Универсальная генерирующая установка теплового газового потока

Универсальная генерирующая установка теплового
газового потока
Полезная модель относится к специальному оборудованию, предназначенному для дегазации, дезактивации и дезинфекции наружных поверхностей техники, транспортных средств, строений, участков дорог с твердым покрытием путем использования высокоскоростного газового потока турбореактивного двигателя, и может быть использована в условиях радиоактивного заражения местности, задымления и загазованности приземного слоя атмосферы продуктами горения и сильнодействующими ядовитыми веществами, а также при тушении лесных пожаров и пожаров фонтанов на газонефтяных скважинах.
Известен аэрозольный генератор (а.с. СССР №167401, А 01 М 7/00, 1963 г.), применяющийся для борьбы с вредителями сельского хозяйства и леса, содержащий турбореактивный двигатель (ТРД), являющийся генератором горячих газов, камеру сгорания, резервуары с ядохимикатами и топливом. ТРД снабжен подвижным кольцевым коллектором, смонтированным в испарительной камере ТРД. Для лучшей проходимости и большей маневренности на суше и воде указанный аэрозольный генератор смонтирован на гусеничном транспортеревездеходе.
К недостатам известного аэрозольного генератора относятся следующие:
- его установка не достаточно мобильна, т.к. из-за того, что все агрегаты и системы данного технического решения стационарно установлены на гусеничном шасси, она не может автономно работать без задействия шасси. В случае выхода из строя последнего генератор становится неработоспособным. Кроме того, для изменения направления обработки необходимо разворачивать шасси, что не всегда бывает возможным, например из-за стесненных условий работы в труднодоступных местах;
А 61 L 2/00, А 62 С 3/02, Е 21 В 35/00
-он может работает только в одном парогазовом режиме, что ведет к сужению его использования. Это объясняется тем, что кольцевой коллектор установлен в испарительной камере ТРД в зоне высокой температуры, и обработка ведется только газопаровым потоком с образованием искусственного тумана;
-оператору затруднен обзор рабочей зоны, частично перекрываемой ТРД, т.к. управление производится из кабины вездехода.
Известно также устройство для ликвидации чрезвычайных ситуаций (патент РФ №2205117, В 60 Р 9/00, А 62 С 27/00, 2001 г.), содержащее высокопроходимое шасси автомобиля, кабину управления, поворотную платформу с установленным на ней авиационным двигателем и устройством для перемещения последнего в вертикальной и горизонтальной плоскостях, батарею воздушных или азотных баллонов, ствол-пробойник и порошковую систему. Устройство снабжено подвижными гидроопорами, обеспечивающими устойчивость перемещения автомобиля вокруг объекта и устройством для подачи отработанных газов автомобиля.
-как и предыдущий аналог, данная установка не достаточно мобильна, т.к., несмотря на то, что в данном техническом решении для изменения направленного газового потока возможно вертикальное и горизонтальное угловое перемещение ТРД, управление осуществляется из кабины автомобиля, затрудняя обзорность. Кроме того, установка не может работать автономно от шасси;
-другой недостаток, узкая специализация применения установки, т.к. работа ведется только в газовом режиме при использовании охлажденных газообразным азотом высокоскоростных сухих газовых струй. При таком режиме работы охлажденная газовая (воздушная) струя может сбивать пламя, либо может быть использована для удаления разлившихся горючих и легковопламеняющихся жидкостей. Таким образом, указанное устройство может быть использовано только при пожаротушении.
В качестве прототипа выбрана установка газоводяного тушения пожаров углеводородных фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах (а.с. СССР №733699, А 62 С 3/00, Е 21 В 35/00, 1978 г.), содержащая шасси с поворотной платформой, на которой установлен ТРД и установленный соосно на срезе сопла ТРД газовый эжектор с цилиндрической смесительной камерой и конфузором. В смесительной камере равномерно по ее периметру установлены распылители воды.
-система управления и контроля за работой установки находятся в кабине автомобиля, поэтому водителю затруднен обзор рабочей зоны установки во время ее настройки и работы;
-на поворотной платформе размещен только ТРД, все остальные системы и агрегаты, такие как топливная система ТРД, система подачи воды к распылителям, расположены вне ее, что не позволяет установке быть автономной и снижает ее технические возможности;
-установка может работать только в режиме газокапельного потока, т.к. устройство для распыления воды установлено в смесительной камере за реактивным соплом ТРД, что сужает диапазон применения установки.
