Устройство для борьбы со снежноледяными образованиями Советский патент 1988 года по МПК E01H5/12 

00

со со

Од

Изобретение ciTiuicnTcn к машинам для зимнего с.одержлния автодорог- и я.чродромов.

Целью изобретения является повыше- ние эффективности путем од,ионремен- ного скалыппиия льда и -ультразвуковой очистки поверхности дорожного нокры- Фия. .

На фиг. 1 схематично показано уст- ройство, вид сбоку; на фиг. 2 - излучатель колебаний, разрез; на фиг. 3- эпюра распределения амплитуды продольных колебаний вдоль криволинейной оси излучателя; на фиг. 4 - то же, для поперечных колебаний. : Устройство для борьбы со ошжно- Ледяными образованиями смонтировано на базовой машине 1 и содержит бункер ;накопитель 2, вакуумный насос 3, гене ;ратор 4 электрических сиг}1алов, свя- ;занный электрическими цепями с магни- тострикционным преобразователем 5 ультразвуковой частоты, к которому прикреплен излучатель 6. Излучатель выполнен криволинейным с передней кромкой в форме зуба. Передняя кромка расположена в точке пересечения нижней плоской поверхности 7 излучателя 6, обращенной к дорожному покрытрпо 8, и касательной Na к криволинейной оси N0 излучателя 6 с пучностью про- д ольных колебаний в точке N. Угол с между- нижней, плоскостью 7 излучателя 6 и касательной Na определяется выра.жением

- о1 (-2 a rcsin to i

где о( - угол между касательной Na к продольной оси и нижней плос кой поверхностью 7 излучателя 6;

Ljj- коэффициент преломления направления излучения на границе лед - дорожное покрытие; .- коэффициент преломления на, правления излучения на грани-це -излучатель - лед. Излучатель 6 имеет криволинейный

вакуумный канал 9. Всасьпзающее отверстие 10 вакуумного канала 9 обращено вниз и расположено в точке пересечения нижней поверхности излучателя 6 с.перпендикуляром РР к криволинейной оси излучателя N0. Перпендикуляр РТ восстановлен в пучност и Р поперечных колебаний на криволинейной оси N0 из.пучлтоля 6. Вакуумиьп кянал

г

ю 15- -20 25 зо. с

40

5055

9 cocvuiHt H с бункером-накопителем 2 и влкуумн,1м насосом- 3 посредством трубоггроводов 1 1 . Устройство закреплено на раме 12 базовой машины 1 при помощи гидроцилиндров 13 и 14, которые предназначены- для перевода устройства в рабочее и транспортное положение, а также для обеспечения параллельности нижней пл оской поверхности 7 излучателя 6 с поверхностью дорожного покрытия 8, на котором находится массив льда 15.

Устройство работает следующим об-;- разом.

Гидроцилиндрами 13 и 14 устройство переводится в рабочее положение. Излучатель 6 своей передней кромкой внедряется в массив льда 15. От генератора 4 электрические имцульсы ультразвуковой частоты подаются на магни- тострикционный преобразователь 5 и преобразуются в упругие ультразвуковые колебания, которые распространяются вдоль криволинейной оси N0 излучателя 6 в виде двух типов волн: продольных и поперечных. У продольных волн амплитуда смещения совпадает с направлением движения волны, а у поперечных амплитуда смещения перпендикулярна этому направлению движе- ния, Разные волны-имеют и различную скорость, поэтому максимумы амплитуды смещения (пучности), расположенные на криволинейной оси N0, также не совпадают. Оптимальным режимом из- л-учения является резонансный режим работы излучателя, когда вдоль оси излучателя 6 укладывается четное количество полуволн колебаний. В этом случае в излучателе 6 укладьгеается - четное количество полуволн колебаний, а в излучателе 6 возбуждается стоячая волна, и максимальное смещение продольных колебаний приходится на точку совмещения нижней плоской.поверхности 7 и передней кромки N излучателя 6 с криволинейной осью. При соприкосновении передней кромки N со льдом в массив льда 15 излучаются только продольные волны. Максимум амплитуды колебаний поперечных волн приходится на точку Р, которая является пучностью. Поскольку смещения перпендику- -лярны направлению движения волны, то максимальная амплитуда .поперечных волн совмещается со всасывающим отверстием 10 вакуумного канала 9.

