Способ образования искусственного покрытия и варианты устройства для его осуществления

Способ образования искусственного покрытия и варианты устройства для его осуществления

Реферат

 

Группа изобретений относится к области спорта, в частности, к средствам, обеспечивающим скольжение на трамплинах и лыжных трассах с одновременным улучшением эстетических характеристик, в том числе за счет их разноцветного оформления путем искусственного воспроизведения внешних характеристик природных образований. В способе образования искусственного покрытия на поверхность наносят вещество, улучшающее ее характеристики, причем в качестве вещества используют водовоздушную пену кратностью 5 - 70 единиц, а исходный пенообразующий раствор содержит 1-5 мас.% поверхностно-активного вещества и воду - остальное до 100 мас.%. Устройство для осуществления способа, содержащее последовательно связанные между собой источник сжатого воздуха, эжектор и смесительную камеру, дополнительно содержит рассчитанную на избыточное давление емкость для упомянутого выше исходного пенообразующего раствора с сифоном и установленным на выходе из емкости распределителем, соединенным воздушным каналом через обратный клапан с редуктором, связанным воздушным каналом через кран с источником сжатого воздуха, при этом распределитель выполнен в виде двухпозиционного крана, посредством которого при первой позиции крана газовоздушными каналами сифон соединен с редуктором, полость емкости - с окружающей средой, при второй позиции сифон емкости соединен с эжектором жидкостным каналом, а редуктор газовоздушным каналом с полостью емкости, в верхней части которой установлен отражатель пены и газовоздушного потока, поступающего в емкость. Смесительная камера выполнена в виде эластичного цилиндрического рукава при соотношении длины рукава к его внутреннему диаметру в пределах 1:1000 - 1:5000. Другое устройство, содержащее последовательно связанные между собой источник сжатого воздуха, эжектор и смесительную камеру, дополнительно оснащено рассчитанной на избыточное давление емкостью для упомянутого выше исходного пенообразующего раствора с барботером, соединенным газовоздушным каналом через вентиль с источником сжатого воздуха, и установленной на выходе из емкости трубкой с обратным клапаном, соединенной с эжектором, оснащенным эластичным рукавом с брандспойтом, при этом смесительная камера совмещена с полостью емкости. Устройство согласно еще одному варианту выполнения, содержащее последовательно связанные между собой источник сжатого воздуха, эжектор и смесительную камеру, дополнительно содержит две герметичные рассчитанные на избыточное давление емкости для вышеупомянутого исходного пенообразующего раствора. Одна емкость выполнена с сифоном и установленным на выходе из емкости распределителем, соединенным газовоздушным каналом через обратный клапан с редуктором, связанным с газовоздушным каналом через кран с источником сжатого воздуха, при этом распределитель выполнен в виде двухпозиционного крана, посредством которого при первой позиции крана газовоздушными каналами сифон соединен с редуктором, а полость емкости - с окружающей средой. При второй позиции сифон емкости соединен с эжектором жидкостным каналом, а редуктор газовоздушным каналом - с полостью емкости, в верхней части которой установлен отражатель пены и газовоздушного потока, поступающего в эту емкость, другая емкость оснащена барботером, соединенным газовоздушным каналом через вентиль с редуктором, и трубкой с обратным клапаном, установленной на выходе из второй емкости и соединенной с эжектором. Смесительная камера выполнена в виде эластичного цилиндрического рукава при соотношении длины рукава к его внутреннему диаметру 1:1000 - 1:5000. Реализация группы изобретений обеспечивает повышение эффективности скольжения, снижение энергозатрат, улучшение экологии среды, всепогодность использования покрытия за счет механизации нанесения покрытия на поверхность. 4 с. и 9 з.п. ф-лы, 4 табл., 19 ил.

Заявляемое изобретение относится к области спорта, в частности, к средствам, обеспечивающим скольжения на трамплинах и лыжных трассах с одновременным улучшением эстетических характеристик за счет их разноцветного оформления путем искусственного воспроизведения внешних оптических характеристик природных образований, например, снега, грунта, растительности и т.д.