В основу создания полезной модели поставлена задача создания универсальной генерирующей установки теплового газового потока в виде автономного модуля.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью при решении поставленной задачи, состоит в расширении технических возможностей и расширении диапазона применения установки.
Поставленная задача решается тем, что, универсальная генерирующая установка теплового газового потока, содержащая турбореактивный двигатель (ТРД), установленный на поворотной платформе самоходного шасси, с устройством для распыления рабочей жидкости в газовом потоке, согласно полезной модели выполнена в виде автономного модуля, смонтированного на поворотной платформе, съемно установленной на самоходном шасси, и включающего кабину оператора с органами управления установкой и ТРД с его топливной системой и системой подачи рабочей жидкости в устройство для распыления, в котором кабина оператора и ТРД установлены на опоре с возможностью синхронного разворота относительно поворотной платформы в заданном секторе, при этом ТРД дополнительно снабжен механизмом изменения угла направления теплового газового потока относительно горизонта в виде, например, исполнительного гидроцилиндра с гидроприводом, устройство для распыления рабочей жидкости размещено в зоне среза реактивного сопла ТРД и выполнено в виде двух соосных кольцевых коллекторов - внутреннего парового, расположенного на срезе сопла в высокотемпературной зоне газового потока, по внутреннему периметру которого выполнены точечные отверстия, и внешнего жидкостного, расположенного за соплом в поверхностной низкотемпературной
зоне газового потока, по внутреннему периметру которого установлены, например с использованием резьбовых отверстий, распылительные форсунки, причем каждый из коллекторов снабжен индивидуальным трубопроводом с электроприводным краном, обеспечивающим подвод рабочей жидкости по данному трубопроводу.
В качестве самоходного шасси может быть использовано как шасси автомобиля, так и гусеничное шасси.
Анализ отличительных признаков полезной модели показал:
-выполнение установки в виде автономного модуля, смонтированного на поворотной платформе, съемно установленной на самоходном шасси, позволяет осуществлять работу установки автономно, не зависимо от шасси, т.к. для привода всех систем установки не требуется посторонний источник. Такой автономный модуль может быть размещен как на автомобильных шасси различных марок, так и на гусеничном шасси, а также на железнодорожной платформе, либо на любой ровной площадке,что значительно повышает ее технические и функциональные возможности;
-кабина оператора, установленная на поворотной платформе, позволяет осуществлять автономное управление и контроль за работой всех агрегатов и систем установки, независимо от шасси, при этом, нахождение оператора в зоне с высокой обзорностью, улучшает условия работы оператора и управления газовым потоком;
-размещение на поворотной платформе топливной системы ТРД и системы подачи рабочей жидкости к устройству для распыления позволяет осуществлять работу установки автономно, не зависимо от шасси, на котором она установлена;
-размещение кабины оператора на единой с ТРД опоре с возможностью синхронного разворота относительно поворотной платформы в заданном секторе (заданным расположением устройств и механизмов установки на платформе) позволяет направлять реактивное сопло ТРД с устройством для распыления жидкости в направлении объекта обработки, без разворота всего автономного модуля, при этом одновременное синхронное перемещение кабины позволяет осуществлять контроль и обзор за наведением на объект и работой ТРД;
исполнительного гидроцилиндра с гидроприводом, позволяет осуществлять подъем-опускание реактивного сопла двигателя, тем самым обеспечивая ориентирование теплового газового потока на объект обработки в зависимости от места его нахождения, что способствует расширению технических возможностей и расширению диапазона применения установки;
-размещение устройства для распыления рабочей жидкости в зоне среза реактивного сопла ТРД, обеспечивает при попадании рабочей жидкости (либо воды) под давлением в струю выходящих из сопла ТРД горячих газов, образование направленного потока влажного газа. Кроме того, при установке устройства для распыления рабочей жидкости на срезе сопла ТРД учитывалось то обстоятельство, что в установках подобного рода ТРД заимствованы и и используются, как правило, отработавшие свой летный ресурс, поэтому установка указанного устройства должна как можно меньше влиять на работу ТРД. Для сравнения, если устройство для распыления разместить в испарительной камере ТРД (а.с. №167401), или всмесительной камере , установленной на срезе сопла (а.с. №733699), то установка дополнительного элемента, такого, как испарительная камера или конфузора со смесительной камерой, нарушает характеристики и параметры газовой струи штатного ТРД, повышая температуру на срезе сопла и резко снижая скорость истечения газового потока, что приводит к ускоренному выходу ТРД из строя. При установке устройства для распыления, согласно заявляемой полезной модели, у среза реактивного сопла подача рабочей жидкости не влияет на работу ТРД. При этом, как показали экспериментальные исследования, при таком размещении устройства для распыления достигается равномерное распределение рабочей жидкости по сечению потока газа;
-выполнение устройства для распыления рабочей жидкости в виде двух соосных кольцевых коллекторов - внутреннего парового, расположенного на срезе сопла в высокотемпературной зоне газового потока, по внутреннему периметру которого выполнены точечные отверстия, и внешнего жидкостного, расположенного за соплом в поверхностной низкотемпературной зоне газового потока, по внутреннему периметру которого установлены, например с использованием резьбовых отверстий, распылительные форсунки, обеспечивает работу установки в режимах газопарового или газокапельного потока, что повышает функциональные возможности установки.
