Сборник авторских физико-технических идей и решений в области очистки и предотвращения загрязнений в технических системах - страница 5

Прототип вихревой пушки с сферическим резонатором представлен на рис. № 3.

Рис. № 3. Прототип вихревой пушки с сферическим резонатором диаметром 0,15 м.

Рабочий процесс предложенной воздушной вихревой импульсно-детонационной пушки основан на периодической подаче в детонационный патрубок топливовоздушной смеси, периодическом поджигании электроискровым способом топливовоздушной смеси, распространении детонации в сферический резонатор и истечения продуктов в окружающее пространство формируя высокоэнергетическое вихревое кольцо.

Техническое устройство

– Камера детонационного сгорания с линейным патрубком;

– Топливовоздушная смесь (например, пропан + воздух);

– Электроискровой поджиг;

– Выходная часть- сферический резонатор с внутренними специальными вставками!, формирующий высоко энергетическое вихревое кольцо;

– Частотный цикл: 0,5–3 выстрела в секунду.

Преимущества способа:

1. Быстрота и бесконтактность воздействия:

– Оператор не входит в вагон;

– Процесс очистки занимает минуты без захода человека в опасную среду;

– Можно очистить труднодоступные зоны- углы, соединения, стенки.

2. Энергетическая направленность:

– Каждый импульс работает как "ударная волна";

– Позволяет отделить даже слёжившийся/прессованный груз с тонкой адгезионной силой (например, зёрна, гранулы, цемент, сульфаты, удобрения).

3. Безопасность:

– Низкий риск повреждения кузова вагона;

– Отсутствие абразивов, струй или химии;

– Возможность дистанционного поражения точки остатка.

4. Перевод в быстросменный инструмент:

– Можно установить на рукоять экскаватора, манипулятора, тележки;

– В перспективе- роботизация и очистка без оператора.

Дополнительные характеристики:

Разработанная эмпирическая формула E = (L·D)2- зависит от размера детонационного канала, указывает на возможность масштабирования под задачи

Частота детонации ограничивается безопасностью камеры и горелки;

Экспериемнт

Сферический резонатор диаметром 0,15 м.

Визуализация формирования вихревого кольца показана на следующем рисунке.

Рис. № 4. Вихревое газовое кольцо на выходе сферического резонатора.

Доказанная эффективность

– Диаметр резонатора 80 мм: сдвиг куба 200 г при 1 м расстоянии;

– Диаметр резонатора 150 мм: сдвиг тела массой 5 кг при том же расстоянии;

Заключение

Предложенная вихре-кольцевая газовая пушка представляет собой мощное, инновационное и практически применимое средство очистки, подходящее как для ручной, так и автоматизированной работы при выгрузке ж/д насыпных вагонов. Уже собранные прототипы демонстрируют эффективность подхода. Метод заслуживает детальной разработки технической документации, патентования и испытаний в сотрудничестве с ж/д операторами и производственными предприятиями, сталкивающимися с проблемой выгрузки.