Установка для получения искусственного снега
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
1191 (111 4 Р 25 С 3 04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ЙСГт" -Р ИЕ О ОРСКОМ 2-13 54) УСТАНОВКА ТВЕННОГО СНЕГ(57) Издильнойзовано дот сезо тся к холобыть исполь ретение отно ехнике, Може ого пр дорог,тельстведамб и сспорта.1 озвУ 6(21) 3780475 (22) 15,08,8 (46) 15.06.8 (71) Иркутск научно-иссле редких и цве (72) Н,Р.Пет (53) 621. 513 (56) Авторск Ф 951031, кл СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ДЕТЕЛЬСТВ. Бюл. Р 22й государственныйовательский инститных металловенко и В,Н.Лисичко088.8)е сви детельство СССС 3/04, 1982, 1 Г НИЯу . ОЛУЧЕНИЯ ИСКУС оизоляции грунтовомерзания, в строипереправ, плотин,ий для зимних видовет снизить энерго1317249 Изобретение относится к холодильной гехнике, а именно к установкам для получения искусственного снега малой плотности, преимущественно, для теплоизоляции грунтов от сезон ного промерзания и может быть исПользоввно при строительстве зимних дорог и переправ, плотин, дамб, спортивных лыжных трасс и трамплинов.Цель изобретения - снижение энергозатрат и повышение надежности рабо,ты.На фиг.1 изображена установка для получения искусственного снега, общий вид и технологическая схема, на фиг.2 - разрез центробежной пневмогидравлической форсунки, на фиг.3 зависимость производительности форсунок от величины расхода сжатого воз-. духа," на фиг.4 - водораспылительный узел с Коническим насадком, аксона 1 метрия.Установка для получения искусственного снега содержит цилиндрический кожух 1 с вентилятором 2. На выходе воздушного потока из кожуха 1 установлен конический насадок 2 с распылительным устройством 4 на его конце. На распылительном устройстве 4 с помощью легкосьемного кольца 5 закреплена смесительная камера б, выполненная из зластичного гидрофобного материала. Насадок 3 размещен между кожухом 1 и камерой б, Распыли- тельное устройство 4 представляет со,бой цилиндрическую обечайку из алюминиевого сплава, внутри которой выполнены средства для подвода воды и воздуха - кольцевые герметично изолированные друг от друга воздухораспределительные и водораспределительный коллекторы соответственно 7,8 и 9. По периметру водораспределительного коллектора 9 (фиг,2) к оси обечайкио устройства 4 под углом 15-20 с помо" щью резьбового соединения установлены центробежные пневмогидравлические форсунки 10 для мелкодисперсного распыления воды. Центробежные пневмогидравлические форсунки 11 для образования и подачи в поток центров кристаллизации установлены по перимето ру коллектора 9 под углом 30-40, превышающим угол наклона форсунок 10.форсунки 10 и 11 установлены по двум окружностям, смещенным одна относительно другой в направлении подачи. Каждая из форсунок 10 и 11 имеет на наружной поверхности головки резьбу, соответствующую резьбовому отверстию на внешней стенке коллектора 9 (не показаны). Завихрители каждой из форсунок 10 и 11 представ. ляют собой винтовой канал 12 прямоугольного сечения, расположенный так, что между ним и выходным отверстием форсунок 10 или 11 образована кольцевая камера 13 закручивания, длина которой регулируется толщиной прокладки 14. Между винтовыми каназатраты и повысить надежность работы. Через конический насадок 3 ираспылительное устройство (РУ) 4 воздух из цилиндрического кожуха 1 свентилятором 2 поступает в смесительную камеру 6, Она выполнена изгидрофобного материала, Внутри обечайки РУ 4 выполнены каналы 7 и 8для подвода воздуха и канал 9 дляподвода воды, Для улучшения теплообмена между водой и воздухом центробежные форсунки 10 и 11 РУ 4 установлены по окружностям, смещеннымодна относительно, другой в направлении подачи и под углом к оси обечайки, Угол наклона форсунок 11 дляподачи в поток центров кристаллизации превышает угол наклона форсунок 10 переднего фронта для распыления воды. Завихрители - винтовые каналы (ВК) форсунок 10 и 11 - снижают расход сжатого воздуха и повышают дисперсность капель. ВК имеют пря.моугольное сечение, Их радиальныесквозные отверстия расположены нарасстоянии один от другого, равном0,25-0,50 шаге ВК, Пневмодросселив осевых каналах форсунок 10 и 11исключают попадание воды в каналы 7и 8. 1 з.