- снабжение каждого из коллекторов индивидуальным трубопроводом с электроприводным краном, осуществляющим подвод рабочей жидкости по данному трубопроводу, обеспечивает автономный подвод рабочей жидкости к паровому, либо к жидкостному коллекторам, в зависимости от требований обработки.
Полезная модель поясняется чертежами, где на:
фиг. 1 - изображена универсальная генерирующая установка теплового газового потока, общий вид;
фиг. 2 - то же, вид сверху;
фиг. 3 - вид А на фиг. 1, где показан привод механизма разворота ТРД в горизонтальной плоскости;
фиг. 4 - вид Б на фиг. 1, где изображено устройство для распыления рабочей жидкости
фиг. 5 - гидравлическая схема подачи рабочей жидкости к устройству для распыления;
Универсальная генерирующая установка теплового газового потока выполнена в виде автономного модуля, смонтированного на поворотной платформе 1 (фиг.1), съемно установленной на самоходном шасси 2. Шасси может быть как гусеничным, так и автомобильным.
Автономный модуль включает турбореактивный двигатель (ТРД) 3 с устройством 4 для распыления рабочей жидкости, кабину 5 оператора (фиг. 2) с органами управления и контроля установкой и ТРД, топливную систему ТРД и систему подачи рабочей жидкости к устройству 4 для распыления.
Топливная система ТРД предназначена для размещения запаса топлива и подачи его в ТРД и включает емкость 6 для запаса топлива, стационарно установленную на поворотной платформе 1, гибкую магистраль 7, насос 8, осуществляющий подачу топлива из емкости 6 в магистраль 7.
Система подачи рабочей жидкости предназначена для размещения рабочей жидкости и подачи ее из емкости 9 к устройству 4 для распыления и обеспечения работы установки в режимах газокапельного или газопарового потока и содержит емкость 9 для рабочей жидкости, гибкую магистраль 10 (фиг.5), насос 11, клиновую задвижку 12.
Кабина 5 и ТРД 3 установлены на единой опоре 13 с возможностью синхронного разворота относительно поворотной платформы 1 в секторе, ограниченном расположением топливной емкости 6 и емкости 9 с рабочей жидкостью.
Поворот опоры 13 осуществляется при помощи поворотного устройства 14 (фиг. 3), вращаемого посредством гидроцилиндров 15 и цепи 15. Для стопорения и удержания опоры 13 в походном положении или при перевозке автономного модуля поворотное устройство 14 снабжено механизмом 16 фиксации.
ТРД 3 дополнительно снабжен механизмом изменения угла направления теплового газового потока, путем обеспечения подъема и опускания ТРД в вертикальной плоскости, выполненным в виде гидроцилиндра 17 с гидроприводом, при этом фиксация ТРД в заданном положении осуществляется механизмом 18 фиксации.
