Мобильная снегоплавильная установка



Мобильная снегоплавильная установка
Мобильная снегоплавильная установка
Мобильная снегоплавильная установка

Владельцы патента RU 2695676:

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ЛИЦЕЙ N145" (МБОУ "ЛИЦЕЙ N145") (RU)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. ТУПОЛЕВА-КАИ" (КНИТУ-КАИ) (RU)

Изобретение относится к оборудованию очистки улиц и дорог от снежной массы и может быть использовано в городском хозяйстве, на транспортных и промышленных предприятиях и других территориях. Мобильная снегоплавильная установка содержит двухступенчатый гидроциклон-окислитель 12 с цилиндроконическим корпусом, тангенциальным патрубком подвода 29 загрязненной жидкости, патрубками отвода шлама 31, 32 и пены 34, очищенной воды 33, патрубком подачи окислителя 30 и барботажным устройством, корпусом вторичной закрутки с лопаточными завихрителями и фильтром. Установка содержит снегоплавильную камеру 1 с термопанелью 2 и слоем термоизоляции 3 по внешнему корпусу, в нижней части которой имеются магистрали без очистки и с очисткой с клапанами слива жидкости 6 и 9, соединенные со сливными отверстиями плавильной камеры 27 и 28. Магистраль с очисткой содержит гидронасос 10 с электроприводом 11 для подачи загрязненной жидкости в двухступенчатый гидроциклон-окислитель через тангенциальный патрубок 29 подвода жидкости. При этом патрубки отвода шлама 31, 32 и пены 34 двухступенчатого гидроциклона-окислителя имеют выход в резервуар для сбора загрязнителя 13, а термопанель 2 и электропривод 11 гидронасоса 10 подключены к блоку управления 21, работающему по сигналам с панели управления 22. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении эффективности очистки снежных масс за счет плавления и проведения механической и химической очистки, улучшающих экологию, а также увеличении производительности процесса и экономичности. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию очистки улиц и дорог от снежной массы и может быть использовано в городском хозяйстве, на транспортных и промышленных предприятиях и других территориях.

На данный момент в России в основном применяются три способа утилизации снега: снегоперерабатывающие станции, плавильные установки, складирование. Перечисленные способы не имеют каких-либо методов очистки от внешних загрязнителей, которые скапливаются в снежных массах. Однако, в пробах снега, взятого со снежных свалок г. Казани, было выявлено превышение ПДК по содержанию металлов, органических соединений» цианидов и т.п. Особое место в списке загрязнителей занимают нефтепродукты, кратность превышения ПДК которых достигало в некоторых пробах 8186 раз (Доклад «О состоянии природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Татарстан в 2005-2014 годах», 2006-2015, г. Казань) - [1]. Особую опасность представляют снежные свалки, при их таянии происходит серьезное загрязнение почвы, сравнимое с залповым выбросом сточных вод (Журнал «Безопасность жизнедеятельности», №7, 2005, г. Казань) - [2].

Проблема утилизации снежных масс состоит еще в том, что требуются большие транспортные расходы, невозможность уборки труднодоступных территорий, а это вызывает необходимость использования тяжелого ручного труда, поэтому есть потребность в создании мобильных снегоплавильных установок для уборки снега с локальных террриторий.

Известно устройство для принудительного таяния снега (Патент РФ №44690, от 27.03.2005 Бюл. №9, МПК В04С 5/00, C02F 1/38) - [3].

Недостатки устройства следующие: процесс очистки занимает продолжительное время, за счет неоднократного отстаивания жидкости, что снижает эффективность установки; основная масса жидкости проходит только через физические методы очистки, что является недостаточным; осветленная вода сливается в канализацию, то есть жидкость не может использоваться в бытовых или хозяйственных нужд, а также сложность конструкции, большие габариты, немобильная.

Известно устройство (Патент РФ №108459, от 20.09.2011 Бюл. №26, МПК Е01Н 5/10) - [4]. Недостатки устройства, следующие: в установке, отсутствуют какие-либо способы очистки расплавленного снега, применение СВЧ-индуктора влечет за собой большие затраты энергии.

Для сравнительного анализа взят патент двухступенчатый гидроциклон-окислитель (Патент РФ №165 646, от 27.10.2016 Бюл. №30, МПК В04С 5/00, C02F 1/38) - [5], содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным патрубком подвода загрязненной жидкости, патрубками отвода шлама и очищенной воды, оборудованный промежуточной сливной камерой, в которой в нижней части цилиндрического корпуса установлено барботажное устройство для подачи окислителя, корпус вторичной закрутки выполнен в виде усеченного конуса с расширением к нижнему сечению, в котором расположены лопаточные завихрители, при этом по нижнему периметру корпуса вторичной закрутки установлен фильтр, и в верхней части корпуса вторичной закрутки имеется штуцер отвода пены, также в верхней части корпуса вторичной закрутки между сливной камерой и цилиндрическим корпусом имеется наклонное днище, образующее острый угол с цилиндрической стенкой корпуса, между стенками цилиндрического корпуса и корпуса вторичной закрутки имеется отражательный кольцевой, козырек, внутри которого расположено барботажное устройство.

Недостатками прототипа является низкая эффективность очистки жидкости: не предусмотрен гидронасос, позволяющий регулировать скорость подачи жидкости в установку, она полностью имеет ручное управление, то есть процесс очистки не автоматизирован; не предусмотрен резервуар для загрязнителей и шлама и резервуар с окислителем, необходимый для работы установки; не предусмотрена защита от крупного мусора, способного вывести установку из строя, а также установка не имеет возможности мобильного перемещения, что затрудняет эксплуатацию.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое устройство - повышение эффективности очистки снежных масс: плавление и проведение механической и химической очистки, улучшающие экологию, увеличение производительности процесса и экономичности.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой мобильной снегоплавильной установке, содержащей двухступенчатый гидроциклон-окислитель с цилиндроконическим корпусом, тангенциальным патрубком подвода загрязненной жидкости, патрубками отвода шлама и пены, очищенной воды, патрубком подачи окислителя и барботажным устройством, корпусом вторичной закрутки с лопаточными завихрителями и фильтром, новым является то, что

установка содержит снегоплавильную камеру с термопанелью и слоем термоизоляции по внешнему корпусу, в нижней части которой имеются магистрали без очистки и с очисткой с клапанами слива жидкости, соединенные со сливными отверстиями плавильной камеры, магистраль с очисткой содержит гидронасос с электроприводом для подачи загрязненной жидкости в двухступенчатый гидроциклон-окислитель через тангенциальный патрубок подвода жидкости, при этом патрубки отвода шлама и пены двухступенчатого гидроциклона-окислителя имеют выход в резервуар для сбора загрязнителя, а термопанель и электропривод гидронасоса подключены к блоку управления, работающему по сигналам с панели управления.

Кроме того, установка имеет возможность мобильного перемещения посредством ходовой части. А также, в резервуаре для сбора загрязнителя введен датчик уровня загрязнителя, подключенный к блоку управления.

Помимо этого, в плавильной камере размещена съемная решетка для задержания крупного мусора, а также плавильная камера содержит датчик уровня жидкости от таяния снега, подключенный к блоку управления.

Кроме этого, блок управления состоит из микроконтроллера с портами управления работой магистралей, передачей и приемом информации с панели управления.

Сущность изобретения иллюстрируется и поясняется на фиг. 1 - фиг. 2, где:

на фиг. 1 Структурная схема мобильной снегоплавильной установки;

на фиг. 2 Общий вид мобильной снегоплавильной установки.

Здесь:

1 - снегоплавильная камера; 2 - термопанель; 3 - слой термоизоляции; 4 - съемная решетка для задержания крупного мусора; 5 - датчик уровня жидкости; 6 - клапан слива жидкости (загрязненной); 7 - озонатор (баллон с окислителем); 8 - клапан подачи окислителя; 9 - клапан слива жидкости (очищенной); 10 - гидронасос; 11 - электропривод; 12 - двухступенчатый гидроциклон-окислитель; 13 - резервуар для сбора загрязнителя; 14 - датчик уровня загрязнителя; 15 - канал управления термопанелью; 16 - канал измерения уровня жидкости; 17 - канал управления клапанами 6, 8, 9; 18 - канал измерения уровня загрязнителя; 19 - канал управления электроприводом; 20 - микроконтроллер; 21 - блок управления; 22 - панель управления; 23 - аккумулятор; 24 - внешний корпус; 25 - поручень; 26 - ходовая часть; 27 - слив без очистки; 28 - слив с очистки; 29 - тангенциальный патрубок подвода загрязненной жидкости; 30 - патрубок подачи окислителя; 31, 32 - патрубок отвода шлама; 33 - патрубок отвода очищенной воды; 34 - патрубок отвода пены.

Представленная мобильная снегоплавильная установка, содержит двухступенчатый гидроциклон-окислитель 12 с цилиндроконическим корпусом, тангенциальным патрубком подвода загрязненной жидкости 29, патрубками отвода шлама 31, 32 и пены 34, очищенной воды 33, патрубком подачи окислителя 30 и барботажным устройством, корпусом вторичной закрутки с лопаточными завихрителями и фильтром, а также она имеет снегоплавильную камеру 1 с термопанелью 2 и слоем термоизоляции 3 по внешнему корпусу 24, в нижней части снегоплавильной камеры 1 имеются магистрали без очистки и с очисткой с клапанами слива жидкости 6 и 9, соединенные со сливными отверстиями плавильной камеры 27 и 28, магистраль с очисткой содержит гидронасос 10 с электроприводом 11 для подачи загрязненной жидкости в двухступенчатый гидроциклон-окислитель 12 через тангенциальный патрубок подвода жидкости 29, при этом патрубки отвода шлама 31, 32 и пены 34 двухступенчатого гидроциклона-окислителя 12 имеют выход в резервуар для сбора загрязнителя 13, а термопанель 2 и электропривод 11 подключены к блоку управления 21, работающему по сигналам с панели управления 22.

Мобильная снегоплавильная установка имеет возможность мобильного перемещения посредством ходовой части 26, представляющей собой, например, четырехколесное шасси, и поручня 25.

В резервуаре для сбора загрязнителя 13 введен датчик уровня загрязнителя 14, подключенный к блоку управления 21.

В снегоплавильной камере 1 размещена съемная решетка 4 для задержания крупного мусора и от таяния снега, подключенный к блоку управления 21, который состоит из микроконтроллера 20 с каналами управления работой магистралей, передачей и приемом информации с панели управления 22. Датчик уровня жидкости 5 и датчик уровня загрязнителя 14 могут быть выполнены в виде емкостных или поплавковых датчиков с электрическим выходом (http.//ankorn.ru - офиц. сайт, дата обращения 01.11.2017 г.) - [6].

Блок управления 21 состоит из микроконтроллера 20, канала управления термопанелью 15, канала измерения уровня жидкости 16, канал управления клапанами (6, 8, 9) 17, канала измерения уровня загрязнителя (шлама и пены) 18 и канала управления электроприводом-19.-Входом блока управления 21 являются входы канала измерения уровня жидкости 16, канала измерения уровня загрязнителя 18 и порты микроконтроллера 20, а выходом являются выходы с каналов управления клапанами (6, 8, 9) 17, электроприводом 19 и термопанелью 15. Ко входам микроконтроллера 20 блока управления 21 подключаются выходы с канала измерения уровня жидкости 16, канала измерения уровня загрязнителя 18 и панели управления 22, при этом к входу канала измерения уровня жидкости 16 подключается датчик уровня жидкости 5, а к входу канала измерения уровня загрязнителя 18 подключается датчик уровня загрязнителя 14, выходы с каналов подключены к портам микроконтроллера 20, а выходы микроконтроллера 20 подключены ко входам каналов управления термопанелью 15, клапанами (6, 8, 9) 17, электроприводом 19, панели управления 22, при этом выход канала управления термопанелью 15 подключен к термопанели 2, выходы канала управления клапанами (6, 8, 9) 17 подключены к клапанам 6, 8 и 9, выход канала управления электроприводом 19 подключен к электроприводу гидронасоса 11.

