RU2520731C2 - Device for changing snowpack into liquid phase - Google Patents
Device for changing snowpack into liquid phase Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520731C2 RU2520731C2 RU2011144913/13A RU2011144913A RU2520731C2 RU 2520731 C2 RU2520731 C2 RU 2520731C2 RU 2011144913/13 A RU2011144913/13 A RU 2011144913/13A RU 2011144913 A RU2011144913 A RU 2011144913A RU 2520731 C2 RU2520731 C2 RU 2520731C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- tank
- snow
- semi
- mass
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области коммунального хозяйства и предназначено для ухода за дорожным покрытием и другими поверхностями в регионах страны, расположенных в северной климатической зоне, где в течение длительного периода проводятся работы по поддержанию дорог, тротуаров и площадок промышленных зданий в эксплуатационном состоянии с целью снижения общей аварийности, на автомагистралях, дорогах и улицах городов и территориях промышленных зон.The present invention relates to the field of public utilities and is intended for the maintenance of pavement and other surfaces in the regions of the country located in the northern climatic zone, where for a long period of time work is carried out to maintain roads, sidewalks and sites of industrial buildings in operational condition in order to reduce the overall accidents, on motorways, roads and city streets and territories of industrial zones.
Основным методом освобождения города от снега является его сгребание, погрузка и вывоз на полигоны. В Москве в настоящее время работают несколько установок для растапливания снега и льда - это инженерное сооружение, обеспечивающее прием снега, удаленного с территорий города снегоуборочной техникой, растапливание его, очистку полученной талой воды от различного рода загрязнений, содержавшихся в снеге и слив в канализацию. Энергетически это очень затратная технология, требующая вывоз снега на значительные расстояния, в виду малой плотности таких установок.The main method of freeing the city from snow is raking, loading and transporting it to landfills. In Moscow, several installations for melting snow and ice are currently operating - this is an engineering structure that receives snow removed from the territory of the city using snow-removing equipment, melts it, cleans the received melt water from various kinds of pollution contained in the snow and drains into the sewers. Energetically, this is a very expensive technology that requires snow removal over long distances, due to the low density of such installations.
В качестве альтернативы предлагается передвижная мобильная установка, одновременно растапливающая снег в процессе его сбора, переводя ее в жидкость. Чтобы сделать такую установку требуется быстрый разогрев снежной массы, загружаемой в бункер на всю глубину одновременно. Это может быть достигнуто только с помощью СВЧ нагревателей, поскольку СВЧ-излучение интенсивно поглощается молекулами воды, а ее воздействие распространяется на всю глубину снежной массы. Такая установка актуальна, поскольку осеннее-зимний период в Санк-Петербурге длится от 4 до 5 месяцев. За это время происходит несколько крупных снегопадов с одновременными оттепелями и быстрыми заморозками. И уборка снежной массы с одновременным переводом ее в жидкую фазу облегчила бы коммунальщикам освобождение города от снега в кратчайшие сроки.As an alternative, a mobile mobile unit is proposed, which simultaneously melts the snow during its collection, converting it to liquid. To make such an installation, a quick heating of the snow mass is required, which is loaded into the hopper to the entire depth at the same time. This can be achieved only with the help of microwave heaters, since microwave radiation is intensively absorbed by water molecules, and its effect extends to the entire depth of the snow mass. Such an installation is relevant, since the autumn-winter period in St. Petersburg lasts from 4 to 5 months. During this time, several major snowfalls occur with simultaneous thaws and rapid frosts. And cleaning the snow mass with its simultaneous transfer to the liquid phase would make it easier for communal services to free the city from snow in the shortest possible time.
