Снегоплавильная установка
Технический результат - повышение КПД и эффективности работы обеспечивается тем, что в снегоплавильной установке, содержащей снегоплавильную ванну и нагреватель, основание снегоплавильной ванны выполнено из магнитомягкого материала, нагреватель выполнен в виде генератора тепла и расположен под основанием ванны, при этом борта снегоплавильной установки имеют наклон наружу, ванна установлена на колесах, имеет рукоять - держатель, а в ее дне выполнена щель для слива талой воды, а генератор тепла состоит из последовательно соединенных блока питания, коммутатора с частотно перестраиваемым генератором импульсов, силового модуля питания индукторов, выполненных, например, в виде плоской катушки Тесла и установленных с равномерным шагом и симметрично по осям координат.
Заявленная полезная модель относится к области коммунального хозяйства и предназначена для утилизации снега и льда, собираемого с обслуживаемой коммунальными работниками площади.
Известно устройство для таяния снега, названное «Снеготаялка», содержащее камеру замкнутого объема, с загрузочными воротами, систему трубопроводов для подачи теплоносителя и его отвода после охлаждения, интенсификатор таяния снега и дополнительную камеру.
Система трубопроводов включает нагнетательную распределительную систему из перфорированных труб для подачи горячего воздуха, размещенную под основанием, и воздухозаборный перфорированный трубопровод, установленный в верхней части камеры таяния.
Интенсификатор выполнен в виде инфракрасных излучателей и также установлен в верхней части камеры таяния.
Дополнительная камера установлена снаружи камеры таяния и содержит энергоустановку, соединенную с нагнетательной распределительной системой и воздухозаборным перфорированным трубопроводом.
Снеготаялка установливается над осадочно-переливным приямком, соединенным с канализационным колодцем, см. патент РФ №2226591 E 03 F 5/02.
Известная установка обладает низким кпд и низкой эффективностью.
Известно также устройство для переработки снега и льда, реализующее «Способ переработки снега и льда», см. патент РФ №2245412, Е 01 Н 5/10.
Устройство содержит емкость для топки снега и льда со сливным отверстием и направленные горелки.
Процесс растапливания снега и льда производится после их загрузки в емкость и последовательного их нагрева посредством пламени горелок. Одновременно полученную воду удаляют из емкости.
Недостатками данного способа являются низкий КПД установки, повышенный уровень шума, пожароопасность, неэкологичность, а также низкая экономическая эффективность.
Целью настоящей полезной модели является достижение технического результата по повышению кпд установки и эффективности плавления снега.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в известной снегоплавильной установке, содержащей снегоплавильную ванну и нагреватель предлагается основание снегоплавильной ванны выполнить из магнитомягкого материала и установить под основанием ванны, в котором выполнить щель для слива талой воды, при этом борта снегоплавильной установки выполнить с наклоном наружу, ванну установить на колесах, установить рукоять-держатель, нагреватель выполнить в виде генератора тепла, который содержит последовательно соединенные блок питания, коммутатор с частотно перестраиваемым генератором импульсов, силовой модуль 11 питания индукторов 12, которые выполнены, например, в виде плоской катушки Тесла и установленных под основанием ванны с равномерным шагом и симметрично по осям координат.
Полезная модель поясняется графическими материалами.
На Фиг.1 представлен общий вид снегоплавильной установки, на Фиг.2 представлена структурная схема генератора тепла.
Снегоплавильная установка состоит из ванны 1 и прикрепленного снизу к ее основанию 2, генератора тепла 3.
Борта 4 снегоплавильной установки имеют наклон наружу, а в основании 2 снегоплавильной ванны 1 имеется щель 5 для слива талой воды.
Снегоплавильная установка имеет ручку-держатель 6 и колеса 7, а генератор тепла 3, установленный на нижней части основания 2 ванны 1 имеет кабель 8 для подключения к электросети.
Генератор тепла 3 индукционного типа, см. Фиг.2, содержит блок питания 9, коммутатор 10, силовой транзисторный модуль 11 питания индукторов 12.
Коммутатор 10 управляется генератором импульсов 13 перестраиваемой частоты.
Снегоплавильная установка имеет ручку-держатель 6 и колеса 7, а генератор тепла 3, установленный на нижней части основания 2 ванны 1 имеет кабель 8 для подключения к электросети.
Генератор тепла 3 функционирует следующим образом.
Коммутатор 10, управляемый частотно-перестраиваемым генератором импульсов 13, периодически подключает транзисторы силового модуля 11 питания к индукторам 12, выполненным, например, в виде катушки Тесла.
Индукторы 12 размещены в непосредственной близости (на расстоянии 2-4 мм) от основания 2 снегоплавильной ванны 1.
В результате основание 2 снегоплавильной ванны 1, выполненное из ферромагнитного (магнитомягкого) материала, нагревается токами Фуко, возбуждаемыми индукторами 12 и растапливает снег внутри ванны 1.
Для того чтобы вода, полученная в процессе таяния снега и льда, самотеком поступала в канализацию, основание ванны 1 имеет небольшой уклон.
Снегоплавильная установка работает в двух режимах - стационарном и динамическом.
При стационарном режиме снегоплавильная установка размещается на площадке со снегом и льдом и коммунальный работник наполняет снегоплавильную ванну 2 снегом и/или льдом.
Электронагревательные элементы 3 через кабель 8 подключаются к ближайшей розетке электросети.
Тепло для плавления снега и льда получается индукционным методом, путем нагрева низкочастотными токами Фуко ферромагнитного (магнитомягкого) материала основания 2 ванны 1.
Снег (лед) в ванне 1 тает и талая вода через щель 5 сливается в ближайший канализационный колодец (на Фиг.1 не показан).
Динамический режим используется тогда, когда высота снежного покрова на площадке превышает высоту снегоплавильной установки.
Генератор тепла 3 подключается посредством кабеля 8 к ближайшей электрической сети или может быть составлен из нескольких аккумуляторов.
В этом случае коммунальный работник врезает снегоплавильную установку в снежный сугроб посредством наклоненных наружу бортов 4. Часть снега при этом сразу же засыпается внутрь ванны 1, на ее основание 2, а наружные слои снега, плотно контактируют с бортам 4.
Нагревательные элементы 3 излучают тепло на основание 2 ванны 1 снегоплавильной установки, Снег, так же как и первом случае, тает внутри ванны 1 и вода через щель 5 посредством шланга (на Фиг.1 не показан) сливается в ближайший канализационный колодец.
Учитывая, что основание 2 ванны 1 через металлические крепежные элементы связано с краями 4 установки, а последние также нагреваются, то они также растапливают снег, контактирующий с их поверхностью. Стекающая на площадку вода частично будет высушена посредством тепла, излучаемого вниз от индукционных нагревательных элементов 3.
Применение частотно перестраиваемого генератора 13 позволяет экономить электроэнергию, так как энергия на индукторы 12 подается не постоянно, а в период действия импульсов. В интервале между ними используется энергия инерции остывания.
Экспериментальное исследование опытного образца заявляемого устройства показало, что объем снега и льда в 0,01 м3 растапливается за 15 минут.
При этом мощность, потребляемая из сети, составляет 1,4 кВт. Коэффициент полезного действия макетного образца снегоплавильной установки достигает - 85%.
Установка обладает высоким КПД и скоростью нагрева, экологичностью, пожаробезопасностью, технологичностью изготовления, простотой эксплуатации.
Кроме этого она характеризуется отсутствием в рабочей части движущихся частей.
Количество устанавливаемых на основании 2 ванны 1 индукторов 12 определяется условиями использования снегоплавильной установки.
Для работы на больших площадках их количество должно быть увеличено.
Полезная модель может быть выполнена на приборостроительном предприятии средней степени оснащенности, что говорит о соответствии ее критерию патентоспособности промышленная применимость.
1. Снегоплавильная установка, содержащая снегоплавильную ванну и нагреватель, отличающаяся тем, основание снегоплавильной ванны выполнено из магнитомягкого материала, нагреватель выполнен в виде генератора тепла и расположен под основанием ванны, при этом борта снегоплавильной установки имеют наклон наружу, ванна установлена на колесах, имеет рукоять-держатель, а в ее дне выполнена щель для слива талой воды.
2. Снегоплавильная установка по п.1, отличающаяся тем, что генератор тепла состоит из последовательно соединенных блока питания, коммутатора с частотно перестраиваемым генератором импульсов, силового модуля питания индукторов, выполненных, например, в виде плоской катушки Тесла и установленных с равномерным шагом и симметрично по осям координат.
