Способ борьбы со снежно-ледяными образованиями и устройство для его осуществления

Способ борьбы со снежно-ледяными образованиями и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (и901384

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социапистическин

Респубпии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07.05.80 (21) 2921874/29-11 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 30 . 0 l. 82 (51)M. Кл.

Е 01 Н 5/12

3Ъеударстаанньй квинтет г

СССР нв делан нэебретений и открытий (53) УДК 625. 768.. ° 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.Á;Åðìèëîâ и С.П.Тихонов

;, 1

Московский автомобильно-дорожный институт (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ БОРЬБЫ СО СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫМИ

ОБРАЗОВАНИЯМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

И зоб ре т е ни е от носи т с я к с по с оба м и устройствам для зимнего содержания автомобильных дорог и аэродромов и направлено на повышение их эффективности и качества работы.

Известны способ и устройство для очистки дорожных покрытий от уплотненного снега и льда путем механического скалывания снежно"ледяных накатов с последующим удалением снежноледяной массы 51J .

Однако известные способ и устройство для его осуществления не могут обеспечить необходимого качества очистки из-за значительных сил смерзания снежно-ледяной массы с дорожным покрытием и сходных физикомеханических свойств льда и материала дорожного покрытия (асфальтобетона или цементобетона). Вследствие этого при механическом скалывании либо происходит разрушение верхнего слоя дорожного покрытия, либо на по|верхности покрытия остается снежно2

:ледяная масса, которая даже при незначительной -толщине (1-2 мм) вызы" вает потерю сцепления колес автомобиля с дорогой.

Наиболее близким к предлагаемому является способ борьбы со снежноледяными образованиями, заключающийся в том, что ослабляют межкристаллические связи массы снега и льда наложением ультразвуковых колебаний в замкнутом объеме, размягчая эту массу. Подвод тепла к снежно-ледяной массе в замкнутом объеме существенно повышает интенсивность ее плавления и снижает потери .

35 энергии вследствие рассеивания тепла, например, -по сравнению с газоструйным тепловым процессом, Известно устройство для борьбы со снежно-ледяными образованиями, содержащее размещенные на раме бункер, излучатель ультразвуковых колеба:ний и источник тепла с теплообменником, смонтированным в бункере (2j.

3 90

Известное устройство, позволяющее осуществить новый способ,снабже" но установленным на раме вакуумным насосом, сообщенным с бункером и дополнительным теплообменником, свя" занным с источником тепла и установ" ленным за пределами бункера, при этом указанный излучатель установлен на смонтированных на раме направляющих.

Основной недостаток - расплавле" нйе снежно-ледяной массы, предварительно отделенной от дорожного пок" рытия, что требует предварительного разрушения снежно-ледяной массы,например, механическим скалыванием и подачи этой массы в бункер в область действия ультразвукового и теплового полей. При этом существенно снижает" ся производительность и ухудшается качество очистки дорожных покрытий, повышается энергоемкость процесса очистки из-за разделения опеРаций отделения снежно-ледяной массы от покрытия, ее транспортировки и расп" лавления. Кроме того, отсутствует операция осушения дорожного покрытия после удаления снежно-ледяной массы, что сохраняет ледяную пленку на поверхности покрытия, Цель изобретения - повышение эффективности способа и устройства очистки дорожных покрытий.

Для этого s способе размягченную массу отсасывают в поле ультразву-. ковых .колебаний и одновременно подво" дят к ней тепло.

Для достижения указанной цели устройство снабжено установленным на раме вакуумным насосом, сообщенным с бункером и дополнительным теплообменником, связанным с источником тепла и установленным за пределами бункера, при этом указанный излучатель установлен в смонтированных на раме направляющих с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, подпружинен относительно рамы и связан с последней посредством силового цилиндра, а в излучателе выполнены продольнь1е каналы, сообщающие его ра" бочую поверхность с бункером через трубопровод, проходящий через тепловое поле дополнительного теплообменника.