В качестве прототипа устройства для превращения снежной массы в жидкую фазу может рассматриваться стационарная снегоплавильная установка, используемая в коммунальном хозяйстве города Москвы, включающая в себя бункер (емкость), служащий одновременно для приема снеговой массы и для ее растапливания. В бункере расположены тепловыделяющие элементы (ТВЭлы). В зависимости от типа источника энергии, используемого в установке, тепло к ТВЭлу может доставляться теплоносителем или выделяться непосредственно в нем. Однако наиболее интересны мобильные установки, которые могут оперативно удалять разжиженную снежную массу с дорог и тротуаров. Но в настоящее время такие установки отсутствуют.As a prototype of a device for converting snow mass into a liquid phase, a stationary snow melting plant used in the municipal services of the city of Moscow, including a hopper (capacity), which serves both to receive snow mass and to melt it, can be considered. In the bunker fuel elements (fuel elements) are located. Depending on the type of energy source used in the installation, the heat to the fuel element can be delivered by the coolant or released directly in it. However, the most interesting are mobile installations that can quickly remove liquefied snow mass from roads and sidewalks. But there are currently no such installations.
Расход энергии у всех снегоплавильных установок достаточно велик и составляет на растапливание 1 м3 снега с плотностью 0,4 т/м3, требуется: электроэнергии 37 кВт/час, или дизельного топлива 4,5 литра, или природного газа 5,4 м3, т.е энергетические расходы таких установок при растапливании снега от отрицательных температур весьма велики и ложатся на бюджет города тяжелым бременем.The energy consumption of all snow-melting plants is quite large and amounts to melting 1 m 3 of snow with a density of 0.4 t / m 3 , it is required: electricity 37 kW / h, or diesel fuel 4.5 liters, or natural gas 5.4 m 3 that is, the energy costs of such installations when melting snow from freezing temperatures are very high and bear a heavy burden on the city budget.
Это трудоемкий и дорогостоящий процесс, но приемлемой альтернативы ему до настоящего времени не было. Анализируя перемены погоды в нашем регионе, следует отметить регулярные переходы от отрицательных температур к положительным температурам. В период отрицательных температур, по-прежнему, остается основным способом вывоз снега. Однако если учитывать энергию, которую нам регулярно дарит природа, следует использовать такие подарки. Вопрос - как? Целесообразно в период оттепели, переходить к полужидкой уборке снежной массы. Основная масса снега вбирает в себя энергию перехода от кристаллической фазы к полужидкой фазе, так как при минимальных затратах искусственного тепла легко полужидкая фаза переводится в жидкую. (Энергия перехода от твердой фазы (льда) к жидкой (воде) равна 427 кал на 1 грамм. Энергия же изменения температуры полужидкой массы несравненно, мала и равна всего 1 кал на 1 грамм для изменения температуры на 1 градус. Отсюда, экономия энергии при использовании даровой энергии получается в разы. Такой агрегат наиболее приемлем для оснащения коммунальных хозяйств. Установка для сбора полужидкой снежной массы состоит из бака емкостью от 1 до 3 м3, размещенного на автомобильном шасси с силовой установкой для питания магнетрона или клистрона, насоса для сбора полужидкой фазы тающего снега, с гидронасосом для питания гидравлических манипуляторов для насадки.This is a laborious and expensive process, but there has not been an acceptable alternative to it to date. Analyzing the weather changes in our region, it should be noted the regular transitions from negative temperatures to positive temperatures. In the period of negative temperatures, as before, the main way of removing snow is. However, given the energy that nature regularly gives us, such gifts should be used. The question is how? It is advisable during the thaw period to switch to semi-liquid snow removal. The bulk of the snow absorbs the energy of the transition from the crystalline phase to the semi-liquid phase, since at the minimum cost of artificial heat, the semi-liquid phase is easily converted to liquid. (The energy of the transition from the solid phase (ice) to liquid (water) is 427 cal per 1 gram. The energy of changing the temperature of a semi-liquid mass is incomparable, small and is only 1 cal per 1 gram for changing the temperature by 1 degree. Hence, energy saving at using a free energy is obtained at times. Such a unit most suitable for the equipment and utilities. Installation for collecting semi snow mass consists of a tank capacity of 1 to 3 m 3, placed on the wheeled chassis with the power plant for the magnetron or klystron power Naso and collecting the semiliquid phases of melting of snow, with a hydraulic pump for supplying hydraulic manipulators for packing.
