Транспортируемая установка для сооружения в зимних условиях дороги
Полезная модель относится к области использования авиационных газотурбинных двигателей в народном хозяйстве, в частности, к строительству зимних дорог из снега в условиях вечной мерзлоты. Транспортируемая установка для сооружения дорог в зимних условиях из снега содержит теплогенератор, в качестве которого использован авиационный газотурбинный двигатель, создающий на выхлопе высокотемпературную струю газа, которая плавит предварительно утрамбованный снег. Образующийся при этом слой воды в течение ночи замерзает и создает плотную основу транспортной дороги. Авиационный газотурбинный двигатель снабжен на выходе съемным реактивным соплом, выходное отверстие которого выполнено овальной формы, а ось реактивного сопла отклонена в сторону грунта от оси авиационного двигателя. Реактивное сопло снабжено эжекторным насадком. Указанная особенность выполнения теплогенератора в виде авиационного газотурбинного двигателя позволяет оптимизировать транспортируемую установку для формирования в зимних условиях вечной мерзлоты необходимой для освоения Крайнего Севера зимней дороги («зимника»). 4 зависимых пункта, 3 илл.
Полезная модель относится к области использования авиационного газотурбинного двигателя для сооружения в зимних условиях дороги в северных районах страны..
Известна транспортируемая установка для сооружения зимней дороги из снега («зимника») в северных районах страны, включающая комплекс машин и механизмов, подготавливающих грунтовое ложе, например, из песка, укладывающих и прессующих снег. Специальные генераторы тепла (горелки) создают поток горячего газа, оплавляющий верхний слой спрессованного снега, который впоследствии замерзает в условиях низкой атмосферной температуры. Созданная таким образом временная дорога обеспечивает возможность доставки в зимнее время грузов на промышленные объекты (см., например, патент Р.Ф. 2268334, 21.12.2004 г.).
Недостатком существующих установок является высокое потребление энергии, что требует применения специального компрессорного оборудования и большого числа горелок для подачи высокотемпературной и высоконапорной струи газа к поверхности «зимника».
С целью устранения указанного недостатка предлагается в качестве источника тепла для плавления спрессованного снега (теплогенератора) использовать авиационный газотурбинный двигатель, создающий на выхлопе высокотемпературную и высоконапорную струю газа. Для повышения эффективности установки путем снижения потерь тепла выхлопной струи, целесообразно отклонить ось реактивного сопла в сторону грунта от оси авиационного газотурбинного двигателя, а выходное отверстие реактивного сопла выполнить овальной формы. Реактивное сопло выполнено съемным, что позволяет изменением размера выходного сечения насадка 2 обеспечить необходимый режим работы газотурбинного двигателя.
Для снижения потерь тепла в атмосферу из-за расхода его на испарение воды реактивное сопло снабжено эжекторным насадком, что позволяет снизить температуру газов, выходящих из выходного сечения 4, благодаря увеличению расхода газа за счет эжектирования воздуха из атмосферы и тем самым, избежать активного испарения воды под действием высокой температуры струи газа. На фиг.1 представлен общий вид установки, а на фиг.2 и фиг.3 более детально представлена выходная часть съемного насадка 2 и реактивного сопла 7.
Предлагаемая транспортируемая установка для сооружения в зимних условиях дороги («зимника») содержит в качестве теплогенератора авиационный газотурбинный двигатель 1, снабженный съемным насадком 2 и закрепленным на нем эжекторным насадком 3, выходное сечение 4 которого выполнено овальной формы. Срез съемного насадка 2 снабжен специальными карманами 5 для улучшенного смешения поступающего из газотурбинного двигателя 1 горячего газа с эжектируемым через кольцевой канал 6 атмосферного воздуха. Эжекторный насадок 3 вместе со съемным насадком 2 образуют реактивное сопло 7, ось которого на выходе струи отклонена от оси газотурбинного двигателя 1 в сторону грунта 14. Установка снабжена воздухозаборником 12 газотурбинного двигателя 1 и дополнительным воздухозаборником 13 для обеспечения подвода атмосферного воздуха к кольцевому каналу 6 эжектора. Установка снабжена топливным баком для питания газотурбинного двигателя 1, системой управления оборотами двигателя 1, тягачем для перемещения и катком для укладки снега (на схеме не показаны).
Транспортируемая установка для сооружения в зимних условиях дороги работает следующим образом. В заранее подготовленное путем выемки части грунта 14 ложе 9 необходимой ширины засыпают слой песка 10 и укладывают слой плотно утрамбованного снега 8. Размещенная на платформе 11 установка перемещается тягачем вдоль прокладываемой дороги, при этом поступающая из выходного сечения 4 струя горячего газа плавит утрамбованный слой снега 8 и превращает его в воду, которая в дальнейшем замерзает и создает плотную в виде ледяного покрытия поверхность транспортной дороги. Добавление песка и гравия обеспечивает необходимое сцепление колес автомобильного транспорта с ледяной дорогой. Поступающий через кольцевой канал 6 атмосферный воздух вследствии эжектирующего действия выходящего из съемного насадка 2 газа, снижает температуру струи на выходе из реактивного сопла 7 до необходимой температуры, а овальная форма выходного сечения 4 реактивного сопла 7 позволяет распределить горячий газ на ширину ложа 9. Отклонение оси реактивного сопла 7 от оси двигателя 1 позволяет обеспечить большую поверхность соприкосновения струи газа, выходящего через выходное сечение 4, с поверхностью снежного слоя и, тем самым, ускорить его оплавление.
Использование транспортируемой установки согласно предлагаемой полезной модели позволяет в короткие сроки прокладывать необходимые для развития северных районов зимние транспортные коммуникации, благодаря применению компактного и эффективного теплогенератора в виде авиационного газотурбинного двигателя, снабженного съемным реактивным соплом, оборудованным эжекторным насадком. При этом отклонение оси реактивного сопла, а также форма его выходного сечения позволяет оптимизировать техническое решение и, тем самым, повысить эффективность и снизить расходы на сооружение временной зимней дороги.
1. Транспортируемая установка для сооружения в зимних условиях дороги («зимника») путем создания на поверхности заранее подготовленного грунта ледяного покрытия, сформированного из расплавленного снега, включающая теплогенератор, отличающаяся тем, что в качестве теплогенератора использован авиационный газотурбинный двигатель, создающий на выхлопе высокотемпературную струю газа.
2. Транспортируемая установка по п.1, отличающаяся тем, что авиационный газотурбинный двигатель снабжен съемным реактивным соплом.
3. Транспортируемая установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что выходное отверстие реактивного сопла выполнено овальной формы.
4. Транспортируемая установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что ось реактивного сопла отклонена в сторону грунта от оси авиационного газотурбинного двигателя.
5. Транспортируемая установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что съемное реактивное сопло снабжено эжекторным насадком.
