ПРОБЛЕМА:
При выгрузке насыпных грузов из ж/д вагонов часть груза всегда остается в вагоне. ж/д вагоны должны возвращаться железной дороге очищенными. это прямая обязанность грузополучателей.
Комплектование отдельных производственных площадок механическими вибраторами, щеточными устройствами или высоко энергетическими системами жидкостной / газовой очистки зачастую экономически не целесообразно.
В таких случаях очистка вагонов от остатков насыпного груза на производственных площадках выполняется вручную через открытые нижние люки.
Ручная очистка ж/д вагонов через открытые нижние люки является одной из самых трудоемких и дорогостоящих операций, т.к. напрямую влияет на простой вагонов.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ:
Предлагается использовать высоко энергетические вихревые газовые кольца для дистанционной очистки ж/д вагонов, кинетического воздействия на остатки насыпных грузов.
Для этого предлагается оснастить грейфер манипулятора быстросменной вихре кольцевой газовой пушкой – вихре кольцевым сферическим резонатором, см. рис. № 9.27.1.
Работой вихре кольцевой газовой пушки управляет оператор манипулятора.
Оператор визуально определяет места остатков насыпных грузов. направляет в это место вихре кольцевую газовую пушки и производит очистку энергетикой вихревых колец с частотой следования – несколько герц.
Рис. № 9.27.1. Грейфер манипулятора с быстросменной вихре кольцевой газовой пушкой.
ТЕХНОЛОГИЯ
Вихре кольцевая газовая пушка представляет собой полузамкнутый патрубок детонационного горения топливовоздушной смеси со сферическим резонатором на выходе.
Внутри сферы на шпильке установлен регулируемый пламегаситель по аналогии с пламегасителями прямоточных реактивных двигателях, например, ракет комплекса ПВО С-75. Благодаря пламегасителю, на небольшом расстоянии от сферы формируется вихревое кольцо, как у ящика Вуда школьного эксперимента по физике с вихревыми кольцами. Именно пламегаситель, т.е. его форма и расстояние от сопла детонационного патрубка определяют энергетическую эффективность вихревой газовой пушки.
Вихре кольцевая газовая пушка формирует высоко энергетические газовые вихревые кольца с частотой следования не более 3 герц.
Принцип работы вихре кольцевой газовой пушки основан на преобразовании в сферическом резонаторе линейных волн детонационного горения топливовоздушной смеси в высоко энергетические вихревые кольца. В этом случае продукты детонационного горения обладают огромной кинетической энергией, большая часть которых переходит в энергетику вихревого газового кольца и распространяется на значительное расстояние для заявленных целей.
Вариант конструктивного исполнения вихре кольцевой газовой пушки представлен на рис. № 9.27.2
Рис. № 9.27.2. Схема детонационной пушки с сферическим резонатором на выходе.
Рабочий процесс предложенной воздушной вихревой импульсно-детонационной пушки основан на периодической подаче в детонационный патрубок топливовоздушной смеси, периодическом поджигании электро-искровым способом топливовоздушной смеси, распространении детонации в сферический резонатор и истечения продуктов в окружающее пространство формируя высокоэнергетическое вихревое кольцо.
ЧТО СДЕЛАНО НА ТЕКУЩИЙ МОМЕНТ:
Собран прототип генератора со сферическим резонатором диаметром 0,15 м. См. рис. № 9.27.3.
Рис. № 9.27.3 Прототип генератора со сферическим резонатором диаметром 0,15 м.
Визуализация формирования вихревого кольца показана на рис. № 9.27.4. Вихревое кольцо на расстоянии 1 метр сдвигает с места тестовый куб размером 0,15*0,15*015 м. и весом 5 кг.
Рис. № 9.27.4. Визуализация вихревого кольца
Выведена зависимость энергии, переносимой вихревым кольцом от размеров детонационной трубы, как квадрат произведения длинны на внутренний диаметр — (L*D)² .
ПЛАН ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ ПРОЕКТА:
Собрать полноразмерный генератора высоко энергетических вихревых колец с диаметром резонатора — 0,4 м., которые на расстоянии до 10 метров сдвигают с места тестовый куб размером 0,4*0,4*04 м. и весом 180 кг.
Провести полноценные испытания (ОКР) с воздействием на различные типы препятствий.
Опубликовать результаты ОКР на сайте научно-исследовательского проекта ВИХРИ ХАОСА.