Устройство 4 для распыления рабочей жидкости размещено в зоне среза реактивного сопла 19 ТРД (фиг. 4) и выполнено в виде двух соосных кольцевых коллекторов, внутреннего - парового коллектора 20, расположенного на срезе сопла 19 в высокотемпературной зоне газового потока, и внешнего - жидкостного коллектора 21, расположенного за соплом 19 в поверхностной низкотемпературной зоне газового потока. По внутреннему периметру коллектора 20 выполнены точечные отверстия 22 для распыления рабочей жидкости в газовый поток, а по внутреннему периметру коллектора 21 установлены с использованием резьбовых отверстий распылительные форсунки 23.
Для обеспечения работы установки в режимах газопарового и газокапельного потока подвод рабочей жидкости к каждому из коллекторов 20, 21 осуществляется по индивидуальным трубопроводам 24, 25 (фиг.5). Перекрытие магистрали 10 для подвода рабочей жидкости к каждому из коллекторов 20, 21 по трубопроводам 24, 25 осуществляется посредством электроприводных кранов 26, 27.
Система запуска ТРД автономная. Источником питания при запуске ТРД служат две аккумуляторные батареи 28.
Принцип работы универсальной генерирующей установки теплового газового потока заключается в том, что в струю выходящих из реактивного сопла
Работа.
19 ТРД горячих газов подается под давлением рабочая жидкость, которая распыливается, перемешивается с выхлопными газами, и таким образом создается направленный тепловой поток влажного газа. В зависимости от степени распыления жидкости и места установки парового и жидкостного коллекторов 20, 21 тепловой поток может быть не только газовый, но и газопаровой или газокапельный.
Установка работает следующим образом.
После вывода установки, размещенной на колесном или гусеничном шасси, на исходную позицию, производят настройку ТРД на объект обработки. При этом настройка производится оператором из кабины 5.
Система подачи рабочей жидкости к устройству для распыления работает следующим образом. После открытия клиновой задвижки 12 жидкость из бака 9 поступает в насос 11, а затем в магистраль 10.
В зависимости от назначенного режима работы (дегазация, дезактивация или дезинфекция местности, строений или техники) выбирают режим образования теплового газового потока - газовый, газопаровой либо газокапельный.
При включении крана 26 (при выключенном кране 27) рабочая жидкость по трубопроводу 24 поступает в паровой коллектор 20, чем обеспечивается газопаровой поток.
При включении крана 27 (при выключенном кране 26) рабочая жидкость по трубопроводу 25 поступает в жидкостный коллектор 21, чем обеспечивается газокапельный поток.
Таким образом, выполнение генерирующей установки теплового газового потока в виде автономного модуля, смонтированного на поворотной платформе, работающего независимо от шасси, на котором он установлен, и обеспечение работы установки в режимах газопарового и газокапельного потока, способствует расширению технических возможностей и расширению диапазона применения установки.
Формула полезной модели
1.Универсальная генерирующая установка теплового газового потока, содержащая турбореактивный двигатель (ТРД), установленный на поворотной платформе самоходного шасси, с устройством для распыления рабочей жидкости в газовом потоке, отличающаяся тем, что установка выполнена в виде автономного модуля, смонтированного на поворотной платформе, съемно установленной на самоходном шасси, и включающего кабину оператора с органами управления установкой и ТРД с его топливной системой и системой подачи рабочей жидкости в устройство для распыления, в котором кабина оператора и ТРД установлены на опоре с возможностью синхронного разворота относительно поворотной платформы в заданном секторе, при этом ТРД дополнительно снабжен механизмом изменения угла направления теплового газового потока относительно горизонта в виде, например, исполнительного гидроцилиндра с гидроприводом, устройство для распыления рабочей жидкости размещено в зоне среза реактивного сопла ТРД и выполнено в виде двух соосных кольцевых коллекторов - внутреннего парового, расположенного на срезе сопла в высокотемпературной зоне газового потока, по внутреннеу периметру которого выполнены точечные отверстия, и внешнего жидкостного, расположенного за соплом в поверхностной низкотемпературной зоне газового потока, по внутреннему периметру которого установлены, например с использованием резьбовых отверстий, распылительные форсунки, причем каждый из коллекторов снабжен индивидуальным трубопроводом с электроприводным краном, обеспечивающим подвод рабочей жидкости по даному трубопроводу.
2.Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве самоходного шасси использовано шасси автомобиля.
3.Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве самоходного шасси использовано гусеничное шасси.
Универсальная генерирующая установка, твп/ю&иёо еозойого потока