Патент на изобретение №2239019

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАЦИОНАРНОЙ ВЫДАЧИ ЖИДКОГО ОТТАИВАТЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу стационарной выдачи жидкого оттаивателя, а также к разбрызгивателю и устройству для разбрызгивания оттаивателя. Для выдачи жидкого оттаивателя на площадь движения используют стационарные разбрызгиватели, вырабатывающие разбрызгиваемые струи и активизируемые в течение длительной продолжительности разбрызгивания. Технический результат заключается в снижении помех движению по сравнению с обычными установками и достижении конструктивного упрощения установки для разбрызгивания оттаивателя. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу стационарной выдачи жидкого оттаивателя, а также к разбрызгивателю и устройству для разбрызгивания оттаивателя.

Стационарные установки для разбрызгивания оттаивателя известны, например, из ЕР-А-0458992. С помощью этих разбрызгивающих установок наносят жидкий оттаиватель, как правило раствор NaCl, на проезжую часть, под которой следует понимать, например, дороги, мосты, рулежные дорожки, взлетно-посадочные полосы. Нанесение происходит посредством форсунок, которые установлены, например, в зоне направляющего ограждения сбоку от проезжей части или на ее поверхности, как это известно, например, из СН-А-658411 или ЕР-А-0461295. Другое стационарное устройство известно из US-A-5447272.

Обычные установки для разбрызгивания оттаивателя вырабатывают сильные кратковременные струи оттаивателя продолжительностью 1-2 секунды, с тем чтобы, по возможности, не мешать движению. При этом вырабатываются мощные, с большой дальностью действия, около 10 м, струи с расходом от 0,2 до 1 л/с. Этот вид выдачи обуславливает либо большие диаметры трубопроводов для питания форсунок, либо локальные гидроаккумуляторы, как это поясняется, например, в ЕР-А-458992. Далее необходимы управляемые, например электроуправляемые, клапаны для кратковременной активизации разбрызгивания оттаивателя, что требует соответствующих электрических управляющих линий. Далее оказывается, что обычные кратковременные сильные разбрызгиваемые струи, хотя и в немногих случаях, могут вызывать испуг у участников движения, что повышает опасность дорожно-транспортных происшествий.

В DE-A-3236401 описаны форсунки для выдачи водяных разбрызгиваемых струй для борьбы с пылью в подземных сооружениях. В JP-A-8269927 описана установка для борьбы с туманом на дорогах, причем струи разбрызгивают на дороге в форме параболы.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании способа выдачи оттаивателя описанного выше типа, который должен быть простым и экономичным способом с максимально уменьшенной опасностью испуга участников движения.

Для решения указанной задачи в способе выдачи жидкого оттаивателя на площадь движения посредством стационарных, выдающих струи оттаивателя разбрызгивателей выдачу осуществляют струями оттаивателя, расход которого на струю составляет от 0,1 до 1 л/мин, в частности от 0,1 до 0,5 л/мин, причем струи образуют посредством выпускных отверстий с минимальным диаметром от 0,1 до 1 мм, в частности от 0,3 до 0,6 мм.

При этом для достижения расхода давление жидкости перед выпускным отверстием выбирают в пределах от 5 до 20 бар, в частности от 10 до 15 бар.

Оттаиватель выдают на проезжие части дорог из разбрызгивателей, расположенных в зоне площади движения или в зоне проезжей части, причем отношение квадратных метров площади движения или площади проезжей части к количеству мест разбрызгивания составляет от 15 до 40 к 1.

Разбрызгивание осуществляют из расположенных, в основном, заподлицо с проезжей частью разбрызгивателей, которые выдают одну или несколько, в частности две, струи оттаивателя.

Продолжительность вырабатывания струи составляет от 10 секунд до 10 минут, в частности от 30 секунд до 5 минут.

