SU977550A1

SU977550A1 - Snow thawer

Info

Publication number: SU977550A1
Application number: SU813306160A
Authority: SU
Inventors: Владилен Иванович Баловнев; Юрий Павлович Бакатин; Александр Борисович Ермилов; Юрий Николаевич Орлов
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Автомобильно-Дорожный Институт; Академия Коммунального Хозяйства Им.К.Д.Памфилова
Priority date: 1981-06-17
Filing date: 1981-06-17
Publication date: 1982-11-30

Description

Изобретение относитс к устройствам дл зимнего содержани городских улиц и дорог, аэродромов и промышленных объектов, а более конкретно к устройствшл дл та ни снега.The invention relates to devices for the winter maintenance of city streets and roads, airfields and industrial facilities, and more specifically to devices for snow and snow.

Известна снегота лка, содержаща KeiMepy та ни с нагревательным элементом , выполненным в виде барботажного эрлифтного теплообменника, соединенного при помощи трубопровода с паровым котлом, имеющим топку, работающую на жидком топливе или газе 1.Known snowballs containing KeiMepy or with a heating element, made in the form of a bubbling air-lift heat exchanger connected by means of a pipe with a steam boiler having a furnace operating on liquid fuel or gas 1.

Данна снегота лка характеризуетс низкой эффективностью рабочего процесса вследствие значительной энергоемкости перевода снега из жидкого в твердое состо ние.This snowfall is characterized by low efficiency of the working process due to the significant energy intensity of converting snow from the liquid to the solid state.

Наиболее близкой.к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату вл етс снегота лка , содержаща размещенные на раме снегота тельную ванну с загрузочным бункером, закрепленный в ванне ультразвуковой излучатель, а также смонтированные на ванне устройство дл слива воды и гр зеотстойник Г2.The closest. To the proposed technical essence and the achieved result is snow block containing a snow melting bath placed on the frame with a hopper, an ultrasonic emitter mounted in the bath, as well as a water discharger mounted on the bath and a sand trap G2.

Под действием ультразвуковых колебаний в воде со снегом создаетс ультразвукова кавитаци , приUnder the action of ultrasonic vibrations in water with snow, ultrasonic cavitation is created, with

которой происходит разрыв непосредственно пограничного сло снегтеплоноситель , благодар чему осуществл етс быстра передача энергии от теплоносител к снегу.which causes the break of the boundary layer of the snow carrier directly, due to which a rapid transfer of energy from the coolant to the snow is carried out.

Эффективность воздействи ультразвукового излучател зависит от площади его активной поверхности. Активной поверхностью излучател The effectiveness of an ultrasonic transducer depends on the area of its active surface. The active surface of the radiator

10 вл етс его торец. Развитие площади торца дл увеличени активной поверхности излучател нецелесообразно , так как при этом увеличиваетс лобовое сопротивление движению сне15 га в камере та ни .10 is its face. The development of the end face area to increase the active surface of the radiator is impractical because it increases the frontal resistance to the movement of snow in the chamber.

Дл создани кавитационной облает по всему сеченшэ Кс1меры та ни необходимо устанавливать несколько ультразвуковых излучателей, зоны деЛ To create a cavitational zone throughout the entire X1 section, it is necessary to install several ultrasonic emitters, deL zones.

20 стви которых перекрываютс . Однако при этом значительно уменьшаетс полезный объем камеры и увеличиваетс удельный расход энергии. Кроме того, размещение пакетов излучателей 20 of which overlap. However, this significantly reduces the effective volume of the chamber and increases the specific energy consumption. In addition, the placement of packages emitters

25 с обмотками .возбуждени внутри камеры та ни затрудн ет их принудительное охлаждение, обслуживание и снижает надежност.ь работы устройства , так как имеет место контакт 25 with windings. Excitation inside the chamber and this complicates their forced cooling, maintenance and reduces the reliability of the device, as there is a contact.

30 обмотки излучателей с загр знени ми.30 windings of radiators with soils.

поступающими в камеру вместе со снегом .coming into the camera along with the snow.

Цель изобретени - повышение производительности путем интенсификации процесса та ни снега.The purpose of the invention is to increase productivity by intensifying the snow process.

Указанна цель достигаетс тем, что снегота лка снабжена струнами, закрепленными между излучателем и стенками ванны.This goal is achieved by the fact that snowballs of the arc are provided with strings fixed between the radiator and the walls of the bath.

Струны размещены радиально относительно -ультразвукового излучател . The strings are placed radially with respect to the ultrasound radiator.

Кроме того, струны прикреплены к излучателю в точках формировани волн излучени , а ванна выполнена диаметром, равнь - длине нечетного количества полуволн излучени . In addition, the strings are attached to the radiator at the points where the radiation waves are formed, and the bath is made with a diameter, equal to the length of an odd number of radiation half-waves.

На фиг. 1 схематично показана снегота лка, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез Л-А на фиг. 1.FIG. Figure 1 shows schematically the snow section of the lka, a longitudinal section; FIG. 2 is a section A-A in FIG. one.

Снегота лка включает раму 1, снегота тельную ванну 2, загрузочный бункер 3. Вдоль продольной оси ванны смонтирован ультразвуковой магнитострикционный излучатель j состо щий из пакета 4 с обмоткой 5 возбуждени Корпус б излучател соединен с ванной 2 при помощи трубопровода 7. На магнитострикционном пакете 4 излучател жестко закреплен волновод 8, к которому одним концом прикреплены радиальные струны 9. Другим концом радиальные струны 9 соединены со стеками ванны 2 при помощи нат жных устройств 10. Концы радиальных струн 9 пропущены через герметизирующие уплотнени 11. В верхней части ванна 2 снабжена устройстве 12 дл ели ва воды, а в. нижней - гр зеотстойником 13, На трубопроводе 7 смонтирован дополнительный фильтр 14. Струны 9 прикреплены к волноводу 8 излучател в пучност х волны излучени распростран гацейс вдоль волновода (фиг, 1). Ванна 2 выполнена с поперечным диаметром D (фиг. 1), равным длине нечетного количества полуволн излучени . Внутри волновода 9 образован осевой канал 15 со сквозными радиальными отверсти ми.The snow pit includes frame 1, a snow bath 2, a hopper 3. Along the longitudinal axis of the bath is mounted an ultrasonic magnetostrictive emitter j consisting of a package 4 with excitation winding 5 The case b of the radiator is connected to bath 2 using a pipe 7. On the magnetostrictive package 4 of the radiator Waveguide 8 is rigidly fixed, to which radial strings 9 are attached at one end. Radial strings 9 are connected to other ends with bath 2 stacks using tension devices 10. Radial strings 9 are passed through ger etiziruyuschie seal 11. The top of the tub 2 is provided with a device 12 for spruce wa of water, and c. the lower one is a grain trap 13. An additional filter 14 is mounted on the pipe 7. The strings 9 are attached to the waveguide 8 of the radiator in the antinodes of the radiation wave propagating along the waveguide (Fig. 1). Bath 2 is made with a transverse diameter D (Fig. 1) equal to the length of an odd number of half-waves of radiation. An axial channel 15 with through radial holes is formed inside the waveguide 9.

Снегота лка работает следугадим образом.Snegote lka works in the following way.

При подаче переменного электрического тока на обмотку 5 возбуждени магнитострикционного излучател возникает переменное магнитное поле, под действием которого упругие деформации пакета 4 вызывают механические колебани ультразвуковой частоты, распростран емые в виде волны сжати в волноводе 8. Снег загружаетс в снегота лку сверху через загрузочный бункер 3. В струнах 9, When an alternating electric current is applied to the excitation winding 5 of the magnetostrictive emitter, an alternating magnetic field arises, under which elastic deformations of the package 4 cause mechanical oscillations of the ultrasonic frequency propagated as a compression wave in the waveguide 8. Snow is loaded into the snow from the top through the hopper 3. In strings 9,

гзакрепленных одним концом на стержне-волноводе в пучност х волны излучени , создаютс колебани в виде сто чих волн. Настройка струн 9 на резонансный режим работы осуществл етс подбором требуемого усили Fixed at one end on a rod-waveguide in the antinodes of a radiation wave, oscillations in the form of standing waves are created. The tuning of the strings 9 for the resonant mode of operation is carried out by selecting the required force.

нат жени струн с помощью нат жного устройства 10.string tensioning with tension device 10.

КПД современных излучателей составл ет в среднем 50%, поэтому в процессе работы об зательно требуетс их охлаждение. Водой заполн етс корпус б, гидравлически св занный с ванной 2 патрубком 7 и осевь. каналом 15. Система охлаждени работает по безнасосной схеме: вода непрерывно циркулирует по вертикали в снегота лке при работе излучател в ванне 2 сверху вниз под действием тепловой ковекции и в осевом канале 15 под действием кавитационных сил. Вода отбирает тепло у пакета 4, охлажда его, и гор ча поступает в ванну и отдает тепло снегу, подаваемому в нее через загрузочный бункер 3, способству та нию снега. Охлажденна вода из ванны 2 поступает в корпус б излучател . Ультразвуковые колебани волновода 8 и струн9 вызывают кавитацию водаа во всем объеме ванны, котора обеспечивает разрыв пограничного сло снег-теплоноситель ликвидиру тем самым основное термосопротивление между снегом и теплоносителем . В результате .происходит быстра передача тепловой энергии от теплоносител к снегу, вызыва его интенсивное та ние. По мере, та ни снега избыток воды сливаетс через устройство 12.The efficiency of modern emitters is on average 50%, therefore, in the process of work, their cooling is required. Water is filled in case b, which is hydraulically connected to the bath 2 by a nozzle 7 and an axle. channel 15. The cooling system operates according to the pump-free scheme: water continuously circulates vertically in the snow section when the radiator is operating in bath 2 from top to bottom under the action of thermal covection and in the axial channel 15 under the influence of cavitation forces. Water takes heat from package 4, cools it, and the hot enters the bath and transfers heat to the snow supplied to it through the hopper 3, contributing to the melting of snow. The cooled water from bath 2 enters the housing of the radiator. The ultrasonic oscillations of the waveguide 8 and the strings 9 cause water cavitation in the entire volume of the bath, which ensures the rupture of the boundary layer of the snow-coolant, thereby eliminating the basic thermal resistance between the snow and the coolant. As a result, there is a rapid transfer of thermal energy from the coolant to the snow, causing its intense melting. To the extent that this snow of excess water is drained through the device 12.

Предлагаема конструкци обеспечивает возможность использовани одного излучател дл создани кавитационной области по всему объему снегота тельной ванны без увеличени лобового сопротивлени движению снега, более рациональное использование полезного объема ванны, т.е. существенно повышаетс эффективность процесса та ни снега (производительность ) и уменьшаетс металлоемкость конструкции. Соотношение поперечного диаметра ванны и длины нечетного количества полуволн излучени обеспечивает работу струн в резонансном режима с максимальным количеством пучностей колебаний, а крепление струн к излучателю в пучност х волны излучени - максимальную амплитуду их колебаний, это также способствует повышению эффективности процесса та ни снега.The proposed design makes it possible to use a single radiator to create a cavitation region throughout the entire volume of a snow body bath without increasing the drag of the snow, more rational use of the useful volume of the bath, i.e. the efficiency of the snow process is greatly increased (productivity) and the metal consumption of the structure is reduced. The ratio of the transverse diameter of the bath and the length of an odd number of half-waves of radiation ensures that the strings work in the resonant mode with the maximum number of oscillations of antinodes, and the attachment of the strings to the radiator in the antinodes of the radiation wave also increases the efficiency of the snow melting process.

Claims

1. The snowball of the arc, containing a snow bath with a hopper, mounted on the frame, an ultrasonic emitter mounted in the bath, and a device mounted on the bath for draining water and a septic tank, which is