ПОЛИВОМОЕЧНАЯ МАШИНА
WATER SPRINKLER

Изобретение относится к машинам для летнего содержания автомобильных дорог.
Известна поливомоечная машина (см. а.с. №1703773, М.кл. Е01Н 3/02, 1992, бюл. №1), содержащая базовый автомобиль с цистерной, основные сопла, сообщенные с цистерной через водяной насос с пульсатором высокого давления, дополнительные сопла, установленные под основными и связанные с нагнетательной полостью воздушного вентилятора посредством эжектора, эжектирующий вход которого сообщен трубопроводом с цистерной.
Недостатком является высокая энергоемкость при смывании плотнослежавшихся и трудноудаляемых слоев грязи, определяемая необходимостью постоянного поддержания высокого давления пульсатора, что требует использования насосов повышенной мощности.
Известна поливомоечная машина (см. патент РФ №2222663, МПК Е01Н 3/02, 2004), содержащая базовый автомобиль с цистерной, основные сопла, на внутренней поверхности которых расположены криволинейные направляющие, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, и сообщенные с цистерной через водяной насос с пульсаром высокого давления, дополнительные сопла, на внутренней поверхности которых расположены криволинейные направляющие, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии, установленные над основными соплами и связанные с нагнетательной полостью воздушного вентилятора посредством эжектора, эжектирующий вход которого сообщен трубопроводом с цистерной.
Недостатком является снижение эффективности работы поливомоечной машины в условиях эксплуатации с речной или водопроводной водой, когда из-за отсутствия химической очистки последней наблюдается интенсивное окисление внутренней поверхности сопел, приводящее к образованию ржавчины и окалины, что в конечном итоге ухудшает качество или показатели процесса смывания загрязнений на автомобильных дорогах.
Технической задачей является поддержание эффективной работы поливомоечной машины при длительной эксплуатации с перемещением по соплам химически необработанной воды.
Технический результат по повышению эффективности и поддержания качественных характеристик процесса смывания загрязнений на автомобильных дорогах достигается тем, что поливомоечная машина содержит базовый автомобиль с цистерной, основные сопла, на внутренних поверхностях которых расположены криволинейные направляющие, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, и сообщенные с цистерной через водяной насос с пульсаром высокого давления дополнительные сопла, на внутренних поверхностях которых расположены криволинейные направляющие, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии, установленные над основными соплами и связанные с нагнетательной полостью воздушного вентилятора посредством эжектора, эжектирующий вход которого сообщен трубопроводом с цистерной, при этом основные и дополнительные сопла выполнены из биметалла, причем материал внутренних поверхностей каждого из сопел имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала наружных поверхностей сопел.
На фиг.1 показана схема поливомоечной машины, на фиг.2 изображена внутренняя поверхность дополнительного сопла с криволинейными направляющими, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии, на фиг.3 изображена внутренняя поверхность основного сопла с криволинейными направляющими, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, на фиг.4 изображен разрез дополнительного и основного сопел из биметалла, материал внутренних поверхностей каждого из которых имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала наружных поверхностей.
Поливомоечная машина содержит базовый автомобиль 1, на котором установлена цистерна 2, соединенная водяным насосом 3. На автомобиле 1 смонтирован вентилятор 4. Насос 3 соединен трубопроводом 5 с пульсаром высокого давления 6, который связан с основными соплами 7, а вентилятор 4 трубопроводом 8 соединен с эжектором 9, к которому подключены дополнительные сопла 10, расположенные над основными соплами 7. К эжектирующему входу эжектора 9 подключена через трубопровод 11 цистерна 2. На внутренней поверхности основного сопла 7 выполнены направляющие 12, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, а на внутренней поверхности дополнительного сопла выполнены направляющие 13, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии. Основные сопла 7 и дополнительные сопла 10 выполнены из биметалла, при этом материал внутренней поверхности 14 основного сопла 7 и внутренней поверхности 15 дополнительного сопла 10 имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала наружной поверхности 16 основного сопла 7 и соответственно наружной поверхности 17 дополнительного сопла 10.
Поливомоечная машина работает следующим образом.
В связи с тем, что в условиях практики эксплуатации вода в цистерне 2 химически не очищена, т.е набирается непосредственно из реки или водопроводной системы, то она интенсивно окисляет внутренние поверхности как цистерны 2 и трубопровода 11, так и внутренние поверхности основного 7 и дополнительного 10 сопел. В результате твердые частицы ржавчины и окалины, поступающие с потоком жидкости из цистерны 2 и трубопровода 11, перемещаясь по криволинейным направляющим основного 7 и дополнительного 10 сопел, слипаются и забивают их полости, уменьшая тем самым выходное сечение, что резко снижает эффективность работы поливомоечной машины.
Для устранения данного явления, т.е. забивания слипшимися и укрупненными твердыми загрязнениями (преимущественно ржавчиной и окалиной) основных 7 и дополнительных 10 сопел, их корпус выполняется из биметалла. В этом случае наблюдается следующее.
При смывании легкоудаляемых пылевидных загрязнений дорожных покрытий включается вентилятор 4 и воздух по воздуховоду 8 поступает в эжектор 9. Одновременно самотеком под действием давления, создаваемого столбом воды, находящимся в цистерне 2, по трубопроводу 11 загрязненная твердыми частицами жидкость поступает в камеру смешивания эжектора 9 и полученная водовоздушная масса направляется в дополнительное сопло 10, где перемещается по криволинейным направляющим 13, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии.
Так как температура воды, которая заполняет цистерну 2 из реки или водопроводной системы практически всегда на 5-7°С градусов ниже температуры воздуха окружающей среды, то при прохождении воздушного потока по криволинейным направляющим 13, расположенным на внутренней поверхности 15 дополнительного сопла 10, имеющего коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности наружной поверхности 17, контактирующей с воздухом окружающей среды, возникают температурные градиенты. В результате наличия разности температурных градиентов в корпусе дополнительного сопла 10 образуются термовибрации (см., например, Дмитриев В.П. Биметаллы. - Пермь: Наука, 1991, - 487 с., ил.), которые устраняют возможность налипания твердых загрязнений на внутреннюю поверхность 15 дополнительного сопла 10. В этом случае через дополнительное сопло 10 выбрасывается водовоздушная масса с твердыми загрязнениями потоком в виде закрученных по часовой стрелке винтообразных струй под заданным углом к дорожному покрытию.
Известно вихреобразно закрученный движущийся поток обладает большей кинетической энергией, чем поток в виде прямоточных струй, поэтому при встрече вихреобразно закрученной струи с дорожным покрытием происходит более эффективное отделение загрязнений, смывание их и перемещение по направлению прилотковой полосе. Вихреобразное движение водовоздушной смеси приводит к смещению более плотной ее компоненты к периферии. Следовательно, вода как обладающая большей плотностью, чем воздух, преимущественно является завесой, обеспечивающей пылеподавление, и в пределах ширины мойки на дорожном покрытии практически не остается слоя воды.
При смывании плотнослежавшихся слоев и трудноудаляемых слоев грязи на дорожном покрытии одновременно с подачей водовоздушной струи осуществляется включение насоса 3 и дополнительная вода из цистерны 2 по трубопроводу 11 с твердыми загрязнениями через насос 3 и трубопровод 5 поступает в пульсатор 6, из которого вода в виде импульсов, величина которых определяется видом смываемых загрязнений, при давлении 1,1-1,6 МПа направляется в основное сопло 7. Выполнение основного сопла 7 из биметалла таким образом, что материал внутренней поверхности 14 имеет коэффициент теплопроводности, который в 2,0-2,5 раза превышает коэффициент теплопроводности материала наружной поверхности 16, а температура воды, подаваемой насосом 3, на 5-7°С градусов ниже температуры воздуха окружающей среды, контактирующей с наружной поверхностью 16, то возникающая разность температурных градиентов обеспечивает термовибрацию основного сопла 7. Это приводит к устранению возможности налипания твердых загрязнений и их коагуляцию при перемещении по криволинейным направляющим 12, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии. В результате через основное сопло 7 выбрасывается вторая высоконапорная струя с твердыми частицами ржавчины и окалины, закрученная (завихренная) против часовой стрелки и имеющая большую кинетическую энергию по отношению к струе, выбрасываемой из дополнительного сопла 10, и соответствующий меньший угол наклона. Высоконапорный импульсно выбрасываемый из основного сопла 7 закрученный поток воды позволяет размыть и удалить загрязнения, а также с высокой степенью чистоты вымыть их из пор и трещин асфальтного покрытия.
Брызги грязи, образующиеся при размывке слоя загрязнений, не разлетаются в стороны, так как гасятся за счет контакта закрученных по часовой стрелке водовоздушных струй (вследствие перемещения их по криволинейным направляющим 13, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии), выбрасываемых из дополнительных сопел 10 и закрученных против часовой стрелки высоконапорных импульсно движущихся струй воды (вследствие перемещения их после пульсара по криволинейным направляющим 12, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии), выбрасываемых из биметаллических основных сопел 7. При этом водовоздушная закрученная струя, являясь завесой над высоконапорной пульсирующей струей воды, создает микрозавихрения для твердых частиц пыли, постоянно витающих в атмосферном воздухе, и в том числе в зоне моющих секторов, принуждая пыль к осаждению, что в конечном итоге приводит к улучшению экологических параметров в пределах ширины мойки на дорожном покрытии.
Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что оно позволяет поддерживать эффективность смывания различных загрязнений на дорожном покрытии в процессе длительной эксплуатации поливомоечной машины в условиях использования химически не очищенной воды путем устранения возможности засорения слипающимися твердыми частицами ржавчины и/или окалины проходных сечений как основных, так и дополнительных сопел, т.е. обеспечивать заданную технологию смывания кинетическую энергию закрученных (вихревых) струй. Это достигается тем, что основные и дополнительные сопла выполнены из биметалла, при этом материал внутренних поверхностей каждого из сопел имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала их наружных поверхностей. В этом случае наблюдается более интенсивная передача тепла, осуществляемая в процессе теплообмена холодного потока воды с внутренними поверхностями сопел, чем передача тепла от воздуха окружающей среды к наружным поверхностям сопел, в результате чего возникают термовибрации направленного действия вовнутрь сопел и величиной, обеспечивающей предотвращение возможности налипания частиц ржавчины и окалины, а это в конечном итоге устраняет последующее уменьшение «живого» сечения водонапорных струй и соответственно улучшает надежностные показатели при длительной эксплуатации поливомоечной машины.