Устройство для получения искусственного снега - RU2129691C1

Описание

Изобретение относится к оборудованию для получения искусственного снега.

Известно устройство для получения искусственного снега, содержащее камеру смешения, через которую создают сверхзвуковой поток воздуха.

Вдоль оси камеры размещены средства для распыления в этом потоке воздуха, воды и жидкой углекислоты (SU, 1206579 A, F 25 C 3/00, 1989).

В этом устройстве можно получать снег с большим холодильным потенциалом за счет образования ядра из твердой углекислоты с температурой минус 76 - минус 78^oC и большой продолжительностью хранения за счет образования вокруг низкотемпературного ядра ледяной оболочки, препятствующей его сублимации.

Однако получение снега происходит экстенсивно из-за отсутствия коагулирующего воздействия на аэрозоль.

Известно устройство, в котором реализуется способ получения искусственного снега, содержащее камеру смешения, куда в охлажденный при адиабатном расширении сверхзвуковой поток воздуха вводят и распыляют через специальные средства воду и жидкую углекислоту. Имеется приспособление, позволяющее зарядить воду и жидкую углекислоту при распылении разноименными зарядами. Это приспособление содержит установленные на выходах распыляющих средств разнополюсные электретные насадки (SU 1814717 A3, F 25 C 3/00, 1993).

Однако в этом устройстве нанесение статического заряда наносится на дисперсный поток, что обеспечивает только повышение однородности состава получаемого снега. На величину капель, получаемых при распылении компонентов (воды и жидкой углекислоты), сообщение им разноименных электрических зарядов не влияет.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является устройство для получения искусственного снега, содержащее последовательно соединенные средство подачи воздуха под давлением, сопло Лаваля, смесительную камеру и диффузор, средства подачи воды и жидкой двуокиси углерода и источник ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, имеющим осевой канал, сообщенный через штуцер со средством подачи воды (RU 2053464 C1, F 25 C 3/00, 1996). Это устройство принято в качестве ближайшего аналога.

Однако в этом устройстве используется один концентратор ультразвуковых колебаний, расположенный по оси смесительной камеры. Воду и жидкую углекислоту подают одновременно к различным участкам торцевой поверхности концентратора.

Это устройство позволяет интенсифицировать процесс генерации снега за счет получения озвученного потока аэрозоля. Однако недостатком является получение снега с нестабильными технологическими свойствами.

Заявленное изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении стабильности технологических свойств получаемого снега таких, например, как холодильный потенциал и лежкоспособность. Это предлагается обеспечить за счет повышения дисперсности и монодисперсности распыляемых компонентов и одновременных электростатических взаимодействий в дисперсных потоках.

Для достижения этого технического результата устройство для получения искусственного снега, содержащее последовательно соединенные средство подачи воздуха под давлением, сопло Лаваля, смесительную камеру и диффузор, средства подачи воды и жидкой двуокиси углерода и источник ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, имеющим осевой канал, сообщенный через штуцер со средством подачи воды, отличается тем, что оно снабжено дополнительным источником ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, имеющим осевой канал, сообщенный через штуцер со средством подачи жидкой двуокиси углерода, и высоковольтным источником постоянного тока, соединенным противоположными фазами со стержневыми концентраторами, при этом источники ультразвука со стержневыми концентраторами размещены в смесительной камере осесимметрично. Это позволяет стабилизировать технологические свойства получаемого снега за счет обеспечения равномерного заданного содержания в каждой его частице воды и двуокиси углерода.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для получения искусственного снега содержит последовательно соединенные средство 1 подачи воздуха под давлением, сопло 2 Лаваля, смесительную камеру 3 и диффузор 4, средства 5 и 6 подачи соответственно воды и жидкой двуокиси углерода, источники 7 и 8 ультразвука со стержневыми концентраторами 9 и 10 продольных колебаний, каждый из которых имеет осевой канал 11 и 12, соединенный через штуцер 13 или 14 со средством 5 или 6 соответственно, и высоковольтный источник 15 постоянного тока, соединенный с концентраторами 9 и 10 противоположными фазами. Источники 7 и 8 ультразвука с концентраторами 9 и 10 размещены в смесительной камере 3 осесимметрично.

Устройство работает следующим образом.

Воздух средством 1 через сопло 2 подают в камеру 3. При этом он охлаждается за счет адиабатного расширения и достигает сверхзвуковой скорости истечения. Воду и жидкую двуокись углерода средствами 5 и 6 через штуцеры 13 и 14 и каналы 11 и 12 подают к торцевым поверхностям концентраторов 9 и 10, колеблемых от источников 7 и 8 ультразвука. С торцевых поверхностей концентраторов 9 и 10 под действием ультразвуковых колебаний сверхзвукового воздушного потока и электростатических сил, создаваемых источником 15, происходит распыление воды и жидкой двуокиси углерода в смесительную камеру 3.

В процессе распыления компоненты смеси получают электростатические заряды противоположных потенциалов. Нанесение электростатического заряда непосредственно в процессе диспергирования повышает дисперсность распыления компонентов. Дисперсность распыления обоих компонентов достигает 0,05-0,3 мкм.

Электростатические взаимодействия между диспергируемыми компонентами снега препятствуют коагуляции капель одного и того же компонента и способствует равномерной коагуляции разноименных компонентов смеси. При распылении часть жидкой двуокиси углерода испаряется с поглощением теплоты, а оставшаяся часть образует мелкодисперсные центры кристаллизации для воды. Полученный снег удаляется из смесительной камеры 3 через диффузор 4.

При работе данного устройства степень дисперсности, достигаемая при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний и электростатического заряда на компоненты выше, чем при воздействии на них этих факторов, например, поочередно. Каждая частица получаемого снега имеет заданное соотношение воды и двуокиси углерода. Все это вместе обеспечивает получение искусственного снега с заданным комплексом технологических свойств.

Реферат

Изобретение предназначено для получения искусственного снега. Устройство содержит средства подачи воздуха под давлением, воды и жидкой двуокиси углерода в смесительную камеру. Оно снабжено автономными ультразвуковыми распылителями воды и жидкой двуокиси углерода, концентраторы продольных колебаний которых соединены с противоположными фазами высоковольтного источника постоянного тока. Изобретение обеспечивает повышение стабильности технологических свойств получаемого снега. 1 ил.

Формула