516280C2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Method of melting snow in vacuum cleaning of areas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112574/13A RU2516280C2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Method of melting snow in vacuum cleaning of areas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012112574A RU2012112574A (en) | 2013-10-10 |
RU2516280C2 true RU2516280C2 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=49302604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012112574/13A RU2516280C2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Method of melting snow in vacuum cleaning of areas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2516280C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2337207C1 (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method of snow melting |
RU2009124269A (en) * | 2009-02-05 | 2010-12-27 | Трекан Комбасчн Лимитед (Ca) | DEVICE FOR MELTING SNOW, ALLOWED TO WORK WITH A SNOW START, AND METHOD OF MELTING SNOW |
RU2407855C1 (en) * | 2009-05-19 | 2010-12-27 | Игорь Иосифович Артёмов | Device for snow removal |
-
2012
- 2012-03-30 RU RU2012112574/13A patent/RU2516280C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2337207C1 (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method of snow melting |
RU2009124269A (en) * | 2009-02-05 | 2010-12-27 | Трекан Комбасчн Лимитед (Ca) | DEVICE FOR MELTING SNOW, ALLOWED TO WORK WITH A SNOW START, AND METHOD OF MELTING SNOW |
RU2407855C1 (en) * | 2009-05-19 | 2010-12-27 | Игорь Иосифович Артёмов | Device for snow removal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012112574A (en) | 2013-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1096209B1 (en) | Heat pumping device, in particular for refrigeration | |
CA2885033C (en) | Pipeline systems and methods | |
KR20130005284A (en) | Device and method having a duct for collecting waste water from turbine engine washing | |
JP2015534015A5 (en) | ||
RU2569427C1 (en) | Wellhead baffle and method of admixtures separation from gas-liquid flow | |
RU2516280C2 (en) | Method of melting snow in vacuum cleaning of areas | |
JP2008194671A (en) | Method and equipment for improving global warming and air pollution | |
RU2496938C2 (en) | Device to melt snow | |
RU2309832C2 (en) | Plant for cleaning the surfaces | |
JPH11173162A (en) | Gas turbine system and intake air cooling method in summertime | |
RU2630907C2 (en) | Device for receiving water from snow and (or) ice | |
CN100467833C (en) | Dual-purpose vacuum apparatus for industrial afterheat power generation and flue gas dust collection | |
RU2709969C2 (en) | Method of snow melting during territory cleaning by various mechanisms | |
RU2434990C1 (en) | Water sprinkler vehicle | |
FR3066253A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR PURIFYING AIR EMITTING FROM INDUSTRIAL CHIMNEY BY TURBINE AND WETWAY | |
FR2678047A1 (en) | Device for treating hot and polluted fumes, particularly acid ones, originating from the combustion of fuel in an industrial or urban-heating boiler | |
RU2712700C1 (en) | Device for recycling treated waste water | |
CN203890937U (en) | Snow melting device of snow melting vehicle | |
CN108126460A (en) | Dirty method for gas purification based on ultrasonic atomizatio | |
CN211898125U (en) | Thin ice car that removes that integration set up | |
RU34404U1 (en) | Dry and wet gas cleaning cyclone | |
CN106955541A (en) | Dust collecting equipment and method for improving atmospheric warming and air pollution | |
TWM618267U (en) | Water-cooled rapid freezing system | |
CA2781697C (en) | System and method for purifying a first liquid content and simultaneously heating a second liquid content | |
RU2524970C1 (en) | Hydraulic ash catcher - heat recovery unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180331 |