Снеготаялка Советский патент 1982 года по МПК E01H5/10 

Изобретение относится к устройствам для зимнего содержания городских улиц и дорог, аэродромов и промышленных объектов, а более конкретно к устройствшл для таяния снега.

Известна снеготаялка, содержащая KeiMepy таяния 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.

Данная снеготаялка характеризуется низкой эффективностью рабочего процесса вследствие значительной энергоемкости перевода снега из жидкого в твердое состояние.

Наиболее близкой.к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является снеготаялка, содержащая размещенные на раме снеготаятельную ванну с загрузочным бункером, закрепленный в ванне ультразвуковой излучатель, а также смонтированные на ванне устройство для слива воды и грязеотстойник Г2.

Под действием ультразвуковых колебаний в воде со снегом создается ультразвуковая кавитация, при

которой происходит разрыв непосредственно пограничного слоя снегтеплоноситель, благодаря чему осуществляется быстрая передача энергии от теплоносителя к снегу.

Эффективность воздействия ультразвукового излучателя зависит от площади его активной поверхности. Активной поверхностью излучателя

10 является его торец. Развитие площади торца для увеличения активной поверхности излучателя нецелесообразно, так как при этом увеличивается лобовое сопротивление движению сне15га в камере таяния.

Для создания кавитационной облает по всему сеченшэ Кс1меры таяния необходимо устанавливать несколько ультразвуковых излучателей, зоны деЛ

20 ствия которых перекрываются. Однако при этом значительно уменьшается полезный объем камеры и увеличивается удельный расход энергии. Кроме того, размещение пакетов излучателей

25 с обмотками .возбуждения внутри камеры таяния затрудняет их принудительное охлаждение, обслуживание и снижает надежност.ь работы устройства, так как имеет место контакт

30 обмотки излучателей с загрязнениями.

поступающими в камеру вместе со снегом.

Цель изобретения - повышение производительности путем интенсификации процесса таяния снега.

Указанная цель достигается тем, что снеготаялка снабжена струнами, закрепленными между излучателем и стенками ванны.

Струны размещены радиально относительно -ультразвукового излучателя.

Кроме того, струны прикреплены к излучателю в точках формирования волн излучения, а ванна выполнена диаметром, равнь - длине нечетного количества полуволн излучения.

На фиг. 1 схематично показана снеготаялка, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез Л-А на фиг. 1.

Снеготаялка включает раму 1, снеготаятельную ванну 2, загрузочный бункер 3. Вдоль продольной оси ванны смонтирован ультразвуковой магнитострикционный излучатель j состоящий из пакета 4 с обмоткой 5 возбуждения Корпус б излучателя соединен с ванной 2 при помощи трубопровода 7. На магнитострикционном пакете 4 излучателя жестко закреплен волновод 8, к которому одним концом прикреплены радиальные струны 9. Другим концом радиальные струны 9 соединены со стеками ванны 2 при помощи натяжных устройств 10. Концы радиальных струн 9 пропущены через герметизирующие уплотнения 11. В верхней части ванна 2 снабжена устройстве 12 для ели ва воды, а в. нижней - грязеотстойником 13, На трубопроводе 7 смонтирован дополнительный фильтр 14. Струны 9 прикреплены к волноводу 8 излучателя в пучностях волны излучения распространягацейся вдоль волновода (фиг, 1). Ванна 2 выполнена с поперечным диаметром D (фиг. 1), равным длине нечетного количества полуволн излучения. Внутри волновода 9 образован осевой канал 15 со сквозными радиальными отверстиями.

Снеготаялка работает следугадим образом.

При подаче переменного электрического тока на обмотку 5 возбуждения магнитострикционного излучателя возникает переменное магнитное поле, под действием которого упругие деформации пакета 4 вызывают механические колебания ультразвуковой частоты, распространяемые в виде волны сжатия в волноводе 8. Снег загружается в снеготаялку сверху через загрузочный бункер 3. В струнах 9,

гзакрепленных одним концом на стержне-волноводе в пучностях волны излучения, создаются колебания в виде стоячих волн. Настройка струн 9 на резонансный режим работы осуществляется подбором требуемого усилия

натяжения струн с помощью натяжного устройства 10.

КПД современных излучателей составляет в среднем 50%, поэтому в процессе работы обязательно требуется их охлаждение. Водой заполняется корпус б, гидравлически связанный с ванной 2 патрубком 7 и осевь. каналом 15. Система охлаждения работает по безнасосной схеме: вода непрерывно циркулирует по вертикали в снеготаялке при работе излучателя в ванне 2 сверху вниз под действием тепловой ковекции и в осевом канале 15 под действием кавитационных сил. Вода отбирает тепло у пакета 4, охлаждая его, и горячая поступает в ванну и отдает тепло снегу, подаваемому в нее через загрузочный бункер 3, способствуя таянию снега. Охлажденная вода из ванны 2 поступает в корпус б излучателя. Ультразвуковые колебания волновода 8 и струн9 вызывают кавитацию водаа во всем объеме ванны, которая обеспечивает разрыв пограничного слоя снег-теплоноситель ликвидируя тем самым основное термосопротивление между снегом и теплоносителем. В результате .происходит быстрая передача тепловой энергии от теплоносителя к снегу, вызывая его 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 объему снеготаятельной ванны без увеличения лобового сопротивления движению снега, более рациональное использование полезного объема ванны, т.е. существенно повышается эффективность процесса таяния снега (производительность) и уменьшается металлоемкость конструкции. Соотношение поперечного диаметра ванны и длины нечетного количества полуволн излучения обеспечивает работу струн в резонансном режима с максимальным количеством пучностей колебаний, а крепление струн к излучателю в пучностях волны излучения - максимальную амплитуду их колебаний, это также способствует повышению эффективности процесса таяния снега.

Формула изобретения

1. Снеготаялка, содержащая размещенные на раме снеготаятельную ванну с загрузочным бункером, закрепленный в ванне ультразвуковой излучатель, а также смонтированные на ванне устройство для слива воды и грязеотстойник, отличающаяся тем, что, с повышения производитель