Конструкция тепловой газоструйной установки для удаления льда и снега

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Приспособленность аэродромных газоструйных машин к дорожным покрытиям определяется прежде всего типом базового автомобиля. Из известных результатов исследований типов автомобилей следует, что с увеличением числа осей: снижается сопротивление качению, повышается коэффициент сцепления.

Известны конструкции тепловых газоструйных установок которые могут работать с дорожными покрытиями.

Основной недостаток таких установок является не качественная уборка из-за неровности дороги.

Патентное исследование по теме показало, что использование отдельно взятых конструктивных решений не может привести к созданию конкурентоспособной тепловой газоструйной установки для удаления льда и снега с дорожного покрытия на базе лесовозных тягачей.

1. Обоснование актуальности и целесообразности разработки

Внедрение новой техники, прогрессивной технологии, передовых форм организации труда главное направление совершенствования и развития промышленности. На валке леса в замен ручных моторных пил внедрены многооперационные машины (валочно-трелёвочные, сучкорубо- раскряжовочны и др.) выполняющие несколько операций. На погрузке лесовозного транспорта вместо пакетно-блочных установок для крупнопакетной погрузки внедрены челночные погрузчики переходного типа. Вывозка леса осуществляется в основном трехосными автомобилями со всеми ведущими колёсами. Также вместе с лесной техникой развивалась и дорожная техника.

В 1974 году на Уралмашзаводе была разработана установка ТГМ-74 на базе «Урал-375Н». установка могла работать с дорожными покрытиями, но регулировку положения турбины осуществлял оператор. Целью разработки было частичное приспособление газоструйной установки к работе с дорожными покрытиями. Газоструйные установки серийно не выпускаются из-за их узкой специализации.

Проектом предлагается внедрение в производство газоструйных установок для удаления льда и снега с дорожных покрытий на базе лесовозных тягачей. Монтаж и демонтаж установки сократит время простая техника.

2. Обзор известных газоструйных установок и их анализ

Для обоснования темы проекта был проведён патентный поиск с 1960-2004 года и были выбраны газоструйные установки, которые могут работать с дорожными покрытиями.

Навесное устройство газоструйной машины для очистки льда и снега аэродромных и подобных покрытий на базе трактора Т-16.

Известные машины такого типа включают смонтированный на раме генератор газового потока с направляющей насадкой. Насадок в этих машинах направляет газовый поток на поверхность обрабатываемого покрытия под некоторым углом, благодаря чему вся масса истекающего газа находится в контакте с обрабатываемой поверхностью. Однако вследствие отражения струи от покрытия значительная часть ей кинетической и тепловой энергии рассеивается в окружающей атмосфере, в результате чего газоструйные очистные машины работают с низким коэффициентом полезного, действия.

С целью повышения к.п.д. использования кинетической и тепловой энергии потока, предлагаемое устройство выполнено с расположенным над выходным отверстием насадка и прикрывающим обрабатываемые покрытия щитом и экраном, установленным на нижней поверхности насадка.

Для исключения предотвращения смешения газового потока с эжектируемым атмосферным воздухом высота экрана превышает расстояние от нижней поверхности насадка до обрабатываемой поверхности.

Кроме того, щит и экран укреплены шарнирно, причем щит свободным концом подвешен на тягах.

На чертеже представлена газоструйная машина с предлагаемым навесным устройством, в двух проекциях.

Устройство для удаления льда с дорожных и аэродромных покрытий на базе трактора Т-150.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому предложению является машина для очистки дорог, содержащая турбореактивный двигатель на специальном шасси, имеющий выходное щелевое и всасывающее сопла.

Недостатком является то, что его всасывающее сопло (воздухозаборник) имеет сложную конструкцию. Целью изобретения является повышение качества очистки путем удаления с очищенной поверхности, образовавшейся воды.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для удаления льда и снега с дорожных и аэродромных покрытий, содержащее турбореактивный двигатель с ориентированным вперед выходным соплом и кожух эжектор с всасывающим соплом - в задней части, всасывающее сопло расположено снизу кожуха-эжектора, его кромка расположена параллельно покрытию, а выходное сопло турбореактивного двигателя выполнено в виде щелевого насадка.

Предложение существенно отличается от известных технических решений наличием в кожухе-эжекторе всасывающего сопла, поэтому может соответствовать критерию "существенные отличия".

Устройство включает турбореактивный двигатель с ориентированным вперед выхлопным соплом на специальном шасси, позволяющем изменять угол наклона продольной оси двигателя по отношению к поверхности дорожного и аэродромного покрытая и относительно направления движения (влево - вправо) транспортирующим тягачом.

