Способ раскалывания льда
Владельцы патента RU 2776198:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к очистке поверхностей от льда, в частности к раскалыванию льда на дорогах и тротуарах. На лед воздействуют импульсным лазерным излучением с длиной волны, соответствующей максимуму спектра поглощения льда 3.1-3.2 мкм, с частотой следования импульсов 22 кГц. Повышается эффективность раскалывания льда. 1 ил.
Предлагаемый способ может быть использован для очистки поверхностей от льда и, в частности, для раскалывания льда на дорогах и тротуарах.
Известен способ удаления льда [1], заключающийся в том, что на лед воздействуют лазерным излучением с длиной волны в диапазоне 10-11 мкм, соответствующем области поглощения излучения льдом, и происходит скалывание льда.
Недостатком является использование на самолетных поверхностях и локальное действие на тонкие слои, что не позволяет проводить разрушение льда на больших массивах. Кроме того, длина волны 10-11 мкм не является эффективной с точки зрения максимума поглощения лазерного излучения льдом.
Известен также способ раскалывания льда ультразвуком (УЗ) частотой 22 кГц [2].
Недостатком этого способа является то, что он пригоден только для раскалывания чистого льда и не может быть использован для раскалывания льда на дорожных покрытиях, так там имеется снег вместе со льдом, а это приведет к затуханию У3-колебаний в снегу.
Предлагаемый способ лишен указанных недостатков за счет того, что используется импульсное лазерное излучение с длиной волны 3.1-3.2 мкм (фиг.1 [3]), с ультразвуковой частотой следования 22 кГц.
Из спектра поглощения льдом лазерного излучения видно, что наиболее эффективное поглощение этого излучения льдом приходится на длину волны 3.1-3.2 мкм (фиг.1) по сравнению с длиной волны 10-11 мкм, приведенных в прототипе [1]. Это является преимуществом, так как требуется меньшая мощность лазерного излучения для достижения того же эффекта.
Технический результат заявляемого способа заключается в повышении эффективности раскалывания льда.
Указанный технический результат достигается за счет использования для раскалывания льда импульсного лазерного излучения с длиной волны 3.1-3.2 мкм и частотой следования импульсов 22 кГц.
Способ реализуется следующим образом. На лед воздействуют импульсным лазерным излучением с длиной волны 3.1 - 3.2 мкм и частотой следования импульсов 22 кГц. Лазерный луч проникает сквозь снег, не теряя своей интенсивности и воздействует на ледяное покрытие с частотой 22 кГц.
Воздействие на лед лазерного излучения с длиной волны 3.1-3.2 мкм приводит к резонансному поглощению льдом этого излучения. Длина волны 3.1-3.2 мкм является оптимальной с точки зрения эффективности поглощения льдом этого излучения. А это, в свою очередь, приводит к локальному точечному нагреву внутри льда и к его разрушению.
Кроме того, за счет воздействия на лед импульсного лазерного излучения частотой 22 кГц, во льду возникают ультразвуковые колебания, которые, в свою очередь, воздействуют на кристаллическую решетку льда, которая не в состоянии «успеть» за сокращением и расширением, вызванными этой частотой, что приводит к дополнительному разрушению льда.
Одновременное воздействие на лед лазерного и ультразвукового излучений приводит к усилению эффекта его разрушения.
Далее, расколотый лед можно удалять известными способами, например вручную или грейдером.
Литература
1. Патенты США №6206325, НКИ 244/134Е, 2001 г., Канады №2222881, МКИ H02G 7/16, 1998 г.
2. https://www.equipnet.ru/org-biz/uslugi/uslugi_55.html
3. ftp://ftp.cgd.ucar.edu/archive/cam-tutorial/CAM-Tutorial-PDFs/Radiation_tutorial.pdf
Способ раскалывания льда посредством облучения его лазерным излучением, отличающийся тем, что на лед воздействуют импульсным лазерным излучением с длиной волны, соответствующей максимуму спектра поглощения льда 3.1-3.2 мкм, с частотой следования импульсов 22 кГц.
