Устройство для очистки стенок транспортных средств от примерзшего сыпучего материала Советский патент 1993 года по МПК B65G69/20 B65G67/24 

Изобретение относится к устройствам для очистки транспортных средств от прилипшего и примерзшего к стенкам сыпучего материала.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на очистку, стенок и массы устройства.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - структурная схема управления очистным устройством при его работе в автоматическом режиме.

Устройство содержит газогенератор 1 разогретого ионизированного газа, например, продуктов сгорания жидкого топлива в присутствии окислителя. Газогенератор 1 выполняет также функции генератора теплового, акустического и электромагнитного полей с широким неупорядоченным спектром частот колебаний, комбинированное

сопло 2 Лаваля, состоящее из сужающейся и расширяющейся частей, для получения сверхзвуковой скорости движения частиц разогретого газа, канал 3 круглоцилиндри- ческого сечения, управляемый клапан 4 периодического действия, служащий для преобразования непрерывного истечения струи газа в пульсирующее, выполненный с возможностью изменения частоты периодического действия (закрытия-открытия). Устройство снабжено электрическим колебательным контуром, предназначенным для усиления выделенной резонансной частоты колебаний электромагнитного поля, порождаемого колебаниями системы зарядов (ионов) газовой струи. Колебательный контур содержит катушку 5 индуктивности, регулируемый конденсатор 6, источник 7 электрической энергии. Конец канала 3

со

О

д

ю о

Ч)

снабжен насадкой, выполненной в виде диффузора с расширяющейся частью для повышения давления газовой струи на очищаемую стенку, а катушка 5 индуктивности, охватывающая насадку извне, имеет конусообразную форму. Насадка с катушкой соединены с цилиндрической частью канала при помощи резьбового соединения 8.

Для работы в режиме звтрматического управления устройство снабжено датчиком 9 перемещений участка стенки 10 между ребрами 11 жесткости транспортного средства, регулятором 12 подачи топлива и окислителя в камеру сгорания газогенератора 1, блок 13 управления связанный с регулятором .12, клапаном 4 периодического дейст- в.ия, датчиком 9 и электрическим колебательным контуром.

Устройство может работать с ручным управлением ив автоматическом режиме.

При ручном управлении устройство работает следующим образом.

В газогенераторе 1 вследствие сжигания жидкого топлйв а в присутствии газооб- :разного окислителя формируется струя разогретого ионизированного газа, крт.о- рый истекает через комбинированное сопло 2 Лаваля, состоящее из суживающейся и расширяющейся частей. Высокотемпературный газ является источником теплового, акустического и электромагнитного полей, Тепловое поле получается непосредственно от сжигания топлива, акустическое поле связано с шумовым эффектом сгорания топлива, электромагнитное - является следствием колебаний присутствующих в газе заряженных частиц - ионов. При этом возникает широкий спектр неупорядоченных колебаний, частоты и фазы которых распределены случайным образом. При таком воздействии на очищаемую стенку, имеющую дискретный набор собственных частей колебаний, эффект получается незначительный. Другое дело, если в широком спектре частот газовой струи выделить частоту, близкую к одной из собственных частот колебаний очищаемой стенки. В таком случае тот же или более значительный эффект можно получить небольшим расходом топлива и малой массой устройства. Его можно выполнить в ручном исполнении в виде небольшой газовой форсунки периодического действия. .

Выделение частоты; колебаний газовой струи осуществляют путем плавного изменения частоты срабатывания (открытия-закрытия) клапана периодического действия, установленного на выходе из газогенератора. О поступлении резонанса судят по увеличению амплитуды колебаний очищаемой

стенки. Амплитуду колебаний газовой струи усиливают путем ручного включения электрического колебательного контура с плавного изменения его частоты посредством

изменения емкости конденсатора 6 как это делается в радиоприемнике при настройке его на необходимую волну. Электрический колебательный контур увеличивает амплитуду колебаний газовой струи посредством

колебаний магнитного поля катушки 5, которое воздействует на заряжённые частицы газа.- ионы. Таким образом резонансное периодическое давление газа на очищаемую стенку усиливается еще больше, увели5 чивая амплитуду ее собственных колебаний. После окончания очистки устройство выключается вручную путем прекращения подачи топлива и окислителя в камеру сгорания газогенератора 1.

0 В.автоматическом режиме устройство работает следующим образом.

Настройку колебаний газовой струи в резонанс с собственными колебаниями стенки 10 между ребрами жесткости 11 осу5 ществляют посредством блока 13 управления, который связан с датчиком 9 перемещений стенки 10. Резонансную (рабочую) частоту колебаний газовой струи определяют по сигналу датчика 9 о

0 максимальной амплитуде колебаний стенки, поскольку на резонансной собственной частоте стенка лучше всего откликается на вынужденное внешнее воздействие со стороны пульсирующей газовой струи.

5 На фиг.2 изображена структурная схема управления очистным устройством.

Спектр частот собственных колебаний стенки 10 воспринимается датчиком 9 перемещений и подается на вход анализатора 14

0 спектра частот, который находится в блоке 13 управления. Спектр частот построен на двойных Т-образных фильтрах. Выходное напряжение анализатора спектра 14 подается на экстремальный регулятор 15, .кото- 5 рый с помощью двигателей 16 и 17 подбирает такой Т-образный фильтр анализатора спектра, при котором выходное напряжение последнего будет максимальным. С помощью потенциометрическ.их преобра0 зователей 18 и 19 блока 20 суммирования на выходе последнего получают электрический сигнал. Далее этот сигнал сравнивается в блоке 21 с сигналом, пропорциональным резонансной частоте, полученной на выходе

5 блока 22. Сигнал, пропорциональный рассогласованию, поступает на вход экстре-, мального регулятора 29, который при помощи регулятора 12 подачи топлива окислителя и регулятора 25 работы клапана 4 периодического действия подбирает такое

соотношение, что не уходит от резонансной частоты. Для этого входы регуляторов 1.2 и 25 соединены через блоки 26 и 27 граничных значений с выходами экстремального регулятора 29,предназначенного подбирать оп- тимальные частоту подачи топлива с окислителем в камеру сгорания и частоту срабатывания клапана периодического действия. Регулятором 23 согласовываются частота колебаний электрического колебательного контура с частотой срабатывания клапана периодического действия, регулятором 24 согласовывают частоту срабатывания клапана с собственной частотой колебаний очищаемой стенки.

Пылеобразование непрерывного потока газа в пульсирующий на частоте, близкой к частоте собственных колебаний очищаемой стенки, усиление этой частоты при помощи электрического колебательного контура позволяет значительно уменьшить расход топлива и этим самым снизить энергозатраты на очистку стенок и уменьшить массу устройства, которое может быть выполнено в ручном исполнении.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Устройство для очи.сткй стенок транспортных средств от примерзшего сыпучего материала, содержащее газогенератор, соединенный с трубой, на конце которой прикреплена насадка с расширяющейся частью для направления рабочей среды на стенку, о тли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергоемкости, оно снабжено расположенным в трубе управляемым клапаном периодического действия для настройки частоты его срабатывания в резонанс с частотой колебаний стенки.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- ся тем, что, с целью усиления частоты колебаний, оно снабжено установленным на на- садке электрическим колебательным контуром для настройки его частоты в резонанс с частотой колебаний рабочей среды.

Фиг,.

26

Использование: при выгрузке смерзшихся грузов из вагонов. Сущность изобретения: устройство содержит газогенератор разогретого ионизированного газа, представляющий собой камеру сгорания жидкого топлива в присутствии газообразного окислителя, выполняющего также функции 2 генератора теплового, акустического и электромагнитного полей. Тепловое поле получают как результат сжигания: топлива, акустическое поле связано с шумовым эффектом сгорания топлива, а электромагнитное поле порождается колебаниями присутствующим в разогретом газе заряженных частиц - ионов, Для упорядочения и усиления полей устройство снабжено соплом Лаваля, посредством которого струю газа переводят на сверхзвуковой режим истечения, управляемым клапаном и периоди- ческого действия, выполненным с возможностью регулирования частоты открытия - закрытия, для настройки пульсаций газовой струи в резонанс с одной из собственных частот колебаний стенки транспортной емкости и. датчиком перемещений стенки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ел с