Известно покрытие для горнолыжных трасс и способ изготовления искусственной лыжни из него [1]. Покрытие для горнолыжных трасс представляет собой упругое пластмассовое основание, выполненное в виде соединенных между собой посредством пружинных элементов гофрированных листов, гофры которых расположены в поперечном направлении относительно продольной оси. Способ изготовления искусственной лыжни из покрытия состоит в том, что для сооружения трассы на грунт укладывают пластмассовые основания специального профиля внахлест и закрепляют на склоне трассы при помощи цилиндрических пружинных анкерных винтов, причем головки винтов располагаются во впадинах листа.

Недостатками такого покрытия и способа являются дороговизна, дефицитность материала и необходимость применения специального оборудования для изготовления пластмассовых оснований; пластмассовые основания легко повреждаются при нагрузке, что вызывает их частую смену, а увеличение жесткости гофрированных листов снижает эффективность в пользовании и увеличивает истираемость (повреждения) лыж. Способ и устройство могут быть использованы только на горных склонах.

Известен способ изготовления искусственной лыжни, состоящий в том, что для сооружения лыжни на грунт укладывают слой опилок с верхним слоем из древесной стружки, в котором формуют лыжню и поливают ее в отдельных участках мочевино-формальдегидной смолой. Для повышения срока службы лыжни ее края покрывают защитной лентой, а затем для улучшения поверхности скольжения на лыжню наносят смазку, например солярное масло, и покрывают ее слоем гранулированного полиэтилена низкого давления [2].

Недостатком способа, выбранного в качестве прототипа заявляемого способа, является то, что на поверхность скольжения наносят смазку, в частности солярное масло или дизельное топливо (солярку), к которому добавляют 10... 20% масла, например, автола; нанесение смазки осуществляют лейкой; дизельное масло растворяет лыжную смолу и лыжи необходимо пропитывать им ежедневно; лыжи выдерживают тренировки в контакте с солярным маслом в течение 1 месяца; применение солярного масла или дизельного топлива в качестве вещества, обеспечивающего смазку, экологически вредно; испарения от подобной смазки вряд ли отвечают даже самым низким эстетическим нормам; такая смазка загрязняет одежду спортсменов даже без их падения на лыжную трассу, что совершенно не исключено; использование такой трассы физкультурниками-любителями по показателям экологии, эстетики и загрязнения одежды исключено; применение лейки для нанесения, обеспечивающего скольжение, влечет за собой высокие трудозатраты и затраты времени.

Известно устройство для заправки трамплинов и образования спортивных трасс, содержащее установленные на передвижной платформе корпус со шнеком для забора снега и средство для разбрасывания снега по трассе [3]. Причем средство для разбрасывания снега по трассе содержит связанные между собой компрессор, эжектор и смесительную камеру для образования снеговоздушной смеси. При этом корпус связан со смесительной камерой для всасывания снега.

Недостатком устройства, выбранного в качестве прототипа заявляемого устройства, является то, что оно может быть использовано только при наличии сыпучего ("сухого") снега.

Задача изобретения заключается в повышении эффективности скольжения, в снижении трудозатрат и времени выполнения работ, в обеспечении высоких эстетических и экономических показателей, в улучшении экологии среды, в достижении всепогодности использования искусственного покрытия за счет механизации нанесения на поверхность высокоэффективного, недорого, экологически безопасного вещества - низкократной высокодисперсной водовоздушной пены, диспергированной посредством заявляемого устройства из исходного пенообразующего раствора, в частности, содержащего краситель и(или) нерастворимые в воде добавки - эластичный полиэтилен.

Поставленная задача достигается тем, что в способе образования искусственного покрытия, при котором на поверхность наносится вещество, улучшающее ее характеристики, согласно изобретению во-первых, на поверхность наносится водовоздушная пена кратностью от 5 до 70 единиц, причем исходный пенообразующий раствор содержит 1...5 мас.% поверхностно-активного вещества, в частности натриевые и триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₈, и воду - остальное до 100 мас.%; во-вторых, исходный пенообразующий раствор дополнительно содержит синергетические добавки сульфата алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ при следующем соотношении компонентов, мас.%: натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С_10.....С₁₈ - 1. . . 2; сульфат алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀...С₁₆ - 0,1...0,5; вода - остальное до 100 мас.%; в-третьих, исходный пенообразующий раствор дополнительно содержит от 1 до 2 мас.% гидрофильного полимера, в частности оксиэтилцеллюлозу или поливиниловый спирт.

в-четвертых, исходный пенообразующий раствор дополнительно содержит до 2 мас. % сухого порошка предварительно разведенного гидрофильного красителя, в частности, для получения покрытия, окрашенного в объеме пены под песчаный фон, исходный пенообразующий раствор содержит 0,05...0,2 мас.% хризоидина, а под фон живой растительности - смесь, при соотношении сухого порошка, мас.%: хризоидин 0,05...0,6; метиленовый голубой 0,05...0,2; в-пятых, одновременно с водовоздушной пеной на поверхность наносится гидрофобный гранулированный полимер, в частности полиэтилен низкого давления.

Поставленная задача достигается также тем, что устройство для образования искусственного покрытия, содержащее связанные между собой источник сжатого воздуха, эжектор и смесительную камеру, согласно изобретению по первому варианту, во-первых, дополнительно содержит рассчитанную на избыточное давление емкость для исходного пенообразующего раствора с сифоном и установленным на выходе из емкости распределителем, соединенным воздушным каналом через обратный клапан с редуктором, связанным воздушным каналом через кран с источником сжатого воздуха, при этом распределитель выполнен в виде двухпозиционного крана, посредством которого при первой позиции крана газовоздушными каналами сифон соединен с редуктором, а полость емкости - с окружающей средой, при второй позиции сифон емкости соединен с эжектором жидкостным каналом, а редуктор газовоздушным каналом с полостью емкости, в верхней части которой установлен отражатель пены и газовоздушного потока, поступающего в емкость, кроме того, смесительная камера выполнена в виде эластичного цилиндрического рукава при соотношении длины рукава к его внутреннему диаметру от 1:1000 до 1:5000; во-вторых, оно дополнительно оснащено бункером, сопряженным с эжектором горловиной для подачи гранул гидрофобного полимера, в частности на горловине выполнен дозатор; по второму варианту оно дополнительно оснащено рассчитанной на избыточное давление емкостью для исходного пенообразующего раствора с барботером, соединенным газовоздушным каналом через вентиль с источником сжатого воздуха, и установленной на выходе из емкости трубкой с обратным клапаном, соединенной с эжектором, оснащенным эластичным рукавом с брандспойтом, при этом смесительная камера совмещена с полостью емкости; по третьему варианту оно дополнительно содержит две герметичные рассчитанные на избыточное давление емкости для исходного пенообразующего раствора, одна емкость выполнена с сифоном и установленным на выходе из емкости распределителем, соединенным газовоздушным каналом через обратный клапан с редуктором, связанным с газовоздушным каналом через кран с источником сжатого воздуха, при этом распределитель выполнен в виде двухпозиционного крана, посредством которого при первой позиции крана газовоздушными каналами сифон соединен с редуктором, а полость емкости - с окружающей средой, при второй позиции сифон емкости соединен с эжектором жидкостным каналом, а редуктор газовоздушным каналом - с полостью емкости, в верхней части которой установлен отражатель пены и газовоздушного потока, поступающего в эту емкость, другая емкость оснащена барботером, соединенным газовоздушным каналом через вентиль с редуктором, и трубкой - с обратным каналом, установленной на выходе из второй емкости и соединенной с эжектором, кроме того, смесительная камера выполнена в виде эластичного цилиндрического рукава при соотношении длины рукава к его внутреннему диаметру в пределах 1:1000 - 1: 5000.