На турбореактивном двигателе выходное сопло выполнено в щелевого насадка, по форме которого с выступлением за него в зоне выхода струи для создания эжекции установлен кожух-эжектор герметично соединён по контуру с корпусом турбореактивного двигателя через стенку.

Снизу кожуха-эжектора встроено всасывающее сопло, кромка которого расположена параллельно покрытию.

Работает устройство следующим образом.

Из щелевого насадка работающего турбореактивного двигателя. Установленного на специальном шасси, истекает скоростной поток горячих газов, который за счет выступающего за срез насадка кожуха-эжектора создает разряжение в пространстве под кожухом-эжектором, выполненным в виде щелевого насадка, одновременно сдувает снег с. поверхности аэродромного покрытия, а при наличии льда растапливает его. Часть воды уносится энергией потока горячих газов, а оставшаяся, после передвижения шасси тягачом на поверхности покрытия воды, засасывается вместе с эжектируемым внешним воздухом через зазор между всасывающим соплом, нижний торец которого расположен параллельно покрытию, в пространство между кожухом-эжектором, герметично соединенным стенкой с корпусом двигателя и щелевой насадкой, предохраняет насадок от перегрева и не оказывает большого влияния на снижение температуры потока горячих газов.

Предложение позволяет повысить эффективность удаления снега путем сдувания его скоростным потоком горячих газов, обеспечивает растапливание льда и удаление воды путем отсасывания ее с поверхности за счет эжекции, тем самым исключается повторное обледенение аэродромного покрытия.

Газоструйная машина для очистки покрытий от снега, влаги и пыли на базе МоА3546П

Газоструйная машина содержит установленные на транспортном шасси газоподающие устройства, состоящие из газотурбинных двигателей, основные направляющие сопла и с выходными отверстиями большей площади и дополнительные сопла с выходными отверстиями меньшей площади и газовоздушные тракты.

Углы наклона основных и дополнительных сопл к горизонту и высоту их расположения над обрабатываемой поверхностью подбирают и регулируют из условия получения максимальной дальнобойности струй и перекрытия очищаемой поверхности. Для основных сопл угол наклона составляет 3-8°, а для дополнительных -10 -15°.

Сопла двигателей и разнесены по ходу машины, при этом сопла размещены таким образом, что дополнительное сопло, например сопло, одного двигателя размещено в одной плоскости, поперечной оси машины, с основным соплом другого двигателя. Сопла размещены так, что выходное отверстие дополнительного сопла направлено под выходное отверстие основного сопла.

Газоструйная машина работает следующим образом. Машину перемещают по очищаемому покрытию. При очистке в обе стороны от оси машины, струи, направляемые основными соплами, очищают основную часть обрабатываемой поверхности, а струи, истекающие из дополнительных сопл, воздействуют на внутренние участки поверхности, остающиеся необработанными струями из сопл. Встречные потоки образуются только у дополнительных сопл. Струи сопл, направленные под струи сопл, образуют один пучок.

Газоструйная машина на базе автомобиля ЗИЛ-130 ГУ-80

Газоструйная машина содержит базовое шасси, на раме которого смонтирован турбореактивный двигатель с сопловой насадкой, соединенный между собой трубопроводом. На трубопроводе за срезом двигателя выполнено отверстие, в котором на оси установлена заслонка, при этом ось размещена со смещением относительно оси трубы. С внутренней стороны заслонки вдоль оси прикреплен лепесток, установленный перпендикулярно плоскости заслонки. На ближней к двигателю кромке заслонки установлен с ее внешней стороны противовес.

Машина работает следующим образом: в начале запуска двигателя возникает слабая струя газа, которая воздействует на внутреннюю сторону заслонки с возникновением силы на закрытие заслонки. Одновременно эта же струя воздействует на лепесток с возникновением силы на открытие заслонки. При этом противовес также придерживает заслонку в положении "открыто".

Конструкция заслонки рассчитана таким образом, что до полного запуска двигателя моменты от сил на открытие заслонки больше моментов на закрытие и отверстие в трубопроводе увеличивает общую площадь выхода газов. После запуска двигателя струя усиливается и действует на внутреннюю сторону заслонки с силой больше, чем в момент запуска, при этом преодолевается момент от сил действия на лепесток и противовеса. Заслонка принимает положение "закрыто". Противовес установлен таким образом, что размещается над осью вращения в закрытом положении заслонки и сбоку оси при открытом ее положении. Поэтому сила действия противовеса при рабочем режиме минимальная, а лепесток, входя в струю, создает силу на закрытие заслонки. Открытие заслонки происходит силой противовеса после остановки двигателя.

Таким образом, регулирование открытия и закрытия заслонки осуществляется автоматически влиянием моментов от сил, получаемых, с одной стороны у воздействием газового потока с лепестком и внутренней стороны заслонки, а с другой от противовеса.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить эффективность работы за счет перераспределения выхода потока газов и, тем самым, уменьшения площади выходного отверстия соплового насадка до расчетного, при этом улучшаются условия запуска, так как струя газа, направляясь в открытое отверстие при запуске, снижает сопротивление трубопровода и исключает помпаж двигателя.

Формула изобретения Газоструйная машина, содержащая базовое шасси, на котором смонтирована рама с установленной на ней турбиной, соединенной трубопроводом с сопловой насадкой, отличающаяся тем, что с целью повышения эффективности работы

Путем улучшения условий запуска турбины, она снабжена установленной на оси заслонкой, а трубопровод выполнен с отверстием, в котором установлена ось заслонки со смещением относительно продольной оси трубопровода, при этом трубопровод снабжен регулятором положения заслонки, включающим в себя лепесток и противовес, расположенные перпендикулярно продольной оси заслонки.

Тепловая машина для очистки дорожных и аэродромных покрытий от снежно-ледяных образований на базе ЛО-40.

Использование: для очистки аэродромных покрытий ото льда. Сущность изобретения: машина состоит из шасси, на котором смонтированы топливный бак, бак для воды, соединенный с ним насос, водяные краны, газотурбинный двигатель, гидроцилиндр, механизм управления поворотом двигателя в горизонтальной плоскости, сопло, внутри которого установлены две перегородки и горизонтальная перегородка, Вертикальные перегородки делят сопло на три канала. Внутри первых двух каналов с противоположных сторон установлены соответственно правая и левая части коллектора, которые соединены трубопроводами и с водяными кранами. В коллекторах установлены форсунки.

Изобретение относится к очистке аэродромных покрытий ото льда и может быть применено в других отраслях народного хозяйства для очистки ото льда различных покрытий.

Известна тепловая машина для очистки аэродромных покрытий от обледенения, содержащая турбореактивный двигатель с сопловой насадкой, механизм поворота двигателя вокруг горизонтальной и вертикальной оси, пневмокамеру, установленную на верхней стенке корпуса сопла и сообщенную трубопроводом с компрессором авиадвигателя. Сопло машины обеспечивает истечение в виде отдельных струек с целью интенсификации теплообмена между газовоздушным потоком и поверхностью льда.

Недостатком этой машины является малое значение коэффициента теплоотдачи и снижение скорости потока, что не позволяет получить существенного увеличения эффективности удаления льда.

Известна машина, содержащая сопловый насадок, разделенный горизонтальной перегородкой на две части. Под перегородкой установлен водяной коллектор. Впрыск воды из коллектора в газ позволяет увеличить коэффициент теплоотдачи и эффективность машины.

Однако после удаления льда на поверхности покрытия аэродрома остается пленка влаги, полученная при конденсации пара. Естественно пленка влаги снижает эффективность сцепления с поверхностью.

Целью изобретения является повышение качества очистки путем просушки покрытия после удаления льда.

Поставленная цель достигается тем, что нижняя часть соплового насадка разделена вертикальными перегородками на секции, а коллектор с форсунками образован из двух ветвей, причем в средних секциях наездка расположены участки обеих ветвей, а в каждой крайней - одной ветви, при этом ветви коллектора имеют индивидуальные краны подачи жидкости.

Машина также содержит установленные на шасси источники подачи жидкости и горячего газа, при этом последний соединен с сопловой насадкой, разделенным горизонтально расположенной перегородкой на две части, в нижней из которых размещен коллектор с форсунками, сообщенный с источником подачи жидкости.

Все это позволяет повысить качество обработки за счет просушки поверхности.

Машина состоит из шасси, на котором смонтированы топливный бак, бак для воды, соединенный с ним источник подачи жидкости - водяной насос, водяные краны и подачи жидкости, источник подачи горячего газа - газотурбинный двигатель, гидроцилиндр изменения наклона двигателя, механизм управления поворотом двигателя в горизонтальной плоскости, сопловый насадок сопло, внутри которого установлены вертикальные перегородки, горизонтальная перегородка. Вертикальные перегородки делят сопло в данном случае на три секции. Внутри первых двух каналов с противоположных сторон установлены соответственно правая ветвь кол-0 лектора и левая ветвь коллектора, которые соединены трубопроводами и с водяными кранами. В коллекторах установлены струйные форсунки. Таким образом, в среднем канале размещены участки обеих ветвей коллектора.