Дальность действия струй оттаивателя составляет от 1 до 4 м, в частности от 1,5 до 2,5 м.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения в способе выдачи оттаивателя на площадь движения, в частности на проезжие части дорог, при котором оттаиватель выдают из разбрызгивателей, расположенных в зоне площади движения или в зоне проезжей части, отношение квадратных метров площади движения или площади проезжей части к количеству разбрызгивателей лежит в пределах от 15 до 40 к 1.

Продолжительность создания струй соответствует интервалу от 10 секунд до 10 минут, преимущественно интервалу от 30 секунд до 5 минут.

Дальность действия струй оттаивателя лежит в пределах от 1 до 4 м, в частности в пределах от 1,5 до 2,5 м.

За счет того что разбрызгивающие средства вырабатывают очень тонкие струи с заметно меньшим по сравнению с уровнем техники расходом, с одной стороны, воздействие этих струй оттаивателя на транспортные средства снижается настолько, что опасность реакций испуга практически исключена. Вырабатываемые тонкие струи для участников движения, как правило, невидимы и не создают также никаких воспринимаемых шумов при попадании на транспортное средство. Небольшой расход на струю или также у многих струй не приводит далее к существенному падению давления в подводящих трубопроводах для оттаивателя или позволяет, с другой стороны, использовать трубопроводы очень малого диаметра, обеспечивая, тем самым, экономичное решение за счет экономии затрат на материалы и прокладку. Заявленный способ обеспечивает далее начало и окончание разбрызгивания за счет срабатывания насоса для оттаивателя в течение заданного отрезка времени и позволяет соответственно отказаться от множества управляемых клапанов у установок согласно уровню техники.

Преимущественно выдача оттаивателя происходит в течение отрезка времени, соответствующего интервалу от 10 секунд до 10 минут и более, в частности интервал от 30 секунд до 10 минут или, в частности, интервалу от 30 секунд до 5 минут.

Задача решается далее за счет того, что в качестве разбрызгивающих средств предусмотрено множество мест разбрызгивания, которые выдают струи оттаивателя, причем на 15-40 м² площади движения, в частности площади проезжей части, предусмотрено одно место разбрызгивания.

Такое множество мест разбрызгивания позволяет вырабатывать очень тонкие, практически не видимые и не очень далеко действующие разбрызгиваемые струи, что дает названные выше преимущества и эффекты, и тем не менее достигать достаточно распределенной выдачи жидкого оттаивателя на проезжую часть.

У разбрызгивателя для выдачи на соединенную с ним площадь движения жидкого оттаивателя задача решается посредством того, что разбрызгиватель имеет одно или несколько, преимущественно одно или два, выпускных отверстия с внутренним диаметром в пределах от 0,1 до 1 мм, в частности в пределах от 0,3 до 0,6 мм.

Выпускные отверстия выполнены в удлиненном разбрызгивателе, соединенном с трубопроводом, проложенным в площади движения.

Задача решается далее посредством устройства для разбрызгивания оттаивателя, содержащего резервуар для оттаивателя, по меньшей мере, один насос для оттаивателя, по меньшей мере, один питаемый насосом трубопровод для оттаивателя и разбрызгиватели, при этом устройство выполнено с возможностью выдачи струй оттаивателя из разбрызгивателей с расходом на струю в пределах от 0,1 до 1 л/мин, в частности в пределах от 0,1 до 0,5 л/мин, при этом струи образуют посредством выпускных отверстий с минимальным внутренним диаметром от 0,1 до 1 мм, предпочтительно от 0,3 до 0,6 мм.

Кроме того, предусмотрено такое количество разбрызгивателей, при котором отношение площади движения в квадратных метрах, в частности площади проезжей части, к количеству разбрызгивателей лежит в пределах от 15 до 40.

Присоединенный к насосу трубопровод выполнен кольцевым, от которого к местам выдачи оттаивателя отходят отводные трубопроводы.

В трубопроводах расположены клапаны, выполненные с возможностью при выключенном насосе, по меньшей мере, частично обеспечивать заполнение трубопроводов оттаивателем.