п, ф-лы, 4 ил, 3 13172 лами 12 на расстоянии один от другого, равном 0,25-0,50 шага винтового канала 12, со стороны входа водяного потока расположены симметрично друг другу радиальные сквозные отверстия 15, сообщающиеся с воздухораспределительным коллектором 7 через осевой канал 16 форсунок 10 и 11. В осевом канале 16 со стороны воздухораспределительного коллектора 7 10 установлен пневмодроссель 17 с отверстием для уменьшения скорости струи сжатого воздуха до минимума по отношению к скорости потока воды в каналах 12. Кроме того, пневмодрос сели 17 позволяют обеспечить равномерное распределение сжатого воздуха на все форсунки 1 О и 11 распылитель- ного устройства 4. Во избежание попадания воды в воздухораспределительные коллекторы 7 и 8 при превышении напора воды под давлением сжатого воздуха в осевых каналах 16 установлены обратные клапаны, состоящие из шарика 18 и пружины 19, Щель 20 между вхо 25 дом в камеру 6 и устройством 4 служит для эжектирования наружного воздуха, который охлаждает воду и воздух в коллекторах 7,8 и 9.Пневмогидравлическая система установки состоит из поршневого компрессора 21, соединенного трубопроводом 22 непосредственно с воздухораспределительным коллектором 8, минуя воздухосборник 23. Последний подсое динен к компрессору 21 через пере- пускной регулировочный клапан 24 и вентиль 25, Воздухораспределительный коллектор 7 соединен с воздухосборником 23 трубопроводом 26, Водораспреде 40 лительный коллектор 9 трубопроводом 27 сообщен с насосом 28. Система включает также регулировочные элементы 29 и 30 и контрольные манометры 31. 45Установка работает следующим образом.После подключения к источникам электро- и водоснабжения включают вентилятор 2, создающий струю холодного воздуха. Включают насос 28 и подают воду под давлением 0,55-0,7 ИПа на водораспределительный коллектор 9 распылительного устройства 4. Из во дораспределительного коллектора 9 вода под давлением поступает на форсунки 10 и 11. После начала распыпения воды включают компрессор 2 1 при,49 4закрытом вентиле 25, По трубопроводу 22 на воздухораспределительныйколлектор 8 подают сжатый воздухс превышением давления воздуха наддавлением воды О, 1-0,15 ИПа, а потрубопроводу 26 - на воздухораспределительный коллектор 7 с превышением давления на 0,02-0,04 МПа. Необходимые параметры режима устанавливаются регулировочными элементами 24,29 и 30. Турбулизированный поток,холодного воздуха захватывает образующийся водный аэрозоль с центрами кристаллизации и интенсивно перемешивает их с окружающим холодным воздухом, а отдельные частицы, сталкиваясьмежду собой, замерзают в виде комплексов, обуславливающих рыхлую структуру получаемого снежного покрова.При благоприятных погодных условиях вентиль 25 между компрессором 21и воздухосборником 23 полностью открывают и на все форсунки распылительного устройства 4 сжатый воздух подают в постоянном режиме. В этом случаедостигается наибольшая производительность установки.Генерирование ледяных частиц -центров кристаллизации - осуществлено при пневматическом распылении воды. После выхода из распылителей газовые пузырьки, окруженные водой,адиабатически расширяясь, могут досотигать температуры - 70 С, Благодаря этому сначала на газовых пузырьках самопроизвольно образуется тонкийслой льда, который затем служит вкачестве зародышей кристаллов, смешиваясь в воздушном потоке с основноймассой диспергированной воды,Однако при соотношении вода-воздухсвыше 1:6 и отрицательных температурах окружающего воздуха форсункиперемерзают, Для устранения этого недостатка авторы чередуют подачу воздуха и воды на центробежные пневмогидравлические форсунки 11 с частотой пульсации работы поршневого компрессора 21, Процесс образования центров кристаллизации происходит в момент нагнетания воздуха при превышении его давления над давлением водыв интервале О, 1-0, 15 ИПа. С понижением давления воздуха (момент всасывания) через форсунки распыляется вода, отдавая тепло, которого вполнедостаточно для поддержания положительной температуры присопловой части форсунок. Центробежные пневмогид равлические форсунки дают возможностьполучать мелкодисперсный распыл водыпри малом объемном соотношении междуподаваемой водой и сжатым воздухомнапример 1:4 (при нормальной температуре и давлении).Мелкодисперсный аэрозоль и центры кристаллизации вводят раздельнов холодную струю воздуха после конического насадка, в результате чего 10исключается интенсивный абразивныйизнос поверхности смесительной камеры на ее начальном участке. Сочетание смесительной камеры и конического насадка, по данным испытаний, 15позволяет достичь наибольшей турбулентности воздушного потока при оптимальных размерах смесительной камеры от 1,2 до 1,8 с 1 (где с 1 - диаметрцилиндрического кожуха) независимо от 20Формы выходного отверстия. Кроме того, конический насадок позволяет увеличить скорость воздушного потока навходе в смесительную камеру, способствуя тем самым дальнейшему активному перемешиванию частиц водного аэрозоля с воздухом и сталкиванию их меж,ду собои.Центробежные пневмогидравлическиефорсунки работают в режиме предварительного газонасыщения. Пузырьки газа, распределяясь в жидкости, вызывают значительное увеличение поверхностной энергии, т,е. "разрывают" жидкость еще до истечения, Кроме того, 35газовые пузырьки сжимаются до давления жидкости в магистрали и газ частично растворяется (в количестве, соответствующем равновесному при данномдавлении жидкости) . При истечении из: -0сопла Форсунки давление газа в пузырьках практически мгновенно срабатывается до давления окружающей среды(давления в факеле воздушного потока) и пузырьки резко расширяются 45(взрываются). Растворенный в жидкости газ начинаефг дессорбироваться(давление падает и равновесие смещается в сторону десорбции) и жидкостькак бы вскипает. Весь этот комплекс 50явлений приводит к эффективному дроблению вытекающей из сопла форсункижидкости,Из экспериментов известно, что степень диспергации жидкости и сам режим работы такого типа Форсунок определяется местом ввода сжатого возду- ха в поток распыпяемой жидкости,496Опытным путем установлено, что наилучшие результаты получаются при подаче воздуха в водяной поток (фиг.2)через отверстия 15, выполненные вканалах 12 на расстоянии 0,25-0,50винтового шага со стороны входа водяного потока, Влияет на качество распыла и скорость струи сжатого воздуха, вводимой в водяной поток. Онадолжна быть минимальной по отношениюк скорости потока воды в каналах завихрителя, Для этого в осевой канал 16 завихрителя 12 установленпневмодроссель. Как показали испытания, при выполнении перечисленных условий мелкокапельное распыление сосреднемассовым медианным диаметромкапель 100-130 мкм можно получить приподаче в форсунку воды и воздуха вобъемном соотношении 1:4, УстановкаФорсунок по двум окружностям, смещенным одна относительно другой в направлении подачи и под углом к оси обечайки, при которой угол наклона фор".сунок заднего фронта .превышает уголнаклона Форсунок переднего фронта,исключает изменение дисперсного соста"ва. капель, позволяет наиболее равномерно распределять диспергируемую жидкость в потоке холодного воздуха,создаваемого вентилятором, улучшаеттепломассообмен между частицами жидкости и холодным воздухомКроме того, форсунки установленные под такими углами, не имеют прямого контакта с высокоскоростным потоком холодного воздуха., надежно работают безперемерзания даже при очень низкихтемпературах окружающего воздуха (до-30 С),Изобретение позволяет в два разаснизить энергозатраты на производство 1 м искусственного снега и на30,21 увеличить коэффициент безотказности работы установки, т,е. повысить надежность ее работы.Формула изобретения1. Установка для получения искусственного снега, содержащая цилиндрический кожух, смесительную камеру из эластичного гидрофобного материала, распылительное устройство с Форсунками, средства для подвода воды и воздуха, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения надежности работы, она снабжена коническим1317249 насадком, размещенным между кожухоми смесительной камерой, распылительное устройство содержит цилиндрическую обечайку, а средства для подводаводы и воздуха выполнены в виде 5кольцевых коллекторов и размещенывнутри обечайки, при этом форсункиустановлены по двум окружностям,смещенным одна относительно другойв направлении подачи и под углом 10к оси обечайки, причем угол наклонафорсунок заднего фронта превышает уголнаклона форсунок переднего фронта . 82, Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что форсунки выполнены центробежными и снабжены пневмодросселями, при этом завихритель форсунки представляет собой вин. товой канал прямоугольного сечения с радиальными сквозными отверстиями, расположенными со стороны подвода воды на расстоянии, равном 0,25 - 0,50 шага винтового канала., а пневмодроссель установлен в осевом канале форсунки.1317249 Составитель А,ГорбачевТехред Л,олийнык Редактор 1(.Болощу ректор.С,Черн Заказ 2408/34В 1.1 ИИПИ Г дписное по дел11303 сква,Проектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ира арс бре 47 э венн ений Жкомитета СССРоткрытий аушская наб д. 4
СмотретьЗаявка
3780475, 15.08.1984
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РЕДКИХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
ПЕТРЕНКО НИКОЛАЙ РАДИОНОВИЧ, ЛИСИЧКО ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: F25C 3/04
Метки: искусственного, снега
Опубликовано: 15.06.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-1317249-ustanovka-dlya-polucheniya-iskusstvennogo-snega.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Установка для получения искусственного снега</a>
Предыдущий патент: Устройство для концентрирования жидких продуктов
Следующий патент: Установка для охлаждения молока
Случайный патент: Сырьевая смесь для изготовления легкого заполнителя