Кроме того, по первому и третьему вариантам, во-первых, распределитель выполнен в виде двухпозиционного крана, содержащего корпус с расположенным в нем телом вращения, в котором выполнено три параллельных канала, центральный из которых проходит по оси симметрии, ортогональной оси вращения, а два других выполнены симметрично относительно центрального канала, причем оси этих каналов делят диаметр круга на четыре равные части, при этом в корпусе выполнено шесть ответных каналов, принадлежащих одной плоскости сечения, оси двух из которых, при втором положении крана, соединенные с редуктором и полостью емкости, совпадают с осью одного из боковых каналов тела вращения, оси двух других каналов, соединенных с сифоном и эжектором, совпадают с осью другого бокового канала тела вращения, а ось центрального канала тела вращения совпадает с осью пятого канала, соединенного с полостью емкости, шестой канал удален от пятого на расстояние, равное длине бокового канала тела вращения, и соединен с окружающей средой, кроме того, расстояние между выполненными на поверхности вращения парами срезов, изготовленных в корпусе каналов, соединенных с сифоном и редуктором, равно длине центрального канала тела вращения, и канал в корпусе, совпадающий с осью центрального канала, расположен на удалении от шестого канала, соединенного с окружающей средой, равном длине бокового канала тела вращения; во-вторых, два ответных канала, соединенных с полостью емкости, в корпусе двухпозиционного крана распределителя объединены в единый канал (отверстие).

Кроме того, по первому, второму и третьему вариантам, емкость представляет собой герметически закрытый сосуд, содержащий корпус и крышку с узлами их жесткого герметичного разъемного сопряжения, при этом корпус изготовлен в виде сварного цилиндра со сферическим дном и уплотнителем, выполненным на срезе цилиндра в поверхности опирания крышки, на которой установлена оснастка емкости, в том числе манометр, предохранительный клапан автоматического сброса давления, превышающего рабочее, и загрузочное устройство, имеющее пробку с уплотнителем, установленную на горловине и прижатую к горловине винтом, выполненным в виде винтовой пары на колпаке, который сопряжен с горловиной замком, в частности, введенными в сопряжение фигурными фланцами, выполненными на горловине и колпаке, кроме того, узлы жесткого спряжения корпуса и крышки содержат скобы, установленные шарнирно у среза корпуса равномерно по всему его периметру и оснащенные винтовой парой, срез подвижного винта которой опирается в ручеек - гнездо, выполненное на поверхности крышки емкости.

Именно заявляемая кратность пены искусственного покрытия при наличии заявляемого содержания в исходном пенообразующем растворе заявляемого поверхностно-активного вещества, в частности, с учетом одновременного нанесения гидрофобного полимера, обеспечивает согласно способу и соотношению длины рукава смесительной камеры к внутреннему диаметру при условии подачи в эжектор исходного пенообразующего раствора, в частности, с гранулами гидрофобного полимера, согласно устройству выполнение (достижение) задачи (цели) изобретений. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Объединение трех технических решений устройства в одну заявку связано с тем, что три данных устройства для образования искусственного покрытия решают одну и ту же задачу - образование искусственного покрытия из пены с заявляемой крепостью, высоко устойчивой в любых погодных условиях из заявляемого пенообразующего раствора, с учетом одновременного нанесения пены и гранул гидрофобного полимера или пены без него. Это позволяет сделать вывод о том, что эти технические решения равноценны для решения задачи изобретения и не могут быть объединены обобщающим параметром.

Заявляемый способ образования искусственного покрытия отличается от прототипа тем, что во-первых, на поверхность наносится водовоздушная пена кратностью от 5 до 70 единиц, причем исходный пенообразующий раствор содержит 1...5 мас.% поверхностно активного вещества и воду - остальное до 100 мас.%; поверхностно-активное вещество, в частности, содержит натриевые и триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀...С₁₈ и воду -остальное до 100 мас.%; во-вторых, исходный пенообразующий раствор дополнительно содержит синергетические добавки сульфата алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀. . .С₁₆ при следующем соотношении компонентов, мас.%: натриевые или триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀.. .С₁₈ - 1...2; сульфат алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀. ..С₁₆ - 0,1...0,5; вода - остальное до 100 мас.%; в-третьих, исходный пенообразующий раствор дополнительно содержит от 1 до 2 мас.% гидрофильного полимера, в частности оксиэтилцеллюлозу или поливиниловый спирт; в-четвертых, исходный пенообразующий раствор дополнительно содержит до 2 мас. % сухого порошка предварительно разведенного гидрофильного красителя, в частности, для получения покрытия, окрашенного в объеме пены под песчаный фон, исходный пенообразующий раствор содержит 0,05...0,2 мас.% хризоидина, а под фон живой растительности - смесь при соотношении сухого порошка, мас.%: хризоидин 0,05...0,6; метиленовый голубой 0,05...0,2; в-пятых, одновременно с водовоздушной пеной на поверхность наносится гидрофобный гранулированный полимер, в частности полиэтилен низкого давления.

