Теплогенератор универсальный, мобильный и устройство для его транспортировки

Название	Теплогенератор универсальный, мобильный и устройство для его транспортировки
Разработчик (Авторы)	Арсибеков Дмитрий Витальевич, Ахмадуллин Ильдар Булатович, Болтовский Андрей Витальевич, Карманчиков Александр Иванович, Кузнецов Николай Павлович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2792954
Дата регистрации	28.03.2023
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет"
Область применения (класс МПК)	F24H 1/00 (2006.01) F24H 1/06 (2006.01)
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к теплообменным устройствам для подогрева жидких или газообразных сред и может быть использовано в первую очередь в качестве армейских мобильных теплогенераторов для подразделений МЧС и войск РХБ защиты, а также в нефтегазовой промышленности для решения ряда промысловых задач.

Известны различные конструктивно-компоновочные схемы теплогенераторов для нагрева теплоносителей [1-5], работающих на газовых, жидких и твердых углеводородах.

Так, теплогенератор универсальный по патенту РФ на изобретение № 2615301 [4] содержит металлический корпус с установленным в нем с открытым радиальным зазором устройство горелочное, с хотя бы одним каналом подачи топлива и отвода теплоносителя (жидкого или газообразного). Над устройством горелочным закреплено съемное теплообменное устройство, при этом корпус теплогенератора является составным и содержит установленный вокруг устройства горелочного кожух и основания. В основании установлен трубопровод для непосредственной передачи тепла дымовых газов от трубопровода теплоносителя.

Указанный теплогенератор [4] принят за прототип.

В монографии [5] отмечаются следующие достоинства прототипа – конструкция теплогенератора по патенту РФ на изобретение № 2615301 [4] обеспечивает:

- мобильность теплогенератора, сжатые сроки при монтаже (сборка по принципу LEGO) и обслуживании, не требует существенных материальных затрат при изготовлении и ремонте за счет выделения самостоятельных газовой и теплообменной, а также конвективной частей;

- быструю окупаемость затрат;

- устойчивость к отрыву и проскоку пламени при резких колебаниях давления газа, расхода газа на входе в теплогенератор без установки газорегулирующих установок.

Сложность обеспечения мобильности теплогенератора – прототипа является одним из основных его недостатков. К месту установки теплогенератора, к месту его развертывания, теплогенератор может быть доставлен по частям, которые собираются в единое устройство (теплогенератор) с помощью дополнительного оборудования, например, подъемного крана. Либо может быть произведена транспортировка теплогенератора в сборе, с помощью полозьев, ложементной транспортной опорой, как это показано на с. 327 [5]. Но для перевода теплогенератора из транспортного положения в рабочее (вертикальное) положение необходимо привлекать дополнительное оборудование – подъемный кран, например.

Кроме отмеченного недостатка теплогенератор – прототип имеет еще ряд недостатков. Так, ограниченные габариты транспортной базы, предназначенной для транспортировки теплогенератора, значительно ограничивают длину дымовой трубы, что повышает экологически вредное воздействие на окружающую среду. Этот недостаток особо неприемлем при использовании теплогенераторов при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, когда теплогенераторы разворачиваются вблизи или непосредственно в населенных пунктах.

Тем самым, сложность сборки теплогенератора – прототипа на месте его разворачивания, сложность доставки теплогенератора к месту его разворачивания и ограниченная длина его дымовой трубы являются основными недостатками теплогенератора – прототипа.

Отмеченные недостатки теплогенератора – прототипа [4] могут быть устранены теми или иными техническими решениями как для самой конструктивно – компоновочной схемы теплогенератора, так и технологией его транспортировки к месту его разворачивания.

Так, для увеличения скорости разворачивания теплогенератора целесообразно доставлять его к месту установки в сборе с помощью специальной транспортной базы, предназначенной для транспортировки длинномеров. Примером такой транспортной базы могут быть отмечены транспортные базы мобильных буровых установок или пусковые установки мобильных грунтовых ракетных комплексов. В частности, как предлагается в монографии [6], пусковые установки снимаемых с вооружения мобильных грунтовых ракетных комплексов, их транспортные базы могут быть использованы в качестве транспортных баз для мобильных буровых установок. Высокая грузоподъемность пусковых установок мобильных грунтовых ракетных комплексов позволяет также использовать их транспортную базу для транспортировки теплогенератора, представляющего собой в сборе достаточно массивную конструкцию. Необходимо для этого только решить вопросы базирования теплогенератора на транспортной базе, причем транспортироваться теплогенератор должен в горизонтальном положении.