Работает установка следующим образом: снежная масса поступает в снегоплавильную камеру 1 и плавится термопанелью 2, работающей от электричества, поступающего из аккумулятора 23. Канал управления термопанелью 15 блока управления 21 осуществляет контроль за работой термопанели 2 по командам микроконтроллера 20 от панели управления 22. Слой термоизоляции 3, находящийся во внешнем корпусе 24 мобильной снегоплавильной установки, позволяет удерживать тепло в снегоплавильной камере 1. Очистка от крупного мусора осуществляется через съемную решетку для задержания крупного мусора 4.

Информативный сигнал датчика уровня жидкости 5 поступает в канал измерения уровня жидкости 16 блока управления 21, где осуществляется преобразование и нормирование сигнала для возможности его обработки микроконтроллером 20, выдает на панель управления 22 информацию о готовности слива жидкости, при этом пользователь выбирает программу с очисткой или без очистки. В случае, когда не требуется физико-химическая очистка, предусмотрен слив жидкости через клапан слива жидкости без очистки 6, при этом на панели управления 22 выбирается соответствующая программа и срабатывает клапан 6, управляемый каналом управления клапанами 17. Затем вода выходит из установки через слив без очистки 27.

При выборе программы с очисткой жидкость попадает в магистраль с очисткой при срабатывании клапана слива очищенной жидкости 9. Далее в микроконтроллере 20 формируется команда о включении гидронасоса 10, запускаемый электроприводом 11 по каналу управления электроприводом 19. Затем гидронасос 10 подает загрязненную жидкость в двухступенчатый гидроциклон-окислитель 12 через тангенциальный патрубок подвода загрязненной жидкости 29.

В гидроциклоне, благодаря тангенциальному подводу 29, жидкость приобретает вращательное движение, и взвешенные частицы под действием центробежной силы отбрасываются, а остальная часть частиц задерживается в фильтре. Далее жидкость, изменяя свое направление, попадает в барботажное устройство, подающее воздушно-озоновую смесь, как окислитель, по патрубку подачи окислителя 30 из озонатора (баллона с окислителем) 7. Управление дозировкой окислителя осуществляется клапаном 8 по каналу управления клапанами 17.

В этот момент осуществляется одновременное окисление и флотация загрязнителей. Во время окисления, углеводороды распадаются до углекислого газа и воды, цианиды теряют свою токсичность. Реакция окисления углеводородов происходит следующим образом:

СхНу+zO3 → уН2O+хСO2 ↑,

где z=(у/2+2⋅х)/3.

Образуемая процессом флотации пена выходит через патрубок отвода пены 34, а вода проходит через завихрители и попадает во вторичную полость, где окончательно очищается от взвешенных частиц. Концентрат загрязнителя и продукты его нейтрализации поступают в резервуар для сбора загрязнителя 13 по патрубкам отвода шлама 31, 32. Пройдя через гидроциклон, очищенная жидкость выходит из установки по патрубку отвода очищенной воды 33 и сливу с очисткой 28. Очищенная вода может накапливаться в дополнительном резервуаре для очищенной воды и использоваться для технических нужд или сливаться в канализацию, при этом не происходит серьезное загрязнение почв.

Мобильная снегоплавильная установка имеет возможность мобильного перемещения посредством ходовой части 26, представляющей собой, например, четырехколесное шасси, и поручня 25. При эксплуатации установки пользователь может легко ее перемещать во дворах, убирая снежную массу, на пешеходных тротуарах, территориях административных учреждений и др.