Ниже примеры выполнения изобретения более подробно поясняются с помощью чертежей, на которых изображают:

фиг.1 – схематично устройство для разбрызгивания оттаивателя на автомагистрали;

фиг.2 – другую форму выполнения устройства для разбрызгивания оттаивателя;

фиг.3 – схематично разрез разбрызгивателя;

фиг.4 – разрез форсунки;

фиг.5а, 5b – схематично установки для разбрызгивания оттаивателя.

На фиг.1 схематично изображено устройство для разбрызгивания оттаивателя, с помощью которого можно пояснить способ. На фиг.1 схематично на виде сверху изображена проезжая часть автомагистрали с шестью полосами движения в качестве примера площади движения. На поверхности проезжей части изображено множество мест 1 разбрызгивания, которые в этом примере представляют собой заделанные в покрытие проезжей части разбрызгиватели, например по фиг.3, так что по ним могут проезжать транспортные средства. Каждый из разбрызгивателей 1 выдает в изображенном примере две струи 2, 3 оттаивателя или в качестве другого примера 2′, 3′ наискось к продольному направлению соответствующей полосы движения. Питание разбрызгивателей оттаивателем происходит по трубопроводам 4, 5, которые проходят сбоку рядом с проезжей частью или в покрытии проезжей части к отдельным разбрызгивателям. Для оттаивателя предусмотрен резервуар 6, из которого насос 7 питает трубопроводы 4, 5, ведущие к отдельным разбрызгивателям 1. В изображенном примере ширина проезжей части составляет 3,75 м, а расстояния а между отдельными разбрызгивателями составляет от 6 до 10 м. Если исходить из расстояния а=6 м, то площадь движения 607,5 м² занята 27 разбрызгивателями 1, что соответствует отношению квадратных метров площади движения на один разбрызгиватель 22,5. Если исходить из расстояния а=10 м, то соответствующее отношение составляет 37,5. Как правило, хорошие результаты дает отношение от 15, в частности 20, до 40. Это количество разбрызгивателей заметно отличается от используемого согласно уровню техники количества, при котором каждый разбрызгиватель вырабатывает сильные струи с большой дальностью действия. Согласно уровню техники, вместо изображенных для верхней проезжей части 27 разбрызгивателей использовалось бы 14 обычных разбрызгивателей.

В изображенном примере дальность действия каждой разбрызгиваемой струи 2, 3 лежит в пределах от 1 до 4 м, в частности в пределах от 1,5 до 2,5 м, например около 2 м. Соответствующие струи представляют собой очень тонкие, практически не видимые струи, вырабатываемые под высоким давлением. Расход на струю составляет в пределах от 0,1 до 1 л/мин, в частности в пределах от 0,1 до 0,8 л/мин, предпочтительно в пределах от 0,1 до 0,5 л/мин. Подобным образом ограниченные по расходу струи вырабатывают через очень мелкое выпускное отверстие в каждом разбрызгивателе, преимущественно форсунке, диаметр которой лежит в пределах от 0,1 до 1 мм, в частности, однако, в пределах от 0,3 до 0,6 мм. Эти тонкие струи вырабатывают с давлением в разбрызгивателе перед выпускным отверстием или форсункой 8-15 бар, в частности 10-15 бар. Питание разбрызгивателей 1 оттаивателем под этим давлением происходит по трубопроводам 4, 5. Трубопровод 4 в качестве главного трубопровода может иметь при этом внутренний диаметр, например, всего 14 мм, поскольку через мелкие выпускные отверстия выходит лишь небольшое количество оттаивателя и тем самым за счет потока оттаивателя в трубопроводе возникает пренебрежимо малое падение давления. Трубопроводы 5 к соответствующим подгруппам разбрызгивателей 1 могут иметь внутренний диаметр даже всего 4 мм. Прокладка трубопроводов 4, 5 становится за счет их малых диаметров соответственно простой и экономичной. Трубопровод 4 может быть выполнен, как показано, в виде кольцевого трубопровода, благодаря чему на концах питающего отрезка А-А может быть одинаковое давление. Кольцевой трубопровод обеспечивает далее его простую промывку. Из-за небольшого в единицу времени выдаваемого количества оттаивателя из всех мест 1 разбрызгивания может быть, однако, достаточно лишь простого трубопровода 4, не выполненного в виде кольцевого трубопровода.

Начало и окончание выдачи оттаивателя происходят путем включения и выключения насоса 7. При небольшом расходе за счет тонких струй оттаивателя достигается существенно более длительное время выдачи, чем у обычных установок, у которых время выдачи с клапанным управлением составляет всего 1-2 с. В описанном здесь способе или у изображенной установки, напротив, используется продолжительность разбрызгивания от 10 секунд до 10 минут или более, в частности в интервале от 30 секунд до 5 минут. Продолжительность разбрызгивания зависит, конечно, от вида разбрызгивания. Если речь идет, например, о превентивной выдаче оттаивателя, при которой эффективная потребность в оттаивателе составляет около 2 г/м², то продолжительность разбрызгивания будет лежать в пределах 30 секунд, с тем чтобы можно было выдать соответствующее количество жидкого оттаивателя, например 20%-ного раствора NaCl. Если же речь идет о борьбе с обледелением, при котором эффективная потребность в оттаивателе составляет 15-20 г/м², то разбрызгивание будет продолжаться несколько минут. Длительное время выдачи благоприятно далее для распределения оттаивателя, поскольку изменяющиеся ветровые условия в течение этого времени положительно влияют на распределение; кроме того, можно использовать вызванные транспортными средствами воздушные вихри.

В изображенной установке не используются управляемые клапаны в линии трубопроводов, так что при включении насоса оттаиватель выдают все разбрызгиватели.

Вместо изображенной формы выполнения без клапанов в трубопроводах 5, отходящих от главного трубопровода 4, могут быть, конечно, предусмотрены также управляемые клапаны, так что на отдельных участках может быть осуществлено управляемое разбрызгивание. Такой случай приведен в примерном изображении на фиг.2, где показана двухполосная проезжая часть, ширина полос движения которой составляет также по 3,75 м. Также здесь схематично изображены отдельные разбрызгиватели 1, причем находящиеся на краю проезжей части разбрызгиватели 1 вырабатывают только одну струю 2, а находящиеся посередине между полосами движения разбрызгиватели – по две струи 2, 3. Также здесь разбрызгивание происходит посредством питаемого из резервуара 6 с жидкостью насоса 7. В трубопроводе может находиться дополнительно счетчик 8 жидкости. Трубопровод 4 ведет вдоль всей проезжей части к отдельным участкам разбрызгивания, обслуживаемым трубопроводами 5. Они присоединены к главному трубопроводу 4 посредством управляемых клапанов 9, так что проезжая часть разделена на несколько участков разбрызгивания, активизируемых и дезактивизируемых по отдельности за счет срабатывания клапанов 9. Вместо одного трубопровода 4 в обоих примерах могут быть использованы также несколько параллельных трубопроводов разного диаметра.

В трубопроводе 4 могут быть предусмотрены обратные клапаны 8. Они препятствуют при перепаде высот стеканию жидкости назад к насосу 7, если он не находится в работе. От обратных клапанов можно, однако, отказаться, если стекание жидкости желательно. Как правило, предпочтительно, чтобы трубопроводы 5 были без оттаивателя. Это облегчает также использование оттаивателей разного рода, которые могут быть использованы для различных температурных интервалов и несовместимы между собой. Также у установки на фиг.1 могут быть использованы управляемые клапаны и/или обратные клапаны, если это желательно в зависимости от применения для управляемого разбрызгивания.

На фиг.3 схематично в разрезе изображен пример разбрызгивателя 1. Он вырабатывает две струи 2, 3 оттаивателя. Предпочтительный разбрызгиватель содержит первую деталь 10, которая, с одной стороны, образует присоединение разбрызгивателя к трубопроводу 5, а, с другой стороны, имеет выпускные отверстия для струй 2, 3 оттаивателя. Выпускные отверстия могут быть снабжены форсунками 11, 12, причем внутренний диаметр выпускных отверстий или отверстий форсунок лежит в пределах от 0,1 до 1 мм, преимущественно в пределах от 0,3 до 0,6 или 0,8 мм, для вырабатывания нужных тонких струй. Далее разбрызгиватель 1 снабжен опорой 14, имеющей выемки 15, 16 для соответствующей разбрызгиваемой струи и в виде опорной тарелки, позволяющей установить разбрызгиватель в покрытие проезжей части. Деталь 10 может состоять, например, из металла или пластика, а тарелка 14 состоит преимущественно из пластика. В качестве пластика при этом подходит, например, полиоксиметилен. Изображенная форма выполнения разбрызгивателя 1 обеспечивает его экономичное изготовление, а также небольшую конструктивную высоту h, например, всего около 30 мм или менее. Это обеспечивает без проблем установку также в покрытие проезжей части мостов без опасности разрушения изолирующего слоя или же без проблем установку в асфальтовый дренаж. Разбрызгиватели изображены лишь в качестве примера для оборудования многих мест разбрызгивания. Они могут быть предусмотрены также, например, в виде отверстий или форсунок в трубопроводе, проложенном у, на или в проезжей части, так что используется практически один удлиненный разбрызгиватель с множеством форсунок.

На фиг.4 схематично изображен разрез одной из преимущественно используемых форсунок 11, 12. Самая узкая часть имеет диаметр b от 0,1 до 1 мм, преимущественно от 0,1 до 0,6 мм или от 0,3 до 0,6 мм. К форсунке для выдачи оттаивателя его подают под давлением 8-15 бар, и форсунка вырабатывает нужные тонкие, практически не видимые струи оттаивателя. Также множество таких форсунок дает лишь небольшое выходное сечение, например 100 форсунок диаметром 0,6 мм дают общую площадь сечения около 28 мм². Трубопровод с внутренним диаметром 14 мм имеет, напротив, меньшую площадь сечения уже около 154 мм² и может поэтому практически без падения давления питать множество расположенных по своей длине мест разбрызгивания.

Избежать слишком большого перепада давления можно также за счет того, что перекачиваемое насосом количество оттаивателя выдают непрерывно, так что трубопроводы транспортируют постоянно меньше оттаивателя. При вполовину большем количестве падение давления составляет одну четверть. Этот эффект не использовался в обычных установках.

На фиг.5а, 5b в грубо схематичном виде изображены установки для разбрызгивания оттаивателя с насосом 7, соединенным с резервуаром для оттаивателя (не показан), и с множеством мест 1 разбрызгивания, питаемых по уже упомянутым тонким трубопроводам 5. Помимо распределительного трубопровода 4, изображенного на фиг.1 и 2, предусмотрены еще дополнительные трубопроводы – питающий 17 и обводной 18 трубопроводы (фиг.5b). Далее предусмотрены обратные клапаны 19. В случае фиг.5а насос установлен в самом низком месте проложенных с уклоном трубопроводов 4, 17, 18, а в случае фиг.5b – в самом высоком месте.

Питающие трубопроводы выполнены так, что, с одной стороны, используются, по возможности, малые сечения, а с другой стороны, так, что питающий и/или обводной трубопровод после отключения насоса остается полным, с тем чтобы разбрызгивающая система после повторного включения насоса разбрызгивала по возможности быстро по всей длине. Это обеспечивается обратными клапанами и соединительными трубопроводами 20. Также при пустых трубопроводах 5 можно за счет заполненных в значительной степени в зависимости от расположения обратных клапанов трубопроводов 4, 17, 18 достичь очень быстрого разбрызгивания после включения насоса. Вместо обратных клапанов могут использоваться также электроуправляемые клапаны, с тем чтобы сохранить запас жидкости в трубопроводах 4, 17, 18 при выключенном насосе.

Формула изобретения

1. Способ выдачи жидкого оттаивателя на площадь движения посредством стационарных, выдающих струи оттаивателя разбрызгивателей, отличающийся тем, что выдачу осуществляют струями оттаивателя, расход которого на струю составляет от 0,1 до 1 л/мин, в частности от 0,1 до 0,5 л/мин, причем струи образуют посредством выпускных отверстий с минимальным диаметром от 0,1 до 1 мм, в частности от 0,3 до 0,6 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление жидкости перед выпускным отверстием выбирают в пределах от 5 до 20 бар, в частности от 10 до 15 бар.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что оттаиватель выдают на проезжие части дорог из разбрызгивателей, расположенных в зоне площади движения или в зоне проезжей части, причем отношение квадратных метров площади движения или площади проезжей части к количеству мест разбрызгивания составляет от 15 до 40 к 1.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что разбрызгивание осуществляют из расположенных, в основном, заподлицо с проезжей частью разбрызгивателей, которые выдают одну или несколько, в частности две, струи оттаивателя.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что продолжительность вырабатывания струи составляет от 10 с до 10 мин, в частности от 30 с до 5 мин.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что дальность действия струй оттаивателя составляет от 1 до 4 м, в частности от 1,5 до 2,5 м.

7. Способ выдачи оттаивателя на площадь движения, в частности на проезжие части дорог, при котором оттаиватель выдают из разбрызгивателей, расположенных в зоне площади движения или в зоне проезжей части, отличающийся тем, что отношение квадратных метров площади движения или площади проезжей части к количеству разбрызгивателей лежит в пределах от 15 до 40 к 1.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что продолжительность вырабатывания струи составляет от 10 с до 10 мин, в частности от 30 с до 5 мин.

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что дальность действия струй оттаивателя составляет от 1 до 4 м, в частности от 1,5 до 2,5 м.

10. Способ выдачи оттаивателя на площадь движения, отличающийся тем, что предусмотрено множество мест разбрызгивания, в частности разбрызгивателей, таким образом, что отношение площади движения в квадратных метрах, в частности площади проезжей части, к количеству мест разбрызгивания лежит в пределах от 15 до 40 к 1.

11. Разбрызгиватель для выдачи на соединенную с ним площадь движения жидкого оттаивателя, отличающийся тем, что разбрызгиватель имеет одно или несколько, преимущественно одно или два выпускных отверстия с внутренним диаметром в пределах от 0,1 до 1 мм, в частности в пределах от 0,3 до 0,6 мм.

12. Разбрызгиватель по п.11, отличающийся тем, что выпускные отверстия выполнены в удлиненном разбрызгивателе, соединенном с трубопроводом, проложенным в площади движения.

13. Устройство для разбрызгивания оттаивателя, содержащее резервуар для оттаивателя, по меньшей мере, один насос для оттаивателя, по меньшей мере, один питаемый насосом трубопровод для оттаивателя и разбрызгиватели, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью выдачи струй оттаивателя из разбрызгивателей с расходом на струю в пределах от 0,1 до 1 л/мин, в частности в пределах от 0,1 до 0,5 л/мин, при этом струи образуют посредством выпускных отверстий с минимальным внутренним диаметром от 0,1 до 1 мм, предпочтительно 0,3 до 0,6 мм.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что предусмотрено такое количество разбрызгивателей, при котором отношение площади движения в квадратных метрах, в частности площади проезжей части, к количеству разбрызгивателей лежит в пределах от 15 до 40.

15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что присоединенный к насосу трубопровод выполнен кольцевым, от которого к местам выдачи оттаивателя отходят отводные трубопроводы.

16. Устройство по любому из пп.13-15, отличающееся тем, что в трубопроводах расположены клапаны, выполненные с возможностью при выключенном насосе, по меньшей мере, частично обеспечивать заполнение трубопроводов оттаивателем.

РИСУНКИ