При поисковых экспериментальных исследованиях, проведенных в ИАДИ, обнаружено, что наложение колебаний ультразвуковой частоты на снежно1384

5

45 ледяную массу (например, чистый лед, снежно-ледяной накат, уплотненный снег и т.п.), прочно примерзшую к поверхности асфальтобетонного покрытия, приводит к мгновенному размягчению этой массы до текучего кашеобразного состояния без существенного увеличения температуры, т.е. при температуре ниже точки плавления массы. снятие ультразвукового поля вновь приводит к смерзанию снежно-ледяной массы. Данный эффект свидетельствует о том, что ультразвуковые колебания разрушают кристаллические связи внутри снежно-ледяной массы, которые при снятии колебаний восстанавливаются за счет отрицательной температуры снежно-ледяной массы и"дорожного покрытия.

Вакуумирование размягченной снежно-ледяной массы традиционным способом невозможно, так как при выходе массы из ультразвукового поля она смерзается, что приводит к закупорке трубопроводов.

Однако вакуумирование в ультразвуковом поле позволяет сохранить жидкотекучесть снежно-ледяной массы вплоть до момента подвода тепла, когда происходит термическое расплавление массы, сопровождающееся повышением ее температуры выше"точки замерзания.

Одновременно вакуумирование обеспечивает уменьшение критической температуры плавления снежно-ледяной массы в тепловом поле. Кроме того, распространение ультразвуковых колебаний внутрь дорожного покрытия обеспечивает нагрев и осушение последнего.

На фиг. 1 схематично показано устройство для осуществления способа борьбы со снежно-ледяными образованиями; на фиг. 2 - вертикальный разрез магнитострикционного излучателя ультразвуковых колебаний.

Устройство для очистки дорожных покрытий от снега и льда смонтировано на раме 1 и содержит герметичный бункер 2 с источником 3 тепла, например водяным котлом. С источником тепла 3 соединен смонтированный внутри герметичного бункера 2 теплообменник 4, обеспечивающий посредством управляемых кранов 5 замкнутую и разомкнутую циркуляцию теплоносителя. В передней части рамы 1 смонтирован генератор 6 элек901384

3 тепла. Температу,"а снежно-ледяном массы в трубопроводе 15 увеличивается, что препятствует замерзанию этой массы в трубопроводе. Окончательное и таяние снежно-ледяной ма=сы происходит в герметичном бункере 2 при замкнутой циркуляции теплоносителя через теплообменник 4 и разомкнутой циркуляции непосредственно через герметический бункер 2.

Рама 1 перемещается вдоль поверхности дорожного покрытия 11, полнос" тью удаляя снежно-ледяную массу 20.

Под действием ультразвуковых колебаl5 ний одновременно происходит нагрев поверхности дорожного покрытия 11, о обеспечивающий интенсивное испарение остатков влаги с поверхности покрытия и осушение последнего.Пос— 2о ле окончания цикла работы генератор

6 и вакуумный насос 17 выключаются.

Иагнитострикционный излучатель 7 поднимается гидроцилиндром 10 в транспортное положение, и производится

25 транспортировка воды в герметичном бункере в месте слива, например специальном отстойнике.

При температуре воздуха выше5 С возможен слив воды в колодцы о зо ливневой канализации. Слив воды из герметичного бункера 2 обеспечивает. ся устройством 18, например гидроуп" равляемой шиберной задвижкой.

Таким образом, предлагаемый способ дорожных покрытий от снего и льда осуществляется в следующей последо1 вательности: накладывают ультразвуковые колебания на снежно-ледяную массу непосредственно на поверхность дорожного покрытия и одновременно удаляют размягченную снежно-ледяную массу вакуумированием 7 в ультразвуковом поле, подводят тепло к снежноледяной массе в замкнутом объеме, производят ее растапливание и одновременно осушают поверхность дорожного покрытия нагревом его в ультразвуковом поле.

5 трических колебаний, соединенный электрическими цепями с магнитострикционным излучателем ультразвуковых колебаний .7, который установлен в направляющих 8 и снабжен пружиной сжатия 9 и подъемным.. гидроцилиндром 10. Магнитострикционный излучатель 7 обращен рабочей поверхностью в сторону дорожного покрытия

1t, и в нем выполнены продольные каналы 12 (фиг. 2), которые через полость 13 и центральный канал 14 соединены с трубопроводом 15. Трубопровод 15 соединен с герметичным бунке-ром 2, верхняя часть которого соединена трубопроводом 16 с вакуумным на сосом 17. В задней части герметичног бункера 2 смонтировано устройство 18 для слива жидкости.