Таким образом, в предложенной установке повышается эффективность очистки снежных масс:

плавление и проведение механической очистки за счет задержания крупного мусора и химической очистки за счет двухступенчатого центробежного разделения взвешенных частиц в воде, фильтрования и окислительного разложения нефтепродуктов, цианидов, сероводорода и других веществ, все это улучшает экологию;

увеличивается производительность процесса работы установки за счет автоматизации; малый вес и габариты дают возможность мобильного перемещения на локальных территориях;

установка позволяет использовать воду после очистки в хозяйственных и технических нуждах или сливать в канализацию, при этом не происходит загрязнение почв, повышается экономичность.

1. Мобильная снегоплавильная установка, содержащая двухступенчатый гидроциклон-окислитель с цилиндроконическим корпусом, тангенциальным патрубком подвода загрязненной жидкости, патрубками отвода шлама и пены, очищенной воды, патрубком подачи окислителя и барботажным устройством, корпусом вторичной закрутки с лопаточными завихрителями и фильтром, отличающаяся тем, что установка содержит снегоплавильную камеру с термопанелью и слоем термоизоляции по внешнему корпусу, в нижней части которой имеются магистрали без очистки и с очисткой с клапанами слива жидкости, соединенные со сливными отверстиями плавильной камеры, магистраль с очисткой содержит гидронасос с электроприводом для подачи загрязненной жидкости в двухступенчатый гидроциклон-окислитель через тангенциальный патрубок подвода жидкости, при этом патрубки отвода шлама и пены двухступенчатого гидроциклона-окислителя имеют выход в резервуар для сбора загрязнителя, а термопанель и электропривод гидронасоса подключены к блоку управления, работающему по сигналам с панели управления.

2. Мобильная снегоплавильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что установка имеет возможность мобильного перемещения посредством ходовой части.

3. Мобильная снегоплавильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что в резервуар для сбора загрязнителя введен датчик уровня загрязнителя, подключенный к блоку управления.

4. Мобильная снегоплавильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что в снегоплавильной камере размещена съемная решетка для задержания крупного мусора.

5. Мобильная снегоплавильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что снегоплавильная камера содержит датчик уровня жидкости от таяния снега, подключенный к блоку управления.

6. Мобильная снегоплавильная установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления состоит из микроконтроллера с портами управления работой магистралей, передачей и приемом информации с панели управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам переработки убираемой с городских территорий снежной массы путем ее принудительного таяния. Установка для таяния снега содержит приемную, плавильную и вихревую камеры.

Изобретение относится к технике городского хозяйства, а именно к методам утилизации убираемого снега. Способ ликвидации снежных, ледяных масс заключается в том, что растапливание снежных, ледяных масс производят в устройствах принудительной утилизации.

Изобретение относится к устройству для удаления снега посредством плавления, расплавляющему в воду снег, всасываемый средством для всасывания. Устройство для удаления снега содержит средство для всасывания снега, включающее в себя разрыхляющую часть, выполненную с возможностью принудительного дробления и разрыхления внешнего снега, и всасывающую часть, выполненную с возможностью принудительного всасывания снега, разрыхленного в разрыхляющей части.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к широкозахватным агрегатам для задержания снега на полях. Устройство для навески клина снегопаха включает двухотвальный клин с полозьями (лыжами), кинематически закрепленный при помощи рамы с гидроцилиндрами на тракторе.

Изобретение относится к области коммунального хозяйства и может найти применение при очистке территорий от снега. Способ плавления снега включает загрузку его в плавильную емкость 1, отвод талой воды в накопитель 4 и повторную подачу ее части под давлением в плавильную камеру 1.

Изобретение относится к чистке транспортных средств. Способ удаления льда и наледи с ходовых частей подвижного состава поезда заключается в том, что применяют СВЧ-излучения с использованием установки, включающей в себя энергоблок с генератором СВЧ-излучения и электрическими связями.

Группа изобретений относится к снегоуборочной машине с поворотной воздуходувной системой и способу ее эксплуатации. Поворотная воздуходувная система (10) снегоуборочной машины (1) выполнена с возможностью регулировки и с возможностью поворота вокруг проходящей через снегоуборочную машину вертикальной оси (13).

Изобретение относится к снегоочистительному отвалу, предназначенному для поглощения боковых ударов и имеющему изменяемую снегоуборочную поверхность. Снегоочистительный отвал (100) содержит первое снегоуборочное лезвие (3), второе снегоуборочное лезвие (4), первую опору (5), на которой установлены указанные первое лезвие (3) и второе лезвие (4).

Группа изобретений относится к области дорожного строительства. Способ удаления снега с дорожного покрытия путем его подогрева осуществляется с помощью укладки под поверхностью покрытия системы труб, по которым циркулирует нагретый теплоноситель.

Группа изобретений относится к области способов и устройств очистки дорожного полотна магистралей (улиц) от выпадающих снежных осадков. Способ включает воздействие тепловой энергии выхлопных газов автомобилей на снежный покров дорожного полотна.

Изобретение относится к технологиям и средствам для оперативной очистки дорожного полотна протяженных автотрасс во время снегопада или дождя. Группы лазерных излучателей размещают поперек дорожного полотна, при этом обеспечивают их возвышение над его уровнем, не препятствующую движению транспорта.

Изобретение относится к технике городского хозяйства, а именно к методам утилизации убираемого снега. Способ ликвидации снежных, ледяных масс заключается в том, что растапливание снежных, ледяных масс производят в устройствах принудительной утилизации.

Изобретение относится к технике городского хозяйства, а именно к методам утилизации убираемого снега. Способ ликвидации снежных, ледяных масс заключается в том, что растапливание снежных, ледяных масс производят в устройствах принудительной утилизации.

Изобретение относится к устройству для удаления снега посредством плавления, расплавляющему в воду снег, всасываемый средством для всасывания. Устройство для удаления снега содержит средство для всасывания снега, включающее в себя разрыхляющую часть, выполненную с возможностью принудительного дробления и разрыхления внешнего снега, и всасывающую часть, выполненную с возможностью принудительного всасывания снега, разрыхленного в разрыхляющей части.

Изобретение относится к устройству для удаления снега посредством плавления, расплавляющему в воду снег, всасываемый средством для всасывания. Устройство для удаления снега содержит средство для всасывания снега, включающее в себя разрыхляющую часть, выполненную с возможностью принудительного дробления и разрыхления внешнего снега, и всасывающую часть, выполненную с возможностью принудительного всасывания снега, разрыхленного в разрыхляющей части.

Изобретение относится к чистке транспортных средств. Способ удаления льда и наледи с ходовых частей подвижного состава поезда заключается в том, что применяют СВЧ-излучения с использованием установки, включающей в себя энергоблок с генератором СВЧ-излучения и электрическими связями.

Изобретение относится к чистке транспортных средств. Способ удаления льда и наледи с ходовых частей подвижного состава поезда заключается в том, что применяют СВЧ-излучения с использованием установки, включающей в себя энергоблок с генератором СВЧ-излучения и электрическими связями.

Группа изобретений относится к области дорожного строительства. Способ удаления снега с дорожного покрытия путем его подогрева осуществляется с помощью укладки под поверхностью покрытия системы труб, по которым циркулирует нагретый теплоноситель.

Группа изобретений относится к области дорожного строительства. Способ удаления снега с дорожного покрытия путем его подогрева осуществляется с помощью укладки под поверхностью покрытия системы труб, по которым циркулирует нагретый теплоноситель.

Группа изобретений относится к области способов и устройств очистки дорожного полотна магистралей (улиц) от выпадающих снежных осадков. Способ включает воздействие тепловой энергии выхлопных газов автомобилей на снежный покров дорожного полотна.
Наверх