По прибытию транспортной базы на место разворачивания (место установки) теплогенератора его необходимо перевести в вертикальное положение, после чего провести его снятие с транспортной базы, причем следует это сделать, не привлекая дополнительную специальную технику, например, подъемные краны. В технологии перевода теплогенератора в вертикальное положение целесообразно максимально использовать ту, которая применяется в ракетной технике, когда ракеты, горизонтально перевозимые на пусковых установках, перед стартом переводят в вертикальное положение. Для этого используется стрела, на которой уложена ракета и пусковой стол (стартовый стол), как это, например, имело место быть для ракеты 8К14 [7]. Либо ракета находится в транспортно-пусковом контейнере (ТПК) из которого она стартует после перевода его в вертикальное положение, как это имеет место быть для ракетных комплексов типа «Тополь – М» или «Ярс». При манипуляциях с ракетами для их вертикализации ракета жестко связана со стрелой (ТПК) и пусковым столом для чего применяется различный специальный крепеж, типа бандажей, ветровых болтов и т.д. И только перед самым стартом ветровые болты выворачиваются, и ракета перестает жестко фиксироваться на пусковом столе, а уход ее со стола производится за счет силы тяги ракетного двигателя.

Использование этой технологии для установки теплогенератора на место его разворачивания требует существенной доработки, при этом стрелу и опорный стол, аналогично стартовому столу, можно взять за основу технологии подъема теплогенератора в вертикальное положение, но при этом стрелу, на которой закреплена ракета пусковой установки, для случая теплогенератора будем называть силовой балкой, а пусковой стол будем далее называть опорным столом. В частности, в транспортном положении теплогенератор должен быть жестко зафиксирован на силовой балке и опорном столе. После вертикализации силовой балки, а, соответственно, и теплогенератора происходит расстопорение (разфиксирование) положения теплогенератора относительно силовой балки и опорного стола. Далее теплогенератор вывешивается на опорных узлах, входящих в его конструкцию, аналогично тому, как вывешивается на специальных опорах автомобильный подъемный кран или пусковая установка мобильного грунтового ракетного комплекса перед пуском ракеты. На этих опорных узлах теплогенератор будет базироваться весь период его эксплуатации на данной рабочей площадке его развертывания. Совокупность опорных узлов формирует систему вывешивания теплогенератора на опорах на рабочей площадке, а элементы опорных узлов теплогенератора целесообразно разместить на силовой платформе теплогенератора, располагаемой между топочным узлом и теплообменным агрегатом. После установки (позиционирования) теплогенератора на рабочей площадке производится расстопорение (отсоединение) опорного стола от силовой платформы и транспортная база устройства, предназначенного для транспортировки теплогенератора, выводит силовую платформу от контакта с опорным столом.

При этом следует отметить, что рабочая площадка, на которой предполагается размещать теплогенератор, и окружающая ее зона должны быть подготовлены к установке теплогенератора, в том числе необходимо провести горизонтирование и выравнивание площадки. Перед подъемом силовой балки с уложенным на ней теплогенератором необходимо вывесить на опорах саму транспортную базу, аналогично тому, как вывешивается на опорах пусковая установка мобильного грунтового ракетного комплекса перед пуском (перед подъемом транспортно–пускового контейнера (ТПК)) ракеты или мобильная буровая установка при ее работе вывешивается на аутригерах [6, стр.124]. При этом, вывешивание транспортной базы производится с помощью четырех опор – по две с каждого борта транспортной базы, что гарантирует защиту от опрокидывания системы в бок, а опрокидывание вперед или назад относительно продольной оси транспортной базы гарантированно исключено, благодаря размещению опор в начале и в конце транспортной базы, предназначенной для транспортировки длинномеров. Этих особенностей лишена силовая платформа теплогенератора, выполненная в виде квадрата (прямоугольника), сторона которого по ширине не может превышать размер, разрешенный правилами дорожного движения для ширины транспортного средства. Поэтому опоры, на которых вывешивается силовая платформа, должны быть расположены на концах консолей, фиксируемых на силовой платформе, например, по две консоли перпендикулярно каждой ее стороне. Поэтому консоли выдвигаются с опорами после вертикализации теплогенератора, на которых и вывешивается силовая платформа. Возможна и разгрузка системы вывешивания теплогенератора за счет использования опорного узла, устанавливаемого под днищем топочного узла теплогенератора, который может выполнять функцию домкрата. Поддомкрачивание вывешенного на опорных узлах (опорах) теплогенератора позволит произвести расстыковку опорного стола и силовой платформы, и с помощью транспортной базы отвести опорный ствол вместе с силовой балкой от теплогенератора на расстояние, позволяющее не только опустить силовую балку, но и выдвинуть последние две консоли с опорами для надежной фиксации теплогенератора на площадке. Каждая из опор выполнена в виде обоймы, закрепленной на конце консоли, а внутренняя поверхность обоймы выполнена с возможностью обеспечения перемещения внутри обоймы стойки по принципу «винт – гайка», где функцию гайки выполняет обойма, а функцию винта – стойка. На нижнем конце стойки закреплена с помощью сферического шарнира опорная тарель, а на другом конце – рукоятка (штурвал) для управления перемещением стойки в обойме.

