Нагнетательная пневмотранспортная установка
Владельцы патента RU 2659714:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к пневматическим установкам нагнетательного типа для транспортирования сыпучих материалов в замкнутом объеме и может быть использовано при строительстве и эксплуатации снежно-ледовых зимних дорог и ледовых аэродромов. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств для использования при строительстве и эксплуатации зимних дорог и ледовых аэродромов, а также в упрощении конструкции при обеспечении надежности и эффективности работы нагнетательной пневмотранспортной установки. Нагнетательная пневмотранспортная установка смонтирована в виде навесного оборудования на базовой машине (1) с возможностью транспортирования снега и осуществления его подогрева в замкнутом объеме перед уплотнением дорожного покрытия при строительстве и эксплуатации зимних дорог и ледовых аэродромов. Базовая машина оборудована навесным шнекороторным снегоочистителем (2), осуществляющим подачу потока снега и воздуха, направляемого под давлением, создаваемым шнекороторным устройством, в секционный нагнетательный трубопровод (3), состоящий из прямолинейного участка и криволинейных участков на концах. Начальный участок соединен со шнекороторным снегоочистителем (2), а конечный участок соединен с насадком (9), выполненным с возможностью распределения транспортируемого снега по ширине базовой машины для последующего его уплотнения. Нагнетательный трубопровод (3) также смонтирован на базовой машине с помощью опор (15) и снабжен системой патрубков (6) и гибких трубопроводов (5, 7) для подачи теплых потоков воздуха от расположенного в кузове источника тепла и потоков от выхлопных газов двигателей базовой машины. При этом патрубки подачи нагретого воздуха (6), выполненные большего диаметра, установлены с обеих сторон нагнетательного трубопровода, причем их оси расположены в горизонтальной плоскости с осью нагнетательного трубопровода и наклонены к ней в сторону начального участка со шнекороторным снегоочистителем. Патрубки подачи выхлопных газов, выполненные меньшего диаметра, установлены на нижней поверхности нагнетательного трубопровода, а их оси расположены в вертикальной плоскости с осью нагнетательного трубопровода и также наклонены к ней в сторону шнекороторного снегоочистителя. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к пневматическим установкам нагнетательного типа для транспортирования сыпучих материалов в замкнутом объеме и может быть использовано при строительстве и эксплуатации снежно-ледовых зимних дорог и ледовых аэродромов, предназначенных для доставки грузов в Северные регионы страны, обустройства нефтяных и газовых месторождений, строительства, эксплуатации и ремонта подъездных путей вдоль трубопроводного транспорта.
Известна пневматическая установка нагнетательного типа для транспортирования кусковых грузов, содержащая воздуходувную машину, нагнетательный трубопровод, загрузочный бункер и питатель для подачи груза в нагнетательный трубопровод (Патент РФ №2476364 С1, дата приоритета 10.08.2011, дата публикации 27.02.2013, автор Тарасов Ю.Д., RU).
Недостатком известного аналога является низкая его эффективность из-за наличия в нижней части нагнетательного трубопровода, ограниченного дугообразным поддоном, отверстий, через которые создаются дополнительные струи потока воздуха в вертикальном направлении, препятствующие движению основного потока, направленного вдоль трубопровода, и способствующие при этом уменьшению динамического напора воздуха и соответствующей ему скорости воздушного потока, необходимых для исключения возможности выпадения частиц транспортируемого груза на дно трубопровода.
Известна нагнетательная пневмотранспортная установка, содержащая воздуходувную машину, нагнетательный трубопровод, загрузочный бункер и питатель для подачи сыпучего груза в нагнетательный трубопровод, опору для поддержания нагнетательного трубопровода, подрессоренные к опоре участки, соединенные с нагнетательным трубопроводом патрубками из эластичного материала, и вибраторы, обеспечивающие поддержание транспортируемого груза во взвешенном состоянии (Патент РФ №2276092 С1, дата приоритета 25.11.2004, дата публикации 10.05.2006, автор Тарасов Ю.Д., RU).
Недостатком данного аналога является сложность конструкции, обусловленная наличием рессор, вибраторов и их приводов, не только усложняющих конструкцию и повышающих ее стоимость, но и мало влияющих на эффективность при транспортировании, в частности, снежной массы.
В качестве прототипа принята нагнетательная пневмотранспортная установка, выполненная в виде навесного оборудования на базовой машине с возможностью транспортирования снега и снабженная навесным шнекороторным снегоочистителем, содержащая нагнетательный трубопровод, смонтированный на базовой машине с помощью опор (Патент №US 4050169 А1, дата приоритета 29.10.1975, дата публикации 27.09.1977, прототип).
Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание нагнетательной пневмотранспортной установки навесного типа, базирующейся на автотранспортном средстве, предназначенной для эффективного использования снега перед уплотнением покрытий при строительстве и эксплуатации снежно-ледовых зимних дорог и ледовых аэродромов, осуществляющей при этом загрузку, подачу и транспортирование снега в закрытом объеме вдоль трубопровода, во взвешенном состоянии, при минимальной потере динамического напора и с достигаемой нагревом влажностью до 6-8%, а также распределение транспортируемого снега по ширине базовой машины для последующего уплотнения и обеспечивающей тем самым создание покрытия, выдерживающего нагрузки от передвижения по ним большегрузных автомобилей.
Для решения технической проблемы предложена нагнетательная пневмотранспортная установка, выполненная в виде навесного оборудования на базовой машине с возможностью транспортирования снега. Установка снабжена навесным шнекороторным снегоочистителем и содержит нагнетательный трубопровод, смонтированный на базовой машине с помощью опор. Новым является то, что нагнетательная пневмотранспортная установка выполнена с возможностью осуществления подогрева снега в замкнутом объеме перед уплотнением дорожного покрытия при строительстве и эксплуатации зимних дорог и ледовых аэродромов. Нагнетательный трубопровод выполнен секционным, состоящим из прямолинейного участка и криволинейных участков на концах, начальный из которых соединен со шнекороторным снегоочистителем, осуществляющим подачу потока снега и воздуха, направляемого под давлением, а конечный участок соединен с насадком, выполненным с возможностью распределения транспортируемого снега по ширине базовой машины для последующего его уплотнения. При этом нагнетательный трубопровод снабжен системой патрубков и гибких трубопроводов для подачи теплых потоков воздуха от расположенного в кузове источника тепла и потоков от выхлопных газов двигателей базовой машины, при этом патрубки подачи теплого воздуха, выполненные большего диаметра, установлены с обеих сторон нагнетательного трубопровода, причем их оси расположены в горизонтальной плоскости с осью нагнетательного трубопровода и наклонены к ней в сторону начального участка со снегоочистителем, а патрубки подачи выхлопных газов, выполненные меньшего диаметра, установлены на нижней поверхности нагнетательного трубопровода, причем их оси расположены в вертикальной плоскости с осью нагнетательного трубопровода и также наклонены к ней в сторону снегоочистителя.
Согласно изобретению, патрубки подачи теплых потоков воздуха и выхлопных газов наклонены по отношению к оси нагнетательного трубопровода под углом, не превышающим 30°.
Согласно изобретению, насадок, установленный на конце нагнетательного трубопровода с помощью фланцевого соединения, содержит верхнюю цилиндрическую часть с соединительным фланцем и суженную в продольном направлении коническую часть с выходным щелевым отверстием, вытянутым в поперечном направлении по отношению к оси нагнетательного трубопровода и разделенным, как минимум, на три зоны с помощью наклоненных к центральной оси насадка пластин, соединенных внутри насадка с его боковыми стенками и образующих центральную и крайние полости для вывода и укладки снежной массы.
Согласно изобретению, нагнетательный трубопровод выполнен с наружной теплоизоляцией и защитным покрытием.
На фиг. 1 схематично изображена нагнетательная пневмотранспортная установка, общий вид сбоку; на фиг. 2 - комплект навесного оборудования, вид с боку; на фиг. 3 - то же, вид с верху; на фиг. 4 показан насадок, вид спереди; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 2.
Нагнетательная пневмотранспортная установка содержит базовую машину 1, навесной шнекороторный снегоочиститель 2 с механизмом подачи смеси снега с воздухом в соединенный с ним секционный нагнетательный трубопровод 3, состоящий из прямолинейного и криволинейных участков на концах. В кузове базовой машины смонтирован подогреватель воздуха 4 (условно не показан), связанный с системой гибких трубопроводов и патрубков подачи нагретого воздуха и выхлопных газов от двигателей базовой машины (фиг. 1). При этом гибкие трубопроводы 5 подачи подогретого воздуха в нагнетательный трубопровод 3 соединены с расположенными по его длине с обеих боковых сторон патрубками большего диаметра 6, а гибкие трубопроводы 7 подачи выхлопных газов соединены с патрубками малого диаметра 8, равномерно расположенными снизу нагнетательного трубопровода 3 в его прямолинейной части (фиг. 2, фиг. 3). Для поддержания постоянного напора, скорости продвижения и взвешенного состояния снега патрубки 6, оси которых расположены в горизонтальной плоскости с осью нагнетательного трубопровода 3, и патрубки 8, оси которых расположены в вертикальной плоскости с осью нагнетательного трубопровода 3, наклонены в сторону начального криволинейного участка со шнекороторным снегоочистителем 2, причем угол наклона осей патрубков 6, 8 к оси нагнетательного трубопровода не должен превышать 30°. Конечный криволинейный участок нагнетательного трубопровода 3 соединен с насадком 9 с помощью фланцевого соединения. Для обеспечения распределения транспортируемого снега по ширине базовой машины насадок 9 содержит верхнюю цилиндрическую часть 10 с соединительным фланцем и суженную в продольном направлении коническую часть 11 с выходным щелевым отверстием 12, вытянутым в поперечном направлении по отношению к оси нагнетательного трубопровода 3. Щелевое отверстие 12 разделено на три зоны с помощью наклоненных к центральной оси насадка пластин 13, соединенных внутри насадка с его боковыми стенками и образующих центральную и крайние полости для вывода и укладки снежной массы (фиг. 4, фиг. 5).
Нагнетательный трубопровод 3 также содержит наружную теплоизоляцию 14 с защитным покрытием (фиг. 6), а для устойчивого удержания на раме базовой машины закреплен на ней с помощью опорных стоек 15.
Нагнетательная пневмотранспортная установка действует следующим образом. При работе шнекороторного механизма снегоочистителя 2 за счет центробежных сил создается максимальный напор снега в смеси с воздухом в начальной части нагнетательного трубопровода 3. Для сохранения динамического напора, а также скорости продвижения и взвешенного состояния снега внутрь нагнетательного трубопровода под углом, например, 30° через боковые 6 и нижние 8 патрубки по гибким трубопроводам соответственно большего 5 и меньшего 7 диаметров подводятся теплые воздушные потоки от нагревателя 4 и потоки выхлопных газов от двигателей базовой машины. Транспортируемый при этом по нагнетательному трубопроводу снег нагревается до требуемой влажности 6-8% для последующего уплотнения. Увлажненная таким образом снежная масса, продвигаясь по нагнетательному трубопроводу практически при минимальной потере динамического напора, поступает в насадок 9, в конической части которого ее поток разделяется по объему на три потока наклонными пластинами 13, с помощью которых снег также отбрасывается в крайние полости насадка 9 и выводится через всю площадь щелевого отверстия 12, обеспечивая распределение транспортируемого увлажненного снега по ширине базовой машины для последующего его уплотнения.
Техническим результатом изобретения является расширение арсенала технических средств для использования при строительстве и эксплуатации зимних дорог и ледовых аэродромов, а также упрощение конструкции при обеспечении надежности и эффективности работы нагнетательной пневмотранспортной установки, осуществляющей подачу и транспортирование снега в закрытом объеме вдоль трубопровода во взвешенном состоянии, при минимальной потере создаваемого шнекороторным устройством динамического напора, с достигаемой нагревом влажностью до 6-8%, а также распределение увлажненного транспортируемого снега по ширине базовой машины для последующего уплотнения и обеспечивающей тем самым создание качественного покрытия, выдерживающего нагрузки от передвижения по ним большегрузных автомобилей.
1. Нагнетательная пневмотранспортная установка, выполненная в виде навесного оборудования на базовой машине с возможностью транспортирования снега и снабженная навесным шнекороторным снегоочистителем, содержащая нагнетательный трубопровод, смонтированный на базовой машине с помощью опор, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью осуществления подогрева снега в замкнутом объеме перед уплотнением дорожного покрытия при строительстве и эксплуатации зимних дорог и ледовых аэродромов, нагнетательный трубопровод выполнен секционным, состоящим из прямолинейного участка и криволинейных участков на концах, начальный из которых соединен со шнекороторным снегоочистителем, осуществляющим подачу потока снега и воздуха, направляемого под давлением, а конечный участок соединен с насадком, выполненным с возможностью распределения транспортируемого снега по ширине базовой машины для последующего его уплотнения, при этом нагнетательный трубопровод снабжен системой патрубков и гибких трубопроводов для подачи теплых потоков воздуха от расположенного в кузове источника тепла и потоков от выхлопных газов двигателей базовой машины, при этом патрубки подачи теплого воздуха, выполненные большего диаметра, установлены с обеих сторон нагнетательного трубопровода, причем их оси расположены в горизонтальной плоскости с осью нагнетательного трубопровода и наклонены к ней в сторону начального участка со снегоочистителем, а патрубки подачи выхлопных газов, выполненные меньшего диаметра, установлены на нижней поверхности нагнетательного трубопровода, причем их оси расположены в вертикальной плоскости с осью нагнетательного трубопровода и также наклонены к ней в сторону снегоочистителя.
2. Нагнетательная пневмотранспортная установка по п. 1, отличающаяся тем, что патрубки подачи теплых потоков воздуха и выхлопных газов наклонены по отношению к оси нагнетательного трубопровода под углом, не превышающим 30°.
3. Нагнетательная пневмотранспортная установка по п. 1, отличающаяся тем, что насадок, установленный на конце нагнетательного трубопровода с помощью фланцевого соединения, содержит верхнюю цилиндрическую часть с соединительным фланцем и суженную в продольном направлении коническую часть с выходным щелевым отверстием, вытянутым в поперечном направлении по отношению к оси нагнетательного трубопровода и разделенным как минимум на три зоны с помощью наклоненных к центральной оси насадка пластин, соединенных внутри насадка с его боковыми стенками и образующих центральную и крайние полости для вывода и укладки снежной массы.
4. Нагнетательная пневмотранспортная установка по п. 1, отличающаяся тем, что нагнетательный трубопровод выполнен с наружной теплоизоляцией и защитным покрытием.