Источник 3 тепла соединен с допол нйтельным теплообменником 19, смонтированным на трубопроводе 15 между магнитострикционным излучателем 7 и герметичным бункером 2. Магнитострикционный излучатель 7 в рабочем положении прижат посредством пружины

9 к поверхности снежно-ледяной массы

20, примерзшей к дорожному покрытию

11 (фиг. 2) .

При очистке дорожного покрытия от снега и льда гидроцилиндр 10 устанавливается в плавающее положение, и маг нитострикционный излучатель 7 под действием пружины 9 перемещается вниз в направляющих 8 до упора в снежно- р ледяную мас=у 20 ° Включением генератора 6 электрических колебаний обеспечивается создание на магнитострикционном излучателе 7 механических колебаний ультразвуковой частоты, которые распространяются внутрь снежноледяной массы 20 и размягчают ее в виде жидкотекучей ванны 21 (фиг. 2), 1

Вакуумный насос 17 создает ðà ðåжение в герметичном бункере 2, пос.редством трубопровода 15 в каналах

12 и 14 магнитострикционного излучателя 7. Под действием вакуума размягченная ультразвуковыми колебаниями снежно-ледяная масса из ванны 21

50 поднимается вверх в ультразвуковом поле по каналам 12 и 14 магнитострикционного излучателя 7 и поступает в трубопровод 15.

Трубопровод 15 подогревается дополнительным теплообменником 19, через который проходит теплоноситель, например, горячая вода от источника

Преимущество предлагаемого способа и устройства для его осуществления заключается в предварительном размягчении ультразвуковыми колебаниями снежно-ледяной массы непосредственно на поверхности дорожного покрытия, что предохраняет поверхность покры" тия от механических разрушений и обеспечивает последующее осушение покрытия нагревом в ультразвуковом

901384

7 поле,. а также одновременное удаление,раэмягченной снежно-ледяной массы с покрытия вакуумированием в ультразвуковом поле, что обеспечивает транспортировку снежно-ледяной мас- з сы без предварительного ее нагревания для последующего расплавления подводом тепла в замкнутом объеме и исключает возможность.-.замерзания снежно-ледяной массы в трубопроводах 0 после выхода иэ области действия ультразвукового поля. Кроме того, расплавление снежно-ледяной массы подводом тепла в замкнутом объеме в условиях вакуума снижает темпе- 1$ ратуру плавления этой массы и уменьшает энергоемкость рабочего процесса устройства.

Применение предлагаемого способа может обеспечить улучшение качества 2о очистки дорожных покрытий от снега и льда до 1003, повысить в 2-2,5 раза долговечность дорожных покрытий, существенно снизить расход пес" ка и хлоридов на зимнее содержание 2s дорог и уменьшить загрязнение окружающей среды.

Устройство может также быть использовано при ремонте асфальтобетонных покрытий дорог в летнее вре- зо мя за счет разогрева поверхности .асфальтобетона наложением ультразвуковых колебаний, что может существенно снизить приведенные удельные затраты при эксплуатации машин данного типа.

Формула изобретения ао

1 ° Способ борьбы со снежно-ледяными образованиями, преимущественно на дорожных покрытиях, заключающийся в том, что ослабляют межкристаллические связи массы снега и льда наложением ультразвуковых колебаний в замкнутом объеме, размягчая эту массу, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности, размягченную массу отсасывают в поле ультразвуко- вых колебаний и одновременно подводят к ней тепло.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее размещенные на раме бункер, излучатель ультразвуковых колебаний и источник тепла с теплообменником, смонтированным в бункере, о т"л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено установленным на раме вакуумным насосом, сообщенным с бункером и дополнительным теплообменником, связанным с источником тепла и установленным за пределами бункера, при этом указанный излучатель установлен в смонтированных на раме направляющих с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, подпружинен относительно рамы и связан с последней посредством силоврго цилиндра, а в излучателе выполнены продольные каналы, сообщающие его рабочую поверхность с бункером через трубопровод, проходящий через тепловое поле дополнительного теплообменника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карабан Г.Л. и др. Иашины для содержания и ремонта автомобильных дорог и аэродромов. M., Машиностроение, 1975, с. 189- 190.

901384

Составитель А.Кузнецов

Редактор А.Власенко Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.НазаРова

Заказ 12313/28 Тираж 555 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,. Иосква, Ж-35, Раушсхая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4