Заявляемое техническое решение устройства для образования искусственного покрытия отличается от прототипа тем, что по первому варианту, во-первых, оно дополнительно содержит герметичную рассчитанную на избыточное давление емкость для исходного пенообразующего раствора с сифоном; емкость оснащена установленным на выходе из нее распределителем; распределитель соединен воздушным каналом через обратный клапан с редуктором; редуктор связан воздушным каналом через кран с источником сжатого воздуха; распределитель выполнен в виде двухпозиционного крана; посредством распределителя: при первой позиции крана газовоздушными каналами сифон соединен с редуктором, а полость емкости - с окружающей средой, при второй сифон емкости соединен с эжектором жидкостным каналом, а редуктор газовоздушным каналом - с полостью емкости; в верхней части емкости установлен отражатель пены и газовоздушного потока, поступающего в емкость; смесительная камера выполнена в виде эластичного цилиндрического рукава при соотношении длины рукава к его внутреннему диаметру в пределах 1:1000 - 1:5000; во-вторых, оно дополнительно оснащено бункером, бункер сопряжен с эжектором горловиной для подачи гранул гидрофобного полимера, в частности, горловина оснащена дозатором; по второму варианту оно дополнительно оснащено рассчитанной на избыточное давление емкостью для исходного пенообразующего раствора с барботером; барботер соединен газовоздушным каналом через вентиль с источником сжатого воздуха; емкость оснащена трубкой, установленной на выходе из нее; трубка оснащена обратным клапаном и соединена с эжектором; эжектор оснащен эластичным рукавом с брандспойтом; смесительная камера совмещена с полостью емкости; по третьему варианту оно дополнительно содержит две герметичные рассчитанные на избыточное давление емкости для исходного пенообразующего раствора; первая емкость выполнена с сифоном и установленным на выходе из емкости распределителем; распределитель соединен газовоздушным каналом через обратный клапан с редуктором, редуктор связан с газовоздушным каналом через кран с источником сжатого воздуха, распределитель выполнен в виде двухпозиционного крана, посредством распределителя, при первой позиции крана, газовоздушными каналами сифон соединен с редуктором, а полость емкости - с окружающей средой, при второй позиции сифон емкости соединен с эжектором жидкостным каналом, а редуктор газовоздушным каналом с полостью емкости; в верхней части емкости установлен отражатель пены и газовоздушного потока, поступающего в первую емкость, другая емкость оснащена барботером, соединенным газовоздушным каналом через вентиль с редуктором, и трубкой с обратным клапаном, установленной на выходе из второй емкости и соединенной с эжектором, кроме того, смесительная камера выполнена в виде эластичного цилиндрического рукава при соотношении длины рукава к его внутреннему диаметру в пределах 1:1000 - 1:5000.

Кроме того, по первому и третьему вариантам, во-первых, распределитель выполнен в виде двухпозиционного крана, содержащего корпус с расположенным в нем телом вращения; в теле вращения выполнено три параллельных канала, центральный из которых проходит по оси симметрии, ортогональной оси вращения, а два других выполнены симметрично относительно центрального канала; причем оси этих каналов делят диаметр круга на четыре равные части; в корпусе выполнено шесть ответных каналов, принадлежащих одной полости сечения; оси двух из шести при втором положении крана, соединенные с редуктором и полостью емкости, совпадают с осью одного из боковых каналов тела вращения; оси двух других каналов, соединенных с сифоном и эжектором, совпадают с осью другого бокового канала тела вращения; ось центрального канала тела вращения совпадает с осью пятого канала, соединенного с полостью емкости, шестой канал удален от пятого на расстояние, равное длине бокового канала тела вращения, и соединен с окружающей средой; расстояние между выполненными на поверхности вращения парами срезов, изготовленных в корпусе каналов, соединенных с сифоном и редуктором, равно длине центрального канала тела вращения; канал в корпусе, совпадающий с осью центрального канала, расположен на удалении от шестого канала, соединенного с окружающей средой, равном длине бокового канала тела вращения; во-вторых, два ответных канала, соединенных с полостью емкости, в корпусе двухпозиционного крана распределителя объединены в единый канал (отверстие).

Кроме того, по первому, второму и третьему вариантам емкость представляет собой герметически закрытый сосуд, содержащий корпус и крышку с узлами из жесткого герметичного разъемного сопряжения; корпус изготовлен в виде сварного цилиндра со сферическим дном и уплотнителем; уплотнитель выполнен на срезе цилиндра в поверхности опирания крышки; на крышке установлена оснастка емкости, в том числе манометр, предохранительный клапан автоматического сброса давления, превышающего рабочее, и загрузочное устройство; загрузочное устройство содержит пробку с уплотнителем, установленную на горловине и прижатую к горловине винтом; винт выполнен в виде винтовой пары на колпаке; колпак сопряжен с горловиной замком, в частности, введенными в сопряжение фигурными фланцами, выполненными на горловине и колпаке; узлы жесткого сопряжения корпуса и крышки содержат скобы, установленные шарнирно у среза корпуса; скобы установлены равномерно по всему его периметру и оснащены винтовой парой; срез подвижного винта винтовой пары опирается в ручеек - гнездо, выполненное на поверхности крышки емкости.

Таким образом, заявляемые способ и варианты устройства для его осуществления соответствуют критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемых технических решений не только с прототипами, но и другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемые решения от прототипов, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Примеры осуществления способа.

Для получения устойчивой пены, окрашенной под цвет растительного фона, в качестве красителя пенообразующий раствор содержит компоненты,мас.%: Хризоидин (по ТУ 36-13-63-64) - 0,05...0,6 Метиленовый голубой (по ТУ МХП 404.3-5.3) - 0,05...0,2 Для получения устойчивой пены, окрашенной под цвет песчаного фона, в качестве красителя пенообразующий раствор содержит 0,05...0,2 мас.% хризоидина (по ТУ 36-13-63-64).

Для получения устойчивой пены, окрашенной под цвет обнаженного черного грунта, в качестве красителя пенообразующий раствор содержит 0,05...0.6 мас. % черного красителя.

Введение в пенообразующий раствор в качестве синергетической добавки алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ при указанных соотношениях в комбинации с поливиниловым спиртом или оксиэтилцеллюлозой позволяет сохранить требуемый цвет пены на протяжении всего периода ее существования на поверхности.

Предложенная смесь сульфатов алкилоламидов кислот со стабилизаторами пены - поливиниловым спиртом или оксиэтилцеллюлозой в указанном соотношении позволяет увеличить устойчивость нанесенной на поверхность пены (искусственного покрытия).

Анализ известных растворов и компонентов, используемых в пожарном деле, деревообрабатывающих и других промышленностях, показал, что по отдельности введенные в заявляемое решение вещества известны. Однако их применение аналогично применяемым известным составам в сочетании с другими компонентами не обеспечивает пенообразующим растворам такие свойства, которые они проявляют в заявляемом решении, а именно получение устойчивой окрашенной под цвет фона местности или не окрашенного искусственного покрытия из пены.

Исключение какого-либо компонента или изменение раствора за указанные пределы приводит к изменению цвета искусственного покрытия из пены и ухудшает ее устойчивость.

Для экспериментальной проверки заявляемого способа были подготовлены шестьдесят смесей (растворов) ингредиентов, тридцать два из которых показал оптимальные результаты.

Образцы пенообразующего раствора готовили смешиванием компонентов при температуре +20^oС при их перемешивании в течение 5 мин.

Раствор представляет собой окрашенную жидкость.

Многократное замораживание и нагревание исходного раствора не приводит к образованию осадка и не ухудшает его гомогенность.

Сущность технического решения с оптимальными различными соотношениями ингредиентов заявляемого в способе пенообразующего раствора поясняется конкретными примерами получаемых растворов, приведенными в табл.1.

Для получения низкократной пены (искусственного покрытия) из перечисленных рецептур использовался макет заявляемых устройств по первому, второму и третьему вариантам. Среднекратные пены получали с помощью сетчатого пеногенератора с размером ячеек металлической сетки 0,20,2 мм. Устойчивость пены оценивалась по времени разрушения 50% получаемого объема пены.

Проверялась возможность удаления окрашенного слоя пены с поверхности в случае необходимости. Установлено, что при положительных температурах окрашенное искусственное покрытие хорошо удаляется с поверхностей смывом водой, стряхиванием с поверхности или путем механического удаления. При отрицательных температурах воздуха замороженное искусственное покрытие хорошо удаляется с поверхностей путем стряхивания или путем сметания слоя пены или потоком сжатого воздуха.

Результаты испытаний заявляемого способа, в частности пенообразующего раствора в сравнении с прототипом, приведены в табл. 2.

Приведенные в таблице данные подтверждаются многочисленными испытаниями заявляемого способа, в частности, пенообразующего раствора, многие из которых не приведены в данной заявке в связи с ограниченностью объемов и отсутствием необходимости в этом.

Анализ результатов устойчивости образцов искусственного покрытия (пены) показал, что полученные на основе применения заявляемого способа и предлагаемого в нем исходного пенообразующего раствора для образования искусственного покрытия более устойчиво в сравнении с пеной, получаемой в пожарном деле, а именно по низкократным пенам в 2...3 раза.

Соответствие цвета образца покрытия (пены) заданному эталону цвета оценивалось по известной методике с использованием для его качественной и количественной оценки трех величин: координат цвета Х, Y, Z; координат цветности Х' и Y' в совокупности с коэффициентом яркости и цветового тона ; колористической или условной частоты цвета в совокупности с коэффициентом яркости r. Применяемые в ходе оценки приборы и методы расчета цвета подробно рассмотрены в широко известной технической литературе.

Оценку спектральных характеристик окрашенного искусственного покрытия (пены), полученного на основе предлагаемых пенообразующих растворов, производили по результатам измерения на спектрофотометре с узкополосными светофильтрами отраженного естественного света.

Установлено, что спектральные характеристики отражения образцов окрашенного покрытия из пены совпадают со спектральными характеристиками отражения аналогичного цвета подстилающего фона.

Устойчивость окраски пены под заданный эталон цвета во времени приведена в табл.3.

Анализ результатов табл.3 показывает, что искусственное покрытие из пены, полученное на основе заявляемого способа предлагаемых в нем пенообразующих растворов, сохраняет окраску под заданный эталон на протяжении всего периода своей жизни. В то же время окрашенные пены, которые получены на основе пенообразующего раствора пожарных пен, изменяют свой цвет (обесцвечиваются) сразу же после попытки их окрашивания.

Сравнение спектральных характеристик растительности, песка, грунтов со спектральными характеристиками отражения образцов окрашенных пен под соответствующий эталон показало, что цвет искусственного покрытия из пены, полученный на основе предложенных в заявляемом способе пенообразующих растворов, соответствует заданным природным эталонам.

Почему лыжня скользит? Этот вопрос был поставлен очень давно. В 1901 году английский физик Рейнольдс выдвинул идею о наличии под лыжами и коньками воды, играющей роль смазки [4]. Действительно, по своему опыту мы знаем, что мокрый лед в несколько раз более скользкий, чем сухой. В 1936 году группа под руководством Баудена и Хьюз (Кембриджский университет) провела всесторонние исследования скольжения лыж и доказала, что теплота трения имеет решающее значение для образования смазки - воды. Бауден и его сотрудники собрали богатый экспериментальный материал о скольжении лыж, натертых воском, и о скольжении при различных температурах. В результате было показано, что главной причиной скольжения лыж и коньков со скоростью 1..20 м/с (3,6...72 км/ч) служит плавление льда под действием теплоты трения. В 1971 году Барнеу, Тейбор и Уокер из того же Кембриджского университета выполнили измерения коэффициента трения льда при малых скоростях до 1 м/с (4). Коэффициент трения в этом случае мал. Согласно Барнеу, Тейбору и Уокеру в области низких скоростей (до 10^-4 м/с) многие материалы крепко сцепляются со льдом, и скольжение идет за счет ползучести (пластической деформации) поверхностного слоя льда (его толщина, по-видимому, равна 0.1 мм). В области чуть более высоких скоростей (от 10^-4 до 1 м/с) сцепление уже не обладает абсолютной прочностью, после небольшого пластического сдвига наступает разрушение поверхности сцепления и в дальнейшем пластическая деформация льда чередуется с его разрушением - жесткое скольжение.

При реальном трении коньков и лыж к рассматриваемому выше "чистому трению" добавляется еще так называемый абразивный эффект, в результате которого на поверхности льда и снега появляются борозды. Заметим, что пластическая деформация снега играет значительную роль в движении лыжника (так называемый "толчковый эффект"), особенно при "коньковом ходе".

С детства мы знаем, что снег представляет собой рыхлую структуру, состоящую из снежинок. Нижний слой более плотный (утрамбованный, спекшийся). верхний - пушистые снежинки. Форма снежинок бывает самой разной: помимо хорошо известных пластинок встречаются иглы, шестигранные призмы, звездочки с шестью широкими лепестками и т.д. Форма снежинок определяется температурой и влажностью (давлением паров воды) в том месте, где они растут. В изначальном состоянии снежинки представляют собой шестиугольные призмы, ограниченные кристаллическими плоскостями двух типов: двумя базисными и шестью призматическими [4].

А теперь рассмотрим кристаллизующиеся пены (искусственное покрытие из пены). "Пленка" оказывается не хрупкой, какой, казалось бы, должна быть тонкая корочка льда, и достаточно пластичной. По толщине поликристаллической пленки располагаются монокристаллы, представляющие собой шестиугольные призмы [5]. В предлагаемых к использованию пенах между соседними зернами находятся тонкие жидкоподобные прослойки, обогащенные молекулами мыла, которые, как известно, понижают температуру кристаллизации воды. Такие прослойки облегчают взаимное скольжение зерен и скольжение лыж.

Исследования показали, что заявляемый способ образования искусственного покрытия из исходного пенообразующего раствора обеспечивает образование покрытия из пены, обладающей достаточно высокой прочностью (устойчивостью) при положительных температурах окружающей среды, а в результате кристаллизации, при отрицательных температурах окружающей среды, образуют покрытие, ничем не отличающееся от снежного покрова (или окрашенного снежного покрова). Закристаллизовавшиеся пены при положительных температурах тают подобно снегу.

В ходе исследований рассмотрены способы и средства получения закристиллизовавшихся пен при положительных температурах окружающей среды. Проведены экспериментальные исследования этого вопроса. Эффект - положительный, но способы его достижения пока не дешевы.

В то же время возникает вопрос "Зачем получать закристаллизовавшуюся пену и тратить на это уйму денег, если скольжение лыж осуществляется за счет трения и образования воды?". Экспериментальные исследования показали, что наличие слоя пены на поверхности искусственного покрытия трамплинов значительно улучшает скольжение лыж. При этом искусственное покрытие из пены, полученное заявляемым способом, обладает устойчивостью на различных поверхностях при положительных температурах окружающей среды в течение времени от нескольких часов до суток.

Сущность заявляемых вариантов устройства для осуществления способа образования искусственного покрытия поясняется чертежами, где показано на фиг.1 - устройство для образования искусственного покрытия по первому варианту; на фиг.2 - сечение тканерезинового рукава; на фиг.3 - емкость для исходного пенообразующего раствора с сифоном; на фиг.4 - загрузочное устройство, расположенное на крышке емкости; на фиг. 5 - крышка емкости для исходного пенообразующего раствора с сифоном (вид А); на фиг.6 - тело вращения крана распределителя; на фиг.7 - то же (сечение В-В); на фиг. 8 - сечение крана распределителя условной плоскостью, которой принадлежит ось вращения (тело вращения повернуто на 90^o относительно фиг. 6); на фиг. 9 -сечение крана распределителя условной плоскостью, перпендикулярной оси вращения, при второй позиции крана; на фиг.10 - то же, но при первой позиции крана; на фиг.11 - то же, но с объединенными каналами (поз.40 и 43) в отверстие 47; на фиг.12 - эжектор с бункером; на фиг.13 - эжектор с бункером, оснащенным шнековым дозатором; на фиг. 14 - устройство для образования искусственного покрытия по второму варианту; на фиг.15 - емк