После заполнения бака полужидкой фазой снежной массы включается магнетрон или клистрон, и за короткое время вся полужидкая масса снега переходит в жидкость, которую без проблем можно сливать в канализацию. Тем самым, исключается ее перевоз на отдаленные полигоны. Это устройство не заменит, а расширит арсенал экономичных средств удаления снега. А малогабаритные установки на этом принципе смогут приобретать ЖКХ.After filling the tank with the semi-liquid phase of the snow mass, the magnetron or klystron is switched on, and in a short time the entire semi-liquid mass of snow passes into the liquid, which can be drained without problems into the sewer. Thus, its transportation to distant landfills is excluded. This device will not replace, but will expand the arsenal of cost-effective means of removing snow. A small-sized installation on this principle will be able to acquire utilities.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что устройство для превращения снежной массы в жидкую фазу выполнено в виде передвижной самодвижущейся установки с баком или цистерной, оснащенными нагревательными элементами, датчиками температуры и уровня жидкости. В устройство входит насадка для сбора полужидкой снежной фракции, насос для перекачки полужидкой снежной фракции в емкость, манипуляторы с гидронасосом для управления насадкой, силовым агрегатом для автономного питания нагревательных элементов и отличающееся тем, что для ускорения процесса перевода полужидкой снежной массы в жидкую фазу производится с помощью СВЧ излучателей на магнетронах или клистронах, установленных в закрытой цистерне или баке, соединенные с силовым агрегатом и пультом оператора. В насадку дополнительно установлены инфракрасные излучатели для ускорения процесса перевода снежной массы в полужидкое состояние. В целях повышении КПД устройства в целом, к насадке также подается теплый воздух или выхлопные газы от силовых агрегатов. С целью минимизации оборудования установки шланг для засасывания полужидкой снежной массы от насадки используется также и слива жидкости в канализацию путем переключения перекидной заслонки, управляемой с пульта оператора. В приемном баке или цистерне в нижней части выполнены сквозные каналы для прохода выхлопных газов от двигателя и силовой установки.The essence of the invention lies in the fact that the device for converting snow mass into a liquid phase is made in the form of a mobile self-propelled unit with a tank or tank equipped with heating elements, temperature and liquid level sensors. The device includes a nozzle for collecting the semi-liquid snow fraction, a pump for pumping the semi-liquid snow fraction into the tank, manipulators with a hydraulic pump to control the nozzle, a power unit for the autonomous supply of heating elements and characterized in that it accelerates the process of transferring the semi-liquid snow mass to the liquid phase with using microwave emitters on magnetrons or klystrons installed in a closed tank or tank, connected to the power unit and the operator console. Infrared emitters are additionally installed in the nozzle to accelerate the process of converting snow mass into a semi-liquid state. In order to increase the efficiency of the device as a whole, warm air or exhaust gases from power units are also supplied to the nozzle. In order to minimize the installation equipment, a hose for sucking in semi-liquid snow mass from the nozzle is also used to drain the liquid into the sewer by switching the flapper, controlled from the operator's console. In the receiving tank or tank at the bottom there are through channels for the passage of exhaust gases from the engine and power plant.
На фигуре 1, 2 доказана конструкция такой установки, где:In figure 1, 2 the design of such an installation is proved, where:
1. Передвижная установка1. Mobile installation
2. Приемная емкость (бак или цистерна)2. Receiving capacity (tank or tank)
3. Насос3. The pump
4. Гибкий шланг4. Flexible hose
5. Насадка5. Nozzle
6. Гидросистема6. Hydraulic system
7. Пульт управления7. Remote control
8. Силовой агрегат8. Powertrain
9. Установка СВЧ9. Microwave installation
10. Датчик температуры10. Temperature sensor
11. Датчик уровня11. Level sensor
12. Сливной шланг12. Drain hose
13. Манипулятор13. The manipulator
14. Гидронасос14. Hydraulic pump
15. Канализационный люк15. Sewer manhole
16. Каналы для выхлопных газов16. Exhaust ducts
17. Перекидная заслонка17. Flapper
18. Магнетрон (клистрон)18. Magnetron (klystron)
19. Полужидкая снежная масса19. Semi-liquid snow mass
20. Инфракрасный излучатель20. Infrared emitter
Конструкция установки включает в себя: Передвижную установку 1 на базе автомобильного шасси, на которой смонтирована приемная емкость в виде бака или цистерны 2, насос для 3 для откачки полужидкой фазы с подсоединенным засасывающим гибким шлангом 4, с насадкой для сбора полужидкой фракции 5, управляемой гидросистемой с манипуляторами 13 с пульта управления 7 оператора и гидронасос 14 для питания манипуляторов 13. На шасси передвижной установки 1 также размещены: силовой агрегат 8 для питания установки СВЧ с магнетроном (магнетронами) или клистронами 9 и насос 3. В емкости и насадке установлены датчики температуры 10, а в емкости 2 расположен датчик уровня 11. Сливной шланг 12 также может управляться гидросистемой 6 с помощью манипулятора 13 с пульта управления 7. В насадке 5 для сбора полужидкой снежной массы 19 также может быть размещен магнетрон 18 или инфракрасный излучатель для ее подогрева.The design of the installation includes: A mobile unit 1 based on a car chassis, on which a receiving tank in the form of a tank or tank 2 is mounted, a pump for 3 for pumping out a semi-liquid phase with a connected suction flexible hose 4, with a nozzle for collecting semi-liquid fraction 5, controlled by a hydraulic system with
Установка работает следующим образом: оператор через пульт управления 7 с помощью манипуляторов 13 опускает и устанавливает насадку 5 для сбора полужидкой фазы на уровень дорожного покрытия, и медленно двигая передвижную установку 1, начинает с помощью насоса 3, всасывать полужидкую массу внутрь бака или цистерны 2. Одновременно, оператор включает силовой агрегат 8 и установку СВЧ с магнетроном (магнетронами) 9. Полужидкая снежная масса, поступившая в бак или цистерну 2, начинает интенсивно поглощать энергию высокочастотного излучения, окончательно переходя в жидкую фазу. По мере заполнения бака или цистерны 2 и повышения температуры до заданного уровня, по показаниям датчиков температуры 10 оператор подводит установку к канализационному люку 14, переводит перекидную заслонку 17 в режим «слива» и сливает жидкость в канализационный люк 15.The installation works as follows: the operator through the control panel 7 with the help of the
Конструктивно для засасывания снежной массы и слива в канализацию может быть использован один и тот же шланг с переключением режима работы установки с помощью перекидной заслонки.Structurally, the same hose can be used to suck in snow mass and drain into the sewer with switching the operating mode of the installation using the flapper.
Существенным моментом для экономии энергии является, то что уборка снежной массы производится в период оттепели и перехода кристаллической снежной массы в полужидкое состояние за счет накопления природной тепловой энергии, идущей на разрушение кристаллической структуры снега с помощью передвижной установки, отсасывающей полужидкую снежную массу в бак или цистерну с последующим переводом ее в жидкую фазу с помощью СВЧ излучателей. Этот метеорологический фактор коммунальщики должны учитывать при организации снегоуборочных работ, что повысит оперативность служб коммунального хозяйства при удалении снега с тротуаров и дорог города.An essential point for energy saving is that the snow mass is harvested during the thaw and the crystalline snow mass transitions into a semi-liquid state due to the accumulation of natural thermal energy, which is used to destroy the crystal structure of snow using a mobile unit that sucks the semi-liquid snow mass into a tank or cistern with its subsequent transfer to the liquid phase using microwave emitters. The public utilities should take this meteorological factor into account when organizing snow removal operations, which will increase the efficiency of public utilities when removing snow from sidewalks and city roads.
Экономичность установки может быть повышена за счет утилизации тепла выхлопных газов двигателя и силовой установки. Для этого в конструкцию бака или цистерны вводятся каналы для выхлопных газов 16, проходящие через нижнюю часть емкости или установленные сваркой на нижней части емкости.The efficiency of the installation can be improved by utilizing heat from the exhaust gases of the engine and power plant. For this purpose, channels for exhaust gases 16 passing through the lower part of the tank or installed by welding on the lower part of the tank are introduced into the design of the tank or tank.
Известно, что в России есть опыт использования СВЧ для разжижения нефтепродуктов в железнодорожных цистернах и соответственно выпускаются установки большой мощности на энергии СВЧ. Такие же установки существуют в деревообрабатывающем производстве для ускоренной сушки древесины.It is known that in Russia there is experience in using microwave to dilute petroleum products in railway tanks and, accordingly, large-capacity microwave power plants are produced. The same plants exist in the woodworking industry for accelerated drying of wood.
Таким образом, есть все предпосылки для конструирования такой передвижной установки и организации серийного производства, на предприятиях Санкт-Петербурга.Thus, there are all prerequisites for the construction of such a mobile installation and the organization of mass production at the enterprises of St. Petersburg.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011144913/13A RU2520731C2 (en) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Device for changing snowpack into liquid phase |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011144913/13A RU2520731C2 (en) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Device for changing snowpack into liquid phase |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011144913A RU2011144913A (en) | 2013-05-10 |
RU2520731C2 true RU2520731C2 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=48788675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011144913/13A RU2520731C2 (en) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Device for changing snowpack into liquid phase |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2520731C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU61302U1 (en) * | 2006-09-08 | 2007-02-27 | Юрий Васильевич Шевченко | MOBILE SNOW MELTING DEVICE |
RU2408760C2 (en) * | 2008-12-23 | 2011-01-10 | Анатолий Петрович Рыбкин | Method of removing ice and sleet from various surfaces |
RU108459U1 (en) * | 2011-04-12 | 2011-09-20 | Сергей Константинович Прищепов | MOBILE DEVICE FOR CLEANING AND MELTING SNOW |
-
2011
- 2011-10-31 RU RU2011144913/13A patent/RU2520731C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU61302U1 (en) * | 2006-09-08 | 2007-02-27 | Юрий Васильевич Шевченко | MOBILE SNOW MELTING DEVICE |
RU2408760C2 (en) * | 2008-12-23 | 2011-01-10 | Анатолий Петрович Рыбкин | Method of removing ice and sleet from various surfaces |
RU108459U1 (en) * | 2011-04-12 | 2011-09-20 | Сергей Константинович Прищепов | MOBILE DEVICE FOR CLEANING AND MELTING SNOW |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011144913A (en) | 2013-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2408760C2 (en) | Method of removing ice and sleet from various surfaces | |
US20160356010A1 (en) | Apparatus for removal and processing of frozen or semi-frozen materials | |
US9624635B2 (en) | Device and process of snow removal | |
WO2019055761A1 (en) | Solar-heated system and method for drying sludge | |
EP3889358B1 (en) | Snow melting equipment | |
CN202031057U (en) | Snow cleaning machine | |
CN206279422U (en) | Energy-conservation floor tile and people's walking along the street | |
RU2520731C2 (en) | Device for changing snowpack into liquid phase | |
CN205711614U (en) | Overhead road of city road surface automatic freezing-protective deicing system | |
US20160002871A1 (en) | Snow removal device and method | |
US20040016740A1 (en) | Method and device for heating a surface | |
RU57296U1 (en) | Snow harvester | |
RU74135U1 (en) | ROAD HEATING SYSTEM | |
CN212612230U (en) | Environment-friendly integrated device for snow removal and melting and harmless disposal | |
JP2000230793A (en) | Cold heat storing method and device for utilizing snow | |
RU2419704C1 (en) | Method of cleaning roads | |
RU2226591C2 (en) | Snow melter | |
RU2314385C2 (en) | Snow melting device | |
FI129054B (en) | Method for handling snow | |
JP2009041193A (en) | Water circulating snow melting device | |
RU22669U1 (en) | SNOW MELTING DEVICE | |
RU126015U1 (en) | SNOW MELTING INSTALLATION | |
FI123033B (en) | Device and method for melting snow | |
RU114062U1 (en) | SNOW REMOVING MACHINE | |
RU113746U1 (en) | SNOW REMOVING MACHINE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141101 |