Машина работает следующим образом.

Двигатель с соплом устанавливается механизмом под углом к направлению движения. Поток горячего газа, выходящий из авиадвигателя, делится вертикальными перегородками внутри сопла в данном случае на три части. В случае, показанном

Когда сопло направлено влево по ходу движения машины, открывается кран трубопровода. Вода поступает к правой ветви коллектора . Впрыск воды из коллектора в поток газа, проходящего по средней и правой секции сопла, приводит к распылу и испарению воды в этом газе. Полученная таким образом парогазовая смесь направляется по стрелке в на очищаемую ото льда поверхность. Конденсация паров на поверхности льда приводит к увеличению теплоотдачи и интенсификации плавления льда. По мере движения машины поверхность, очищаемая ото льда, но покрытая тонким слоем влаги, попадает в зону действия струи газа, выходящего из левой крайней секции соплового насадка, по направлению, показанному стрелкой С. Газ удаляет с поверхности остатки воды и подсушивает ее.

В том случае, когда сопло направлено вправо, вода краном подается только в левую ветвь коллектора, чем в этом случае обеспечивается последовательная обработка поверхности сначала парогазовой струей, а затем газовой струей, Такая последовательность обработки обеспечивает высокое качество очистки.

Тепловая аэродромная машина на базе Урал-375Н.

Известна тепловая аэродромная машина, включающая шасси и рукоять, на которой установлен турбореактивный двигатель с механизмом его выравнивания.

Цель изобретения -- обеспечение возможности удаления гололеда и снега на - различных уровнях в труднодоступных местах.

Достигается это тем, что турбореактивный двигатель шарнирно закреплен при помощи промежуточной рамы на рукояти, которая посредством различных по длине рычагов соединена с шасси машины.

При этом один из рычагов может быть выполнен с приводом его поворота при помощи силового цилиндра.

Кроме того, промежуточная рама может быть связана с турбореактивным двигателем при помощи силового цилиндра.

На чертеже схематически изображена тепловая аэродромная машина в рабочем положении, вид сбоку.

Работа тепловой аэродромной машины осуществляется следующим образом.

При втягивании штоков цилиндров рычаги, имеющие разные длины, поворачиваются и перемещают рукоять с шарнирно установленным на ней турбореактивным двигателем. За ход цилиндра рукоять поворачивается на 180°, одновременно опускаясь. При перемещении рукояти штоки цилиндров через рычаги и тяги поворачивают в шарнирах промежуточную раму с турбореактивным двигателем, задавая ей поступательное движение.

Максимально выдвинутое положение штоков цилиндров и размещение рукояти на амортизаторах надрамника между топливных баков соответствует транспортному положению машины.

Перевод двигателя из транспортного положения в рабочее осуществляется в обратной последовательности за счет работы цилиндров и механизма выравнивания с цилиндрами.

В рабочем положении турбореактивный двигатель может устанавливаться под углом (в обе стороны) к продольной оси машины, поворотом в шарнирах цилиндром.

Тепловая аэродромная машина включает шасси, например, грузового автомобиля высокой проходимости, на которой вместо кузова, установлен надрамник сварной конструкции для монтажа оборудования, и рукоять, представляющая собой сварную раму из балок коробчатого сечения, соединенную с различными по длине шарнирными рычагами промежуточной рамой, в проушинах которой шарнирно закреплен турбореактивный двигатель в сборе с удлинительной трубой и насадкой.

Промежуточная рама связана с турбореактивным двигателем при помощи силового цилиндра. На рукояти смонтирован выравнивающий механизм, состоящий из тяги, рычага и цилиндров.

Рычаг выполнен сварным из балок, коробчатого сечения, соединенных поперечиной, имеющей проушины для штоков силовых цилиндров, установленных на надрамнике.

Описав имеющие конструкции, которые могут работать с дорожным покрытием проектом предлагается газоструйная установка для удаления льда и снега с дорожного покрытия.

На базе Лесовозного тягача КрАЗ-6437.

газоструйный установка трактор тягач дорожный покрытие

Предложенная конструкция предлагает использовать автомобиль на протяжении большого времени.

На кончик 4 автомобиля 1, устанавливается станина 5, с закреплением на ней турбореактивного двигателей 2. На двигатель 2 крепится насадка 3 со следящим органом. Бак с топливом 8 питает двигатель 2 топливом ТС-1 поворот коника по горизонтали осуществляется гидроцилиндром 7. За положением турбины следят гидроцилиндры 6.

Размещено на Allbest.ru