Устройство для производства искусственного снега - RU2141082C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам для получения искусственного снега, и может быть использовано при зимней теплоизоляции грунтов, для пылеподавления в горных выработках, создания трасс для зимних видов спорта, декоративного напыления на различные постройки и деревья.

Известны устройства для получения искусственного снега (см. а.с. СССР NN 951031, 1668831, кл. F 25 C 3/04), принцип действия которых основан на распылении воды в смесительной камере с помощью пневмогидравлических форсунок в потоке воздуха, нагнетаемого вентилятором.

Общим с предлагаемым устройством является наличие корпусов для подачи воды и воздуха, смесительной камеры и форсунок.

Однако поставленная задача не решена в этих устройствах ввиду одноступенчатости распыления воды в смесительной камере. Поэтому качество получаемого снега недостаточно. Кроме того, эти устройства требуют большого давления для распыления воды. Для хорошего распыления форсунки должны быть как можно меньше и, следовательно, чтобы достичь высокой пропускной способности форсунок, должно быть давление воды соответственно высоким. Обычно давление воды колеблется от 20-50 бар при производительности компрессора 1 м³/мин. Потребление электроэнергии составляет 20-30 кВт.

Известно также устройство для получения искусственного снега (см. а.с. СССР N 1083039, кл. A 25 C 3/04), включающее корпус с патрубком для подвода воды и воздуха, смесительной камерой и диффузором для распыления водовоздушной смеси, расположенным вдоль одной оси с патрубком для подвода воздуха. Патрубок для подвода воздуха установлен в корпусе подвижно, причем часть его расположена в смесительной камере, при этом канал этого патрубка имеет форму сопла Лаваля, а смесительная камера составляет с диффузором для распыления водовоздушной смеси другое сопло Лаваля.

Общим с предлагаемым устройством является наличие корпуса с патрубками для подачи воды и воздуха и смесительной камеры.

Однако поставленная задача не решена в этом устройстве из-за одноступенчатости в распылении воды в смесительной камере. Для получения снега требуемого качества необходимо воздух и воду подавать под большим давлением, что требует значительного расхода электроэнергии.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для получения искусственного снега (см. а.с. СССР N 1631236, кл. F 25 C 3/04), содержащее корпус со смесительной камерой, приспособление для подвода воздуха, включающее патрубок и сопло Лаваля, приспособление для подвода воды с расположенной вокруг выходного участка сопла Лаваля кольцевой камерой, имеющей отверстия для подвода воды в смесительную камеру, соединенный с корпусом кожух с вихревой трубой и вставку в виде спирали Архимеда, двигающейся вдоль оси конический элемент, закрепленный на свободном конце кожуха, кольцевые зазоры между кольцевой камерой и вихревой трубой, каналы в стенках корпуса.

Общим с предлагаемым устройством является наличие корпуса со смесительной камерой, корпуса для подачи воды, корпуса для подачи воздуха в смесительную камеру.

Однако поставленная задача в этом устройстве не решена из-за одноступенчатоти распыления воды в смесительной камере потоком набегающего воздуха. Кроме того, это устройство также требует высокого давления воздуха и воды для получения снега требуемого качества, что требует большего расхода электроэнергии.

В основу изобретения положена задача создания такого устройства, которое за счет конструктивных изменений корпусов для подачи воды и воздуха, форсунок и их взаиморасположения позволяет получить снег высокого качества при малом потреблении энергии и низком давлении воздуха.

Поставленная задача решается устройством, содержащим корпус для подачи воздуха, корпус для подачи воды и корпус с камерой смешивания, при этом оно содержит внутренние форсунки, расположенные в корпусе для подачи воды, к которому с одной стороны прикреплен корпус для подачи воздуха, а с другой корпус с камерой смешивания, снабженной наружными форсунками, расположенными в основании корпуса концентрично относительно оси корпуса, причем внутренние форсунки размещены со стороны корпуса с камерой смешивания, имеющей цилиндрическую форму с конусным выступом в центре основания корпуса, направленным вершиной вовнутрь камеры смешивания, а корпус для подачи воды имеет сквозной канал для прохождения воздуха и кольцевой вырез, соединяющий внутренние форсунки.

Взаимное расположение корпусов для подачи воды, воздуха и камеры смешивания позволяет осуществить двухступенчатое распыление воды: на первой ступени форсунками, расположенными в корпусе для подачи воды, а на второй ступени потоком воздуха в камере смешивания. Это существенно повышает качество смешивания воды и воздуха. Кроме того, для осуществления такого смешивания не требуется большого количества электроэнергии для создания сравнительно небольшого давления воды и воздуха. Как показывают экспериментальные исследования, для производства снега плотностью 320 г/см данное устройство при давлении воздуха 4,5 бар (обычно 7 бар) и давлении воды 7 бар потребляет электроэнергию на 21% меньше, чем известные устройства. При этом, дальность выброса снега достигает 45 м при равномерном его распределении, а уровень шума понижен на 5 дБ.

Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 - продольный разрез устройства. На фиг. 2 - корпус с камерой смешивания и наружными форсунками. На фиг. 3 - аксонометрическое изображение устройства со снятым корпусом с камерой смешивания.

Устройство (фиг. 1) содержит корпус 1 для подачи сжатого воздуха с каналом 2, корпус 3 для подачи воды с каналом 4, кольцевым вырезом 5 и сквозным каналом 6, корпус 7 с камерой смешивания 8. Все корпуса скреплены между собой болтами 9. В корпусе 3 для подачи воды расположены форсунки 10. Камера смешивания 8 выполнена цилиндрической с конусным выступом 11 в центре основания корпуса, направленным вершиной вовнутрь камеры смешивания. На основании корпуса 7, концентрично его оси, расположены наружные форсунки 12, закрепленные резьбовым соединением. Внутренние форсунки 10 закреплены в корпусе 3 также резьбовым соединением и расположены концентрично относительно канала 6.

Работа устройства состоит в следующем. Подаваемая по каналу 4 вода перед контактом с воздухом, проходящим по каналам 2 и 6, распыляется внутренними форсунками 10, что обеспечивает первую ступень распыления воды. Смешиваясь в камере смешивания 8 с воздухом, распыленная вода под давлением воздуха, и направленная конусным выступом 11, выбрасывается через наружные форсунки 12, чем обеспечивается вторая ступень распыления воды, где она, проходя через атмосферу, превращается в снег.

Таким образом, благодаря наличию двухступенчатого распыления воды (сначала внутренними форсунками 10, а затем наружными 12) существенно улучшается качество распыленности воды даже при очень низком давлении воды. Тем самым снижается минимальное требуемое давление воздуха, что в конечном итоге снижает затраты электроэнергии для создания давления воды и воздуха. Кроме того, на основе существенно улучшенного распыления воды качество снега даже в предельных областях (1^oC; 90% влажность воздуха) является достаточно хорошим, что позволяет продлить время покрытия снегом.

Реферат

Изобретение предназначено для использования при зимней теплоизоляции грунтов, для пылеподавления в горных выработках, создания трасс для зимних видов спорта, декоративного напыления на различные постройки и деревья. Устройство для производства искусственного снега содержит последовательно соединенные один с другим корпуса для подачи воздуха, корпус для подачи воды с кольцевым вырезом, соединяющим внутренние форсунки, и корпус с камерой смешивания, снабженный наружными форсунками. Последние расположены концентрично относительно оси корпуса. В устройстве осуществлено двухступенчатое распыление воды. Это улучшает качество распыления даже при очень низком давлении воды, что обеспечивает снижение затрат электроэнергии. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Формула