31 /и

Излучлсьп.ю полны разрушают лед, и излучатель 6 опускается споей нижие noBepxHocTfjK) 7 на дорожное покр.1тие. Базовая машина 1 движется поступ.-зтспь ,но, и излучаемые передней кромкой N волны при переходе из излучателя 6 в массив льда 15 преломляются и падают на поверхность покрытия 8, где трансформируются в поверхностные волны. В свою очередь, поверхностные волны движутся вдоль границы раздела льда - покрытие, не проникая вглубь указанных материалов. Энергия поверхностных волн расходуется на разрушение кристаллических связей льда. Одновременно нагревается поверхность покрытия за счет аналогичного поглощения энергии волн. В результате ослабляется адгезионная связь льда с материалом дорожного покрытия. При продвижении базовой машины 1 происходит скалывание кусков льда, отделившихся от покрытия за счет поглощения энергии поверхностных волн. Скалыва- телем является сам излучатель 6, выполненный в форме зуба. Частицы льда, не отделившиеся от покрытия в неровностях, разрушаютсяпод нижней плоской поверхностью излучателя 6 за счет энергии поперечных колебаний и отсасываются посредством вакуумного насоса 3. Продукты разрушения по вакуумному каналу 9 и трубопроводу 11 пода ются в бункер-накопитель 2.

Формула изобретения

Устройство для борьбы со снежно- ледяными образованиями, содержащее размещенный на раме базовой машины излучатель колебаний с передней кром/

А

,

Klin и нплпеп плоской поверхностью, nMSMoiiiiii пакуумш ш канал с oбpaщeнны f виня всасывающим отверстием, сообщен- HMii с вакуумным насосом, о т л и 5

ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

повышения э4х})ективности путем одновременного скалывания льда и ультра- звуковой очистки поверхности дорожного покрытия, вакуумньш канал и излучатель колебаний выполнены криволинейными, -при этом передняя кромка излучателя размещена в точке пересечения криволинейной .оси излучателя,

касательной к этой оси, расположенной под углом к нижней плоской поверхности излучателя, с точкой пучности про- колебаний излучателя, а всасывающее отверстие вакуумного канала

расположено в точке пересечения перпендикуляра к криволинейной оси излучателя, восстановленного в точке пучности поперечных колебаний излучателя, с нижней плоской поверхностью,

при этом угол между касательной к криволинейной продольной оси излуча- теля и его нижней плоской поверхностью в точке пересечения передней кромки излучателя с пучностью продольных колебаний определяется выражением

(| - arcsin ,

где - угол между касательной к криволинейной оси излучателя и его нижней плоской поверхностью; коэ(})фнциент преломления направления излучения на границе лед - дорожное покрытие; Г - коэ()фициент преломления направления излучения на 1 ранице излучатель - лед.

Фиг.1

Фи9.3

Изобретение относится к машинам для зимнего содержания автодорог и аэродромов. Целью изобретения является повышение эффективности путем одновременного скалывания льда и ультразвуковой очистки поверхности дорожного покрытия. Устройство для борьбы со снежно-ледяными образованиями содержит излучатель 6 колебаний и ваку- умньй канал 9, которые ньтолнены . криволинейньп и. Передняя кромка из-, лучателя 6 размещена в точке пересечения криволинейной . пов-ти излучателя 6, касательной к этой оси, расположенной под углом к нижней плоской, поверхности 7 излучателя 6, и пучности продольных колебаний. Всасывающее отверстие 10 вакуумного канала 9 расположено в точке пересечения с нижней плоской поверхностью 7 излучателя 6 перпендикуляра к.его криволинейной оси, восстановленного в точке пучности поперечных колебаний. Ультразвуковые колебания интен сифицируют скапывание льда передней кромкой излучателя 6. Поперечные волны излучения разрушают остающийся лед под нижней поверхностью 7 излучателя 6. Продукты разрушения.отсасьгеаются по вакуумному каналу 9. 4 ил. W