Снеготаялка

(22) Заявлено 170681 21) 3306160/29-11 Д М. Кд.з Е 01 Н 5/10 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения В.И. Баловнев, Ю.П. Бакатин, А.Б. Ермилов и Ю,Й. Орлов асковский ордена Трудового Красного Знамевтомабильно-дорожный институт и Академиякомиунального хозяйства шл. К.Д. Палфилова(71) зая и СНЕГОТАЯЛКА Изобретение относитвам для зимнего содержулиц и дорог, аэродромных объектов, а болееустройствам для таянияИзвестна снеготаялккамеру таяния с нагревментом, выполненным вного эрлифтного теплоодиненного при помощи тс паровьм котлом, имеющработающую на жидком тзе 1). я к устройстния городских в и промышлен онкретно к снега.содержащая тельным элеиде барботажменника, соеубопровода им топку,пливе или гасоторой пр ственно по теплоносит ществляетс гии от тепЭффекти звукового Данная снеготаялка характеризуется низкой эффективностью рабочего процесса вследствие значительной энергоемкости перевода снега нз жидкого в твердое состояние.Наиболее близкой.к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является снеготаялка, содержащая размещенные на раме снеготаятельную ванну с загрузочным бункерам, закрепленный в ванне ультразвуковой излучатель, а также смонтированные на ванне устройство для слива воды и грязеотстойник23.Под действием ультразвуковьи колебаний в воде со снегом создается ультразвуковая кавитация, при оисходит разрыв непосредграничного слоя снегель, благодаря чему осуя быстрая передача энерлоносителя к снегу.вность воздействия ультраизлучателя зависит отплощади его активной поверхности.Активной поверхностъю излучателяявляется его торец, Развитие площади торца для увеличения активной поверхности излучателя нецелесообразно,так как при этом увеличиваетсялобовое сопротивление движению снега в камере таяния.Для создания кавитационной областпо валлу сечению камеры таяниянеобходимо устанавливать несколькоультразвуковых излучателей, эоны дайствия которых перекрываются. Однакопри этом значительно уменьшаетсяполезный объем камеры и увеличивается удельный расход энергии. Кровлетого, размещение пакетов излучателей 5 с обмотками возбуждения внутри камеры таяния затрудняет их принудительное охлаждение, обслуживаниеи снижает надежность работы устройства, так как имеет место контакт 0 обмотки излучателей с загрязнениями, 977550поступающими в камеру вместе со снегом.Цель изобретения - повышение производительности путем интенсификации процесса таяния снега.указанная цель достигается тем, 5что снеготаялка снабжена струнами,закрепленными между излучателем истенками ванны.Струны размещены радиально относительно ультразвукового излучателя. 1 ОКроме того, струны прикрепленык излучателю в точках формированияволн излучения, а ванна выполненадиаметром, равным длине нечетногоколичества полуволн излучения. 15Ба Фиг, 1 схематично показанаснеготаялка, продольный разрез нафиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1.Снеготаялка включает раму 1, снеготаятельную ванну 2, загрузочныйбункер 3. Вдоль продольной оси ваннысмонтирован ультразвуковой магнитострикционный излучатель; состоящийиэ пакета 4 с обмоткой 5 возбуждения.Корпус б излучателя соединен с ванной 2 при помощи трубопровода 7. На5магнитострикционном пакете 4 излучателя жестко закреплен волновод 8, ккоторому одним концом прикрепленырадиальные струны 9. Другим концомрадиальные струны 9 соединены со стенфками ванны 2 при помощи натяжныхустройств 10, Концы радиальных струн9 пропущены через герметизирующиеуплотнения 11. В верхней части ванна 2 снабжена устройством 12 для сли" З 5ва воды, а в. нижней - грязеотстойником 13. На трубопроводе 7 смонтирован дополнительный фильтр 14. Струны 9 прикреплены к волноводу 8 излучателя в пучностях волны излучения,40распространяющейся вдоль волноводафиг. 1). Ванна 2 выполнена с поперечным диаметром О фиг. 1), равнымдлине нечетного количества полуволнизлучения. Внутри волновода 9 обраэован осевой канал 15 со сквознымирадиальными отверстиями;Снеготаялка работает следуюцимобразом,При подаче переменного электрического тока на обмотку 5 возбуждения магнитострикционного излучателявозникает переменное магнитное поле,под действием которого упругие деформации пакета 4 вызывают механические колебания ультразвуковойчастоты, распространяемые в виде волны сжатия в волноводе 8. Снег эагру"жается в снеготаялку сверху череззагрузочный бункер 3. В струнах 9,закрепленных одним концом на стерж Оне-волноводе в пучностях волны излучеиия, создаются колебания в видестоячих волн. Настройка струн 9на резонансный режим работы осуществляется подбором требуемого усилия 65 натяжения струн с помощью натяжногоустройства 10.КПД современных излучателей составляет в среднем 50, поэтому впроцессе работы обязательно требуется их охлаждение. Водой заполняетсякорпус б, гидравлически связанный сванной 2 патрубком 7 и осевьм каналом 15, Система охлаждения работаетпо безнасосной схеме: вода непрерывно циркулирует по вертикали н снеготаялке при работе излучателя в ванне2 сверху вниз под действием тепловой ковекции и в осевом канале 15под действием кавитационных сил. Вода отбирает тепло у пакета 4, охлаждая его, и горячая поступает в ваннуи отдает тепло снегу, подаваемомув нее через загрузочный бункер 3,способствуя таянию снега. Охлажденная вода из ванны 2 поступает в корпус б излучателя. Ультразвуковыеколебания волновода 8 и струн 9 вызывают кавитацию воды во всем объемеванны, которая обеспечивает разрывпограничного слоя снег-теплоноситель,ликвидируя тем самым основное термосопротивление между снегом и теплоносителем. В результате .происходитбыстрая передача тепловой энергииот теплоносителя к снегу, вызываяего интенсивное таяние. По мере таяния снега избыток воды сливается через устройство 12,Предлагаемая конструкция обеспечивает возможность использования одного излучателя для создания кавитационной области по всему объемуснеготаятельной ванны без увеличения лобовогО сопротивления движениюснега, более рациональное использование полезного объема ванны, т.е.существенно повышается эффективностьпроцесса таяния снега производительность) и уменьшается металлоемкость конструкции. Соотношениепоперечного диаметра ванны и длинынечетного количества полуволн излучения обеспечивает работу струн врезонансном режиме с максимальнымколичеством пучностей колебаний, акрепление струн к излучателю в пучностях волны излучения - максимальную амплитуду их колебаний, этотакже способствует повышению эффективности процесса таяния снега.Формула изобретения1. Снеготаялка, содержащая размеценные на раме сиеготаятельную ванну с загрузочным бункером, закрепленный в ванне ультразвуковой излучатель, а также смонтированные на ванне устройство для слива воды и грязеотстойник, о т л и ч а ю ц а я с я тем, что, с целью повышения производитель977550 А каз 9135дписное ВНИИПИТираж 559 атент",Проетная илиал ПП .ужгород ности путем интенсификации процесса таяния снега, она снабжена струнами, ,закрепленными между излучателем и стенками ванны.2. Снеготаялка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что струны размещены радиально относительно ультразвукового излучателя.3, Снеготаялка по п1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что струны прикреплены к излучателю в зонах формирования волн излучения, а ваннавыполнена диаметром, равньаи длиненечетного количества полуволи излучения. 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР