Снеготаялка повышенной производительности

Снеготаялка повышенной производительности состоит из корпуса плавильной ванны с погруженными в нее двумя теплообменниками. Каждый теплообменник содержит центральную трубу, соединенную с горелкой, и тепловые каналы, которые свободным концом через гофрированный компенсатор соединены с полым коробом корпуса, сообщающимся с полой боковой стенкой. В верхней части боковой стенки внутренний лист имеет ряд продольных отверстий, сообщающих полость боковой стенки с атмосферой. Гофрированный компенсатор предусмотрен для компенсации изменения общей длины теплообменника, зажатого между передней стенкой корпуса и стенкой короба, при его нагревании пламенем горелки. Для монтажа и демонтажа теплообменника внутри корпуса в стыке со стенкой 16 короба предусмотрен люк с крышкой 17.

Большая сплошная площадь теплопередачи, образуемая боковыми стенками плавильной ванны, а также тепловая завеса вверху ванны, образованная встречным потоком горячего газа из продольных отверстий, обуславливают улучшение контакта подогрева со средой, что приводит к ускорению процесса плавления снега и, как следствие, к повышению эффективности и производительности снеготаялки.

Предлагаемое техническое решение относится к области снегоуборочных машин, работающих посредством воздействия тепловой энергии, направленной на таяние снежной массы, помещенной в обогреваемую емкость, а именно к снеготаялкам.

Известна снеготаялка, включающая корпус, выполненный в виде плавильной ванны, в которую помещен трубчатый теплообменник, состоящий из соединенной с нагревательным устройством центральной трубы с тепловыми каналами, которая со стороны свободного конца соединена с боковыми ответвлениями, расположенными в одной горизонтальной плоскости с центральной трубой, имеющими выходные патрубки, а также трубы для распыления подогретой воды, отличающаяся тем, что выходные трубы протянуты вдоль верхних внутренних краев боковых стенок корпуса, при этом трубы для распыления подогретой воды размещены внутри патрубков и имеют выпускные насадки, направленные внутрь ванны, выходящие через продольные прорези, выполненные в патрубках.

Данная снеготаялка по своей технической сущности и достигаемому результату, обеспечиваемому теплообменником известной снеготаялки, является наиболее близкой к предложению заявителя и, поэтому, принята за прототип (1).

Теплообменник - это наиболее важный элемент снеготаялки, существенно влияющий на производительность работы этого оборудования. Назначением теплообменника является обеспечение прогрева всего объема воды и загруженного снега в плавильной ванне для чего он должен иметь максимальную контактируемую с ними площадь передачи тепла от нагревательного устройства. С этой целью в прототипе помимо центральной трубы с боковыми ответвлениями, расположенными в одной горизонтальной плоскости в прототипе предусмотрены выходные трубы, протянутые вдоль верхних внутренних краев боковых стенок корпуса, и трубы для распыления подогретой воды на верхнюю часть снега в ванне.

Однако прототипу свойственны следующие недостатки.

1. Пространственная конструкция теплообменника занимает ощутимый объем в плавильной ванне в ущерб объему загружаемого для растапливания снега.

2. В плавильной ванне подогреву подвергаются только нижний и верхний пояса воды и снежной массы в местах контакта с теплообменником.

3. Выходные трубы, протянутые вдоль верхних внутренних краев боковых стенок корпуса, подвергаются ударам от сбрасываемого в ванну снега, что обуславливает возможность их деформации и поломок.

4. Трубы для распыления внутрь ванны подогретой воды, предназначенной для ускорения таяния верхних слоев снежной массы, принятые в снеготаялках практически всех фирм, требуют установки насосов с трубопроводами для перекачки под давлением этой воды, что усложняет конструкцию оборудования.

5. Самым серьезным недостатком прототипа является то, что в снеготаялках повышенной производительности для увеличения мощности оборудования требуется установка, например, двух нагревательных устройств, для чего конструкция теплообменника прототипа вообще неприемлема. Это вызвано тем, что боковые ответвления, расположенные в одной горизонтальной плоскости с центральной трубой, предопределяют значительную ширину теплообменника, а установка рядом двух этих узлов потребует увеличения габаритной ширины корпуса плавильной ванны, превышающей допустимую для автомобильных и железнодорожных перевозок. Кроме того, наличие двух выходных труб в середине ванны практически перекроет возможность загрузки снега и поэтому требуется удаление их из конструкции теплообменника, что уменьшит поверхность его контакта с водой и снегом.

Таким образом, главной задачей, решаемой в предложении заявителя, является существенное повышение производительности и упрощение конструкции снеготаялки.

Решение указанной задачи достигается тем, что в снеготаялке повышенной производительности, включающей корпус, выполненный в виде плавильной ванны, в которую помещены трубчатые теплообменники, состоящие из соединенных с нагревательным устройством центральных труб с тепловыми каналами, которые, в отличие от прототипа, со стороны свободных концов через гофрированные компенсаторы соединены с предусмотренными в корпусе ванны полыми коробами, сообщающимися с полыми полостями каждой боковой стенки корпуса, образованной наружным и внутренним листами, кроме того, в верхней части внутренних листов предусмотрен ряд продольных отверстий, сообщающих полости боковых стенок с атмосферой.

На фиг.1 изображен общий вид снеготаялки; на фиг.2 - общий вид корпуса плавильной ванны снеготаялки в аксонометрии; на фиг.3 - продольный разрез корпуса плавильной камеры; на фиг.4 - сечение А-А; на фиг.5 - сечение Б-Б.

Снеготаялка состоит из корпуса плавильной ванны 1 с погруженными в нее двумя теплообменниками 2 и операционного отсека 3 с нагревательными устройствами (горелками) 4 - источниками нагрева воды и таяния снега в плавильной ванне. Остальные элементы снеготаялки, показанные на фиг.1 не обозначены, так как в заявке они не рассматриваются.

Каждый теплообменник 2 состоит из центральной трубы 5, соединенной с горелкой 4, и тепловых каналов 6. которые свободным концом через гофрированный компенсатор 7 соединены с полым коробом 8 и сообщаются с полой боковой стенкой 9 корпуса. Боковая стенка образована наружным 10 и внутренним 11 листами, которые соединены между собой перемычками 12, 13 (нижняя перемычка не показана). В верхней части боковой стенки внутренний лист имеет ряд продольных отверстий 14, сообщающих полость боковой стенки с атмосферой. Гофрированный компенсатор 7 предусмотрен для компенсации изменения общей длины теплообменника, зажатого между передней стенкой 15 корпуса и стенкой 16 короба, при нагревании пламенем горелки 4 центральной трубы и тепловых каналов.

Для монтажа и демонтажа теплообменника внутри корпуса в стыке со стенкой 16 короба предусмотрен люк с крышкой 17.

Работает снеготаялка следующим образом.

Перед началом работы плавильную ванну 1 заполняют холодной водой. С помощью горелок 4 вода нагревается до заданной температуры. Нагрев воды происходит за счет тепла передаваемого горячим газом, образуемым факелами горелок, распространяющимся по трубам теплообменника 2 и поступающим в короба 8 и полости боковых стенок 9. Из отверстий 14 вверху двух боковых стенок горячий газ выходит наружу навстречу друг другу, образуя тепловую завесу над открытой плавильной ванной. После необходимого нагрева воды ванну загружают снегом, который под воздействием теплой, постоянно подогреваемой горелками, воды начинает таять. Последующие загрузки могут производиться непрерывно.

Таким образом, вода и загруженный в ванну снег находятся в объеме, кругом подогреваемом со всех сторон большими тепловыми площадями.

Предложенная снеготаялка повышенной производительности по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:

- большая сплошная площадь теплопередачи, образуемая боковыми стенками плавильной ванны, обуславливает улучшение контакта подогрева со средой, приводит к ускорению процесса плавления снега и, как следствие к повышению эффективности и производительности снеготаялки;

- теплообменники в виде двух труб, коробов и полых стенок, по сравнению с теплообменниками прототипа, занимают относительно меньшее место в ванне при увеличении тепловой поверхности и объема под загрузку снега, что также обуславливает повышение производительности;

- пустотелые двойные боковые стенки с перемычками, выполненные в виде коробчатого сечения, обеспечивают более высокую прочность корпуса при воздействии распорных усилий от загружаемого снега;

- при наличии тепловой завесы вверху плавильной ванны отпадает необходимость в верхних трубах для распыления теплой воды на поверхность снега в ванне и насосной системы для подачи этой воды, что упрощает конструкцию снеготаялки.

Источник информации принятый во внимание при составлении заявки:

1. Снеготаялка. Патент на полезную модель 74400

Снеготаялка повышенной производительности, включающая корпус, выполненный в виде плавильной ванны, в которую помещены трубчатые теплообменники, состоящие из соединенных с нагревательным устройством центральных труб с тепловыми каналами, отличающаяся тем, что тепловые каналы со стороны свободных концов через гофрированные компенсаторы соединены с предусмотренными в корпусе ванны полыми коробами, сообщающимися с полыми полостями каждой боковой стенки корпуса, образованной наружным и внутренним листами, кроме того, в верхней части внутренних листов предусмотрен ряд продольных отверстий, сообщающих полости боковых стенок с атмосферой.