УСТАНОВКА ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ
INSTALLATION FOR GENERATION OF AEROSOL

Изобретение относится к мобильным установкам, генерирующим функциональный аэрозоль для активного воздействия на облака, локально изменяя состояние погоды, а именно: для предотвращения градобития и для искусственного увеличения осадков.
Уровень данной области техники характеризует аэрозольгенерирующая наземная установка по патенту RU 144407 U1, A01G 15/00, 2014 г., которая содержит стационарно закрепленную стойку с опорой для распределенного крепления направленных вовнутрь аэрозольных пиротехнических генераторов, служащая в качестве центрального аккумулятора, где накапливается функциональный аэрозоль, дисперсная фаза которого включает йодистое серебро - активные частички, служащие распределенными центрами капле- и льдообразования в объеме обрабатываемых облаков и туманов.
Воспламенители пиротехнических шашек, при горении которых генерируется функциональный аэрозоль, штекерными разъемами связаны с общим электропультом блока управления, оснащенного программной платой режима включения в работу генераторов по количеству и последовательности действия.
Цилиндрический аккумулятор аэрозоля соединен с телескопической трубой подачи аэрозоля на высоту, которая стропами зафиксирована на земной поверхности в зоне наиболее вероятного образования восходящих потоков, транспортирующих аэрозоль в облака.
Особенностью этой наземной установки является то, что под цилиндрическим аккумулятором смонтирован нагнетающий вентилятор атмосферного воздуха вовнутрь трубы через распределительную решетку, формирующую продольные ламинарные потоки, при движении которых воздух смешивается с генерируемым аэрозолем, разбавляя его для максимально большего объема обрабатываемых облаков активным воздействием функционального аэрозоля.
Параллельно-последовательная работа 40-80 шт. аэрозольных генераторов обеспечивает автоматическую работу стационарной установки в течение нескольких часов в зоне изменения гидрометеорологической обстановки.
Продолжением отмеченных достоинств описанной установки являются присущие недостатки:
- ограниченная зона использования по назначению из-за стационарной привязки к местности, то есть наземное базирование не позволяет мобильно перемещать установку в разведанные градоопасные или засушливые районы для эффективной обработки облаков, что ограничивает технологические возможности установки;
- примыкание пиротехнических генераторов, оснащенных электровоспламенителями, накладывает дополнительные ограничения по безопасности их обслуживания и хранения, увеличивая тем самым потребительскую стоимость работ;
- для гарантированного подъема функционального аэрозоля на заданную высоту требуется протяженная труба со средствами крепления;
- встречное расположение генераторов поперек аккумулятора создает в нем аэродинамический затвор, который тормозит продольное движение аэрозоля и подачу его на высоту, что вынуждает применение дополнительного мощного вентилятора для принудительного вытеснения функционального аэрозоля из протяженной трубы.
Отмеченные недостатки устранены в наземной установке для генерирования функционального аэрозоля, описанной в http://www.anelfa/asso. fr/Hail_Operation/html, которая по числу совпадающих признаков и технической сущности выбрана в качестве наиболее близкого аналога установки по изобретению.
3
6
Известная наземная установка содержит емкость с реагентом, смесь ацетона (CHO) с йодистым серебром (AgJ), связанную шлангами с баллоном сжатого воздуха и камерой сгорания, совмещенной с вытяжной трубой, автономно размещаемые на бетонных плитах.
Коаксиально камере сгорания, которая по периметру оснащена инжекционными окнами, смонтирован воздухозаборник.
Давлением сжатого воздуха реагент из емкости хранения вытесняется по шлангу в форсунку, установленную по центру камеры сгорания, где образуется мелкодисперсная струя, которую поджигают открытым пламенем спички.
2
2
При сгорании ацетона генерируется аэрозоль - смесь газов (CO, N и пары воды), в которой распределена дисперсная фаза из частичек йодистого серебра.
Инжектируемый через окна камеры сгорания окружающий воздух перемешивается с генерируемым аэрозолем, разбавляя его, и газо-аэрозольная смесь выносится из трубы в примыкающие, разведанные ранее восходящие потоки, которые транспортируют функциональное йодистое серебро в облака, где его твердые частички образуют распределенные центры кристаллизации, в результате чего в обработанных облаках принудительно формируются искусственные осадки.
Достоинством известной установки является ее мобильность, пригодность для оперативного развертывания в заданной местности для эффективной обработки облаков.
Однако известная установка характеризуется трудоемкостью монтажа в месте дислокации из-за того, что ее структурные элементы транспортируются разрозненно и устанавливаются на местности посредством их опоры на массивные плиты, которые необходимо перевозить и вручную переносить для ориентированного размещения на земной поверхности, после чего элементы установки подсоединяются между собой для функционирования по назначению.
Кроме того, горение функциональной смеси происходит нестабильно из-за того, что в вытяжной трубе инжектируемый поперек воздух образует аэродинамическую пробку, в результате чего возникают проскоки пламени, отрыв его от форсунки до полного затухания, что снижает функциональную надежность установки в автоматическом режиме работы.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение отмеченных недостатков, для обеспечения стабильности автоматической работы мобильной установки, выполненной в комплекте для перевозки, пригодной к оперативному запуску в работу как с кузова или прицепа транспортирующего средства, так и при размещении на местности.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известной установке для генерирования аэрозоля, содержащей связанную с баллоном сжатого воздуха емкость смеси функционального реагента, подключенную к форсунке в камере сгорания, оснащенной коаксиальным воздухозаборником и совмещенной с вытяжной трубой, при этом по периметру камеры сгорания распределены инжекционные окна, согласно изобретению упомянутые структурные элементы размещены внутри каркасного кожуха, оснащенного откидной полкой для опоры вытяжной трубы, закрепляемой на каркасе съемным бандажом, в откидной полке выполнено гнездо монтажа форсунки, над которой закреплен центральный кольцевой диффузор, а на инжекционных окнах тангенциально расположены жалюзи, причем откидная полка снабжена поворотным упором, смонтированным на каркасе.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили аэрозольгенерирующей установке новое качество: мобильность транспортирования структурных элементов в комплекте к месту эффективной эксплуатации по назначению, где происходит оперативное развертывание в функциональный комплекс повышенной эффективности основного действия, при стабильном горении функциональной смеси, после чего структурные элементы сворачиваются в исходное транспортное положение контейнера и пригодны для хранения и перезарядки.
Связанные между собой структурные элементы размещены в контейнере для перевозки выполненным в форме рамного каркаса, покрытого панелями, который на месте использования по назначению легко трансформируется в агрегат для генерирования функционального аэрозоля, для чего поворачивается откидная опора под размещение вытяжной трубы в сборе.
Размещение структурных элементов установки внутри каркасного кожуха расширяет ее технологические возможности за счет новой функции использования в качестве автономного комплекта, сборки связанных структурных элементов в транспортном контейнере, мобильно монтируемом в заданной местности с разведанными устойчивыми восходящим атмосферными потоками, что заметно повышает эффективность целевого применения.
Несущий рамный каркас служит силовой основой кожуха, внутри которого скомплектован необходимый набор функциональных составляющих мобильной установки.
К каркасу жестко крепятся баллон со сжатым воздухом, емкость рабочей смеси и вытяжная труба в сборе.
Оснащение кожуха откидной полкой позволяет трансформировать его из транспортного комплекта в позицию работающего функционального агрегата, который можно использовать без разгрузки на землю.
Центральное гнездо в монтажной опоре вытяжной трубы предназначено для фиксирования форсунки относительно кольцевого диффузора, обеспечивающего воспламенение функциональной смеси в объеме и струйное течение газопламенного форса в камере сгорания.
Внутри кольцевого диффузора функциональная смесь, выбрасываемая из форсунки, диффундирует и воспламеняется в объеме, обеспечивая полноту сгорания ацетона и динамичное образование газов - дисперсионной фазы аэрозоля, носителя твердых частичек йодида серебра.
В камере сгорания генерируемый аэрозоль обжимается тангенциально направленными потоками инжектируемого наружного воздуха, в результате чего формируется длиннофокусный форс пламени для полного сгорания ацетона.
На выходе кольцевого диффузора периферийные потоки инжектируемого воздуха турбулезируются, образуя автономные завихрения реверсивного направления, сопровождающиеся падением давления, чем исключается отрыв и проскакивание пламени, то есть обеспечивается ламинарность движения форса горящей смеси в камере сгорания. Таким образом, горение смеси в кольцевом диффузоре стабилизируется с формированием, совокупно с периферийными воздушными потоками, функционального аэродисперсного образования, направляемого вытяжной трубой в атмосферные восходящие потоки, которые транспортируют его в обрабатываемые облака.
Съемный бандаж крепления вытяжной трубы к каркасу кожуха позволяет оперативно переместить ее из транспортного положения в рабочее на откидной полке, где вытяжная труба жестко фиксируется на каркасе снаружи.
Снабжение откидной полки поворотным упором необходимо для ее монолитного примыкания к каркасу в конструктивном единстве функционирования по назначению, формируя наружную ступень трансформированного кожуха, где монтируется вытяжная труба в сборе.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия установки для генерирования функционального аэрозоля, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалиста по атмосферным технологиям влияния на облака.
Изготовление мобильной установки для генерирования функционального аэрозоля возможно на действующем механическом производстве серийно.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративную цель и не ограничивают объема притязаний совокупности признаков формулы, где изображены:
на фиг. 1 - общий вид предложенной установки в положении хранения и транспортирования;
на фиг. 2 - то же, в рабочем положении;
на фиг. 3 - вид A на фиг. 2;
на фиг. 4 - разрез по Б-Б на фиг. 3.
Установка по изобретению содержит трансформируемый контейнер (фиг. 1 и 2), выполненный в форме рамного каркаса 1, покрытого панелями кожуха 2.
Внутри каркаса 1 закреплены баллон 3 со сжатым воздухом, подключенный к герметичной емкости 4, и вытяжная труба 5, которая посредством съемного бандажа 6 зафиксирована на каркасе 1.
В герметичной емкости 4 под давлением содержится функциональная смесь 7 ацетона и йодистого серебра, которая подсоединена шлангом 8 к форсунке 9, укрепленной на откидной полке 10 кожуха 2.
Полка 10 в транспортном положении контейнера (фиг. 1) примкнута к каркасу 1, а в рабочем откинутом положении (фиг. 2) зафиксирована посредством поворотного упора 11, установленного на каркасе 1 (фиг. 2, 3).
На откидной полке 10 закреплены базировочные штыри 12, под диаметр камеры 13 сгорания, совмещенной с вытяжной трубой 5.
На полке 10 закреплен центральный кольцевой диффузор 14, соосно которому под полкой 10, в гнезде 15, размещается форсунка 9 в рабочем положении установки (фиг. 3 и 2).
По периметру камеры 13 сгорания распределены инжекционные окна 16, оснащенные тангенциально направленным жалюзи 17.
Коаксиально камере 13 сгорания на вытяжной трубе 5 закреплен воздухозаборник 18.
Функционирует предложенная установка для генерирования аэрозоля следующим образом.
В положении хранения и транспортирования структурные элементы установки (связанные между собой баллон 3 и герметичная емкость 4, вытяжная труба 5 и откидная полка 10 в сборе) расположены внутри кожуха 2 и закреплены на его каркасе 1.
На месте дислокации, в зоне разведанных восходящих атмосферных потоков, транспортный контейнер трансформируют в рабочий агрегат путем поворота откидной полки 10, которую фиксируют на каркасе 1 упором 11, и переносом вытяжной трубы 5 в сборе на полку 10. Для этого снимают бандаж 6, освобождая трубу 5, которую устанавливают, ориентируя по базировочным штырям 12, открытым торцом на полке 10, после чего трубу 5 фиксируют на каркасе 1 снаружи посредством съемного бандажа 6.
Затем форсунку 9 на шланге 8 помещают в гнездо 15 под полкой 10 соосно центральному кольцевому диффузору 14, расположенному в камере 13 сгорания - трансформированная установка готова к функционированию.
При открывании вентиля на герметичной емкости 4 функциональная смесь ацетона и AgJ под давлением 1,8 атм сжатого воздуха вытесняется с расходом 1,1 л/час по шлангу 8 в форсунку 9, где происходит формирование мелкодисперсной струи, которую поджигают открытым огнем спички.
Центральный кольцевой диффузор 14 формирует стабильное горение длиннофокусного форса в камере 13 сгорания, где генерируется аэрозоль из взвешенных частиц йодида серебра в большом объеме газов, образованных при горении ацетона.
При этом происходит пульверизация атмосферного воздуха, который тангенциально всасывается в камеру 13 сгорания и, вращаясь по периферии, заполняет вытяжную трубу 5.
Далее генерированный при горении струи из форсунки 9 функциональный аэрозоль смешивается с инжектируемым воздухом, формируя газоаэрозольное образование, которое выбрасывается в атмосферу, где захватывается восходящими атмосферными потоками и подается в облака на высоту 2-3 км.
Установка по изобретению может работать в автоматическом режиме в течение 16 часов.
Испытания опытного образца установки предложенной конструкции по изобретению подтвердили достижение новых качеств - мобильность перевозки и эксплуатации по назначению в трансформируемом контейнере, при стабильном автоматическом функционировании с повышенной эффективностью активного воздействия на облака, что позволяет рекомендовать ее для серийного изготовления и поставки заказчикам.