Несмотря на то, что транспортная база для перевозки (транспортировки) теплогенератора может быть самой протяженной (длинной) из всех возможных вариантов, когда в качестве их используется транспортная база снимаемых с вооружения пусковых мобильных грунтовых ракетных комплексов, габариты транспортной базы не позволяют обеспечить необходимую для снижения экологически вредной нагрузки от работающего теплогенератора на окружающую среду длину дымовой трубы. Однако этот недостаток можно исключить, если в теплогенераторе использовать телескопическую дымовую трубу, когда, по крайней мере, дымовая труба состоит из двух обечаек, вложенных одна в другую, на внутреннюю поверхность которых нанесено теплозащитное покрытие. Такое решение позволит, по крайней мере, в два раза увеличить длину (высоту) дымовой трубы.

После подъема силовой балки с теплогенератором в вертикальное положение и его позиционированием на рабочей площадке, фиксацией всех восьми опор силовой платформы и вывешиванием на них теплогенератора, внутренняя обечайка дымовой трубы может быть выдвинута из внешней обечайки дымовой трубы. Для выполнения этой операции внутренняя обечайка вывешивается на тросах внутри внешней оболочки, для которых в теле теплозащитного покрытия выполнены специальные каналы. При этом, на тросах для вывешивания внутренней обечайки имеются крючки, на которых и базируется нижний торец внутренней обечайки. Сами тросы переброшены через блоки, установленные на торце внешней обечайки дымовой трубы и намотаны на барабаны лебедок, управляя работой которых производится выдвижение внутренней обечайки на нужную высоту, определение которой не входит в цели настоящего изобретения, относительно внешней обечайки. Для исключения перекоса и заклинивания при движении обечаек друг относительно друга, в состав тросов входят пружины (упругие элементы), которые компенсируют неравномерное нагружение тросов, что и является основной причиной заклинивания обечаек. Лебедки, на барабаны которых наматываются тросы, и на которых вывешена внутренняя обечайка дымовой трубы, целесообразно разместить на корпусе теплообменного агрегата. Фиксация положения выдвинутой внутренней обечайки дымовой трубы осуществляется стопорением положения барабанов лебедок, либо с помощью специальных фиксирующих (стопорящих) элементов.

Теплогенератор имеет два пояса шиберных окон для подачи (подвода) воздуха в его рабочую зону (внутренняя полость теплогенератора). Один пояс шиберных окон выполнен в основании топочного узла, а второй пояс – в корпусе теплогенератора (в начале дымовой трубы). Воздух в теплогенератор подается за счет эжектирующих свойств дымовых газов, движущихся по дымовой трубе. Первый пояс шиберных окон предназначен для подачи воздуха в факельную зону горелочных устройств для организации процесса горения углеводородного топлива. Через второй пояс шиберных окон осуществляется тангенциальный подвод воздуха в пристеночную зону дымовой трубы для снижения высокотемпературного воздействия дымовых газов на теплозащитное покрытие обечаек дымовой трубы. На корпусе дымовой трубы могут быть установлены кронштейны для закрепления на них концов противоветровых растяжек.

Транспортное средство, предназначенное для перевозки теплогенератора, не только должно доставлять теплогенератор с базы до места его разворачивания, но и должно обеспечивать возможность перевозки теплогенератора с одного места развертывания на другое. Для выполнения этой функции транспортное средство должно иметь возможность не только вертикалировать теплогенератор и устанавливать его на месте развертывания, но и снимать его с этого места, закреплять на силовой балке и осуществлять перевозку его на новое место его дислокации. Для этого опорный стол транспортного средства должен иметь возможность быть состыкованным с силовой платформой теплогенератора и это положение должно быть зафиксировано фиксирующими элементами, аналогично тому, как на стартовом столе фиксируется с помощью ветровых болтов ракета [7]. Для транспортного средства, предназначенного для транспортировки теплогенератора, это означает, что для силовой платформы и опорного стола необходимо обеспечить гарантированную стыковку их посадочных мест. Большие габаритные размеры силовой платформы и опорного стола приводят к значительным техническим трудностям для обеспечения соосности стыковочных узлов опорного стола и силовой платформы в процессе совмещения плоскости силовой платформы и опорного стола. С этой целью на силовой платформе на ее нижней поверхности закреплены два штифта, а на опорном столе выполнены каналы – пазы, входы в которые выполнены в виде ласточкиного хвоста. Геометрия каналов – пазов позволит при движении транспортной базы задним ходом при подводе опорного стола под плоскость силовой платформы, в случае наличия у нее трех степеней свободы в плоскости (два ортогональных перемещения и одно угловое), за счет силового воздействия стенок каналов – пазов на штифты силовой платформы привести ее в соосное расположение крепежных узлов опорного стола и силовой платформы. Соединение опорного стола и силовой платформы осуществляется за счет болтового соединения, для чего в силовой платформе выполнены резьбовые отверстия, а в опорном столе выполнены отверстия соответствующего диаметра для прохождения крепежных болтов.

Обеспечение степеней свободы силовой платформе при подготовке теплогенератора к транспортировке осуществляется расстопорением положения консолей с опорными тарелями. При этом, со стороны подъезда транспортной базы к теплогенератору консоли с опорами переводят в походное положение, а остальные консоли расстопоривают. Поскольку сами консоли имеют квадратное или прямоугольное сечение, и перемещаются (выдвигаются) по направляющим коробчатого типа с соответствующей геометрией поперечного сечения, а направляющие имеют возможность вращаться относительно шарнира, образованного осью, приваренной к коробчатой направляющей каждой консоли, в подшипниковом узле, вмонтированном в силовую платформу теплогенератора, то, тем самым, сама силовая платформа получает необходимые ей степени свободы, позволяющие провести центрирования ее стыковочных отверстий со стыковочными отверстиями опорного стола под воздействием опорного стола (стенок его пазов) на силовую платформу. При этом, угловые перемещения коробчатых направляющих консолей ограничены штифтами, позволяющими перемещать коробчатую направляющую, а, соответственно, и консоль на угол +- 2-30, что при больших габаритах силовой платформы (до 3 м сторона квадрата), в сумме позволит перемещать центры силовой платформы и опорного стола до 30-40 см в любую сторону, что гарантирует возможность их совмещения. При этом следует отметить, что у каждой стороны квадрата силовой платформы расположены оппозитно по две направляющие для консолей, причем четыре консоли расположены на верхней плоскости силовой платформы, а четыре консоли на нижней плоскости силовой рамы, и располагаются по две консоли у противоположных сторон силовой платформы.

Потерю вертикального положения теплогенератора при его установке на опорный стол при его демонтаже предотвращают противоветровые растяжки. После закрепления теплогенератора на опорном столе производится фиксация положения теплогенератора на опорном столе силовой балки транспортной базы. Далее опускается внутренняя обечайка дымовой трубы, убираются все консоли теплогенератора и переводятся в походное положение. Переводится в горизонтальное положение силовая балка и производится ее фиксация на транспортной базе в походном состоянии.

Сказанное поясняется схемами, приведенными ниже. Так на фиг. 1 изображена конструктивно – компоновочная схема мобильного теплогенератора, установленного на площадке. Позицией 1 на фиг. 1 обозначена силовая платформа, выполненная в виде квадратной пластины, в которой выполнено по центру отверстие с диаметром, равным наружному диаметру теплогенератора. Теплогенератор состоит из трех основных узлов – топливного узла 2, расположенного ниже силовой платформы, корпус которого переходит в дымовую трубу 3. Силовая платформа жестко фиксируется на корпусе теплогенератора посредством сварки. На силовой платформе 1 установлен теплообменный агрегат 4, конструктивно охватывающий дымовую трубу 3, состоящую из двух вложенных друг в друга обечаек, на внутреннюю поверхность которых нанесено теплозащитное покрытие. Внутренняя обечайка дымовой трубы 3 может выдвигаться из внешней обечайки, что позволяет увеличивать длину (высоту) дымовой трубы. На фиг. 1 соответственно, обозначено, позицией 5 – корпус внешней обечайки дымовой трубы, 6 – теплозащитное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность внешней обечайки, 7 – корпус внутренней обечайки, 8 – теплозащитное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность внутренней обечайки 7. Теплозащитные покрытия наносятся на внутреннюю поверхность обечаек дымовой трубы с целью защиты их корпусов от высокотемпературного воздействия дымовых газов. При этом, для увеличения длины дымовой трубы 3 она может состоять из нескольких вложенных друг в друга обечаек, выдвигая которые по принципу телескопического соединения можно добиться любой требуемой длины дымовой трубы, однако определение этой длины не входит в цели настоящего изобретения.

Выдвижение внутренней обечайки 7 из внешней обечайки 5 при расположении теплогенератора на площадке (месте) его развертывания осуществляется синхронно работающими 3-4-мя лебедками 9, установленных на верхнем кольце 10 теплообменного агрегата 4. На барабаны лебедок намотаны тросы 11, на свободных торцах которых закреплены крючки 12, на которые опирается своим торцом внутренняя обечайка 7. При этом каждый трос 11 переброшен через блок 13, установленный на торце внешней обечайки 5 дымовой трубы, а в теле теплозащитного покрытия 6 внешней обечайки 5 выполнены каналы, по которым перемещаются тросы 11. На обечайке 15 теплообменного агрегата 4, на фланце 16 которой закреплена дымовая труба 3, выполнены шиберные окна 17 для тангенциального подвода воздуха в пристеночные зоны дымовой трубы 3. Тангенциальный подвод воздуха в дымовую трубу необходим для охлаждения (снижения высокотемпературного воздействия) дымовых газов. Шиберные окна 18, выполненные у основания топочного узла 2, необходимы для подачи воздуха в зону горения топлива.

Наличие в составе теплогенератора лебедок 9 для выдвижения внутренней обечайки 7 в количестве 3-4-х лебедок необходимо для исключения заклинивания при движении внутренней обечайки по внутренней поверхности внешней обечайки из-за неравномерности натяжения тросов 11 лебедками 9. Для предотвращения заклинивания внутренней обечайки 7 при ее движении из внешней обечайки 5 из-за неравномерности натяжения тросов 11 по причине недостаточной синхронизации работы лебедок 9 и отличий в характеристиках тросов, в состав каждого троса введен упругий элемент 14 (пружина), которые в совокупности будут нивелировать перекосы при движении внутренней обечайки 7.

В топочном узле 2 располагается горелочная головка с горелками, непоказанная на фиг. 1, как не показаны на фиг. 1 подводящие и отводящие патрубки соответствующих трубопроводных магистралей для топочного узла 2 и теплообменного агрегата 4. Выдвинутая с помощью лебедок 9 внутренняя обечайка 7 фиксируется либо стопорением барабанов лебедок, либо с помощью стопорящих элементов, непоказанных на фиг. 1.

Размещается теплогенератор на месте его разворачивания в вывешенном состоянии на опорных узлах, закрепленных на силовой платформе. Каждый из опорных узлов состоит из направляющей коробчатого типа 19, закрепленной на оси 20, установленной в подшипниковом узле 21, вмонтированном в силовую платформу 1. В направляющих коробчатого типа 19, вложены выдвигаемые по ним консоли 22 на концах которых установлены обоймы 23 с внутренним цилиндрическим каналом по поверхности которого выполнена винтовая нарезка, в которую ввернута стойка 24, на конце которой закреплена опорная тарель 25.

Опорные узлы могут располагаться как сверху силовой платформы 1, так и снизу силовой платформы. Для снижения весовой нагрузки на опорные узлы снизу теплогенератор может опираться днищем топочного узла на опорный узел 26, с возможностью выполнения им роли домкрата.

Опорные узлы выполнены таким образом, что коробчатые направляющие имеют возможность совершать малые угловые перемещения в плоскости силовой платформы до +2-30, от своего рабочего положения, когда продольная ось коробчатой направляющей параллельна соответствующей стороне силовой платформы. Угловые перемещения коробчатой направляющей в обе стороны от нейтрального (рабочего) положения ограничены штифтами, которые показаны на фиг. 1 позициями 27. Рабочее положение коробчатой направляющей и положение консоли в ней фиксируются специальными стопорными элементами, неотмеченные позициями на фиг. 1. Выдвижение стойки 24 из обоймы 23 производится путем вращения стойки 24 с помощью рычага 28. В теплогенераторе могут быть предусмотрены элементы, фиксирующие положение стойки 24 в обойме 23.

Для установки теплогенератора на транспортное средство на силовой платформе 1 имеются технологические штифты 29. Возможны варианты установки опорных узлов теплогенератора поясняются схемами, приведенными на фиг. 2 и фиг. 3. Так, на фиг. 2 изображена проекция теплогенератора на виде сверху для случая использования четырех опорных узлов в составе теплогенератора.

На фиг.2 соответственно обозначено: позицией 30 – силовая платформа; 31 – внутренняя обечайка дымовой трубы; 32 – внешняя обечайка дымовой трубы; 33 – блоки выдвижения внутренней обечайки 31 из внешней обечайки 32 с помощью тросов, необозначенных на фиг. 2, путем их наматывания на барабаны синхронно работающих лебедок 34, установленных на теплообменном агрегате 35. Позицией 36 отмечена горелочная головка топочного узла. На осях, установленных в подшипниковых узлах на силовой платформе 30, которые не указаны на фиг. 2, закреплены направляющие коробчатого типа 37, имеющие возможность малых угловых перемещений в плоскости силовой платформы, величина которых ограничена штифтами 38. В направляющие коробчатого типа вложены консоли 39, также с поперечным сечением квадратного или прямоугольного сечения, чтобы исключить их возможный проворот относительно продольной оси, и имеющие возможность перемещаться по направляющим коробчатого типа 37. Подшипниковые узлы для направляющих коробчатого типа установлены вблизи вершин силовой платформы, представляющей собой геометрически квадрат в плане. На фиг. 2 пунктиром обозначено походное положение консолей 39. На концах консолей 39, выходящих за габариты силовой рамы 30 закреплена обойма 41, внутренний канал которых выполнен в виде винтовой поверхности, соответствующую винтовую внешнюю поверхность имеет стойка 40, которая может поступательно перемещаться по оси обоймы 41, поскольку она образует с обоймой винтовую пару. Перемещение стойки производится вращением рукоятки, закрепленной на стойке, которая на фиг. 2 позицией не обозначена. На другом конце стойки посредством сферического шарнира крепится опорная тарель 42, которая базируется на поверхность площадки, где разворачивается теплогенератор. Для повышения устойчивости теплогенератора при его работе от ветровой нагрузки используются ветровые растяжки, закрепленные на дымовой трубе и анкерных сваях, ввернутых в грунт в вершинах квадрата, в зависимости от розы ветров в местности, где разворачивается (работает) теплогенератор.

На фиг. 3 показан вариант размещения на силовой платформе теплогенератора восьми опорных узлов. На фиг. 3изображен вид сбоку на теплогенератор в зоне силовой платформы, где позициями обозначено; 43 – силовая платформа, 44 – теплообменный агрегат. На силовой платформе установлено по четыре опорных узла на верхней и на нижней ее плоскостях. Причем узлы располагаются попарно вдоль противоположных сторон силовой платформы, а опорные узлы, продольные оси их консолей, расположенные на верхней плоскости силовой платформы, перпендикулярны продольным осям консолей узлов, расположенных на нижней плоскости силовой платформы.

На каждой плоскости силовой рамы 43 установлены два технологических штифта 52, используемые при установке ее на опорный стол устройства, предназначенного для транспортировки теплогенератора.

Каждый опорный узел состоит из направляющей коробчатого типа, обозначенной на фиг. 3 позицией 45, установленной на оси в подшипниковом узле, вмонтированном в силовую платформу, причем ось и подшипниковый узел на фиг. 3 не показаны отдельными позициями. Установка коробчатой направляющей 45 в подшипниковом узле позволяет совершать ей угловые перемещения в плоскости силовой платформы. Предельные угловые отклонения от нейтрального положения направляющей коробчатого типа равно + - 2-30 ограничены штифтами, непоказанными на фиг. 3. В каждой направляющей коробчатого типа 45 находится консоль 46 с поперечным сечением прямоугольной формы с возможностью ее перемещения по направляющей коробчатого типа 45. На конце каждой консоли 46, выходящей за пределы габаритов силовой платформы 43, установлена обойма 47, образующая с проходящей через нее стойкой 48 винтовую пару. Движение стойки по обойме 47 осуществляется за счет приложения силового момента к рукоятке 49, закрепленной на верхнем конце стойки 48. А через сферический шарнир 50 к другому концу стойки 48 прикреплена опорная тарель 51. На нижней плоскости силовой рамы 43 установлены два технологических штифта 52, используемые при установке ее на опорный стол устройства, предназначенного для транспортировки теплогенератора. Позиционирование опорных узлов на виде сверху на силовую платформу показано на фиг. 4.

На фиг. 4 обозначено: 53 – силовая платформа; 54 – теплообменный агрегат; 55 – направляющие коробчатого типа; 56 – ограничители углового перемещения направляющих коробчатого типа; 57 – выдвигаемые консоли; 58 – обойма с опорными стойками 59 и рычагом их вращения, непоказанным на фиг. 4; 60 – опорные тарели. Пунктиром и позицией 61 обозначены технологические штифты.

На фиг. 5 изображена схема транспортного устройства, предназначенного для транспортировки теплогенератора. Устройство состоит из транспортной базы, в состав которой входит многоосное шасси 62, на которой установлена силовая рама 63. На транспортной базе установлен двигатель 64 и кабины 65 для водителя транспортного средства и членов расчета по работе с теплогенератором по его установке на месте разворачивания. Конструктивно кабины 65 выполнены аналогично кабинам пусковых установок мобильных грунтовых ракетных комплексов, когда кабины расположены по бортам пусковой установки, а между ними в горизонтальном положении располагается транспортно-пусковой контейнер с ракетой, как это имеет место, например, для ракетного комплекса «Тополь – М» [6]. В хвостовой части силовой рамы 63 выполнены кронштейны 66 (две штуки), в проушины которых вставлены подшипниковые узлы, необозначенные отдельными позициями на фиг. 5. Аналогичные проушины имеются в кронштейнах 67 (две штуки), в которых также вставлены подшипниковые узлы, которые также не обозначены отдельными позициями на фиг. 5. Через все подшипниковые узлы проходит ось 68, которая завершает формирование плоского шарнира. Кронштейн 67 установлен на конце силовой балки 69, а на ее торце установлен опорный стол 70. На силовой балке 69 установлены ложементы 71, на которые укладывается теплогенератор, состоящий из следующих узлов – дымовой трубы 72, теплообменного агрегата 73, топочного узла 74, силовой платформы 75, через центральное отверстие которой проходит тело теплогенератора. На силовой балке 69 имеются ограждения 76, аналогичные ограждениям на стреле пусковых ракетных установок [6, стр. 222]. Взаимное положение положение опорного стола 70 и силовой платформы фиксируется с помощью болтовых соединений, аналогичных ветровым болтам, которыми ракета фиксируется, например, ракета 8К14 [6] на стартовом столе. С этой целью в опорном столе выполнены сквозные отверстия, а на силовой платформе соосно со сквозными отверстиями на опорном столе выполнены резьбовые отверстия для вворачивания в них болтов. Указанные элементы не отмечены отдельными позициями на фиг. 5.

Положение теплогенератора на устройстве, предназначенном для его транспортировки, фиксируется в ложементах 71 с помощью полухомутов 77, имеющих свой силовой привод, непоказанный на фиг. 5. Вблизи кабины 65, за кабиной, на стойке 75 установлен ложемент 79, в котором базируется дымовая труба 72 теплогенератора, а ее фиксация в ложементе осуществляется полухомутами 80, имеющими свой силовой привод, непоказанный на фиг. 5.

Подъем силовой балки, с уложенным на ней теплогенератором, в вертикальное положение осуществляется с помощью гидроцилиндра 81. Поскольку грузоподъемность многоосных шасси на много превышает вес перевозимого транспортным средством теплогенератора, на силовой раме 63 транспортного средства целесообразно установить балласт 82 для уменьшения высоты положения приведенного центра масса системы относительно полотна дороги, что позволит увеличить устойчивость движения транспортного средства и скорость его движения. На силовой платформе 75 размещается оборудование опорных узлов теплогенератора, которое не обозначено отдельной позицией на фиг. 5.

Транспортное устройство предназначено не только для транспортировки теплогенератора, но и для выполнения операций по монтажу теплогенератора на месте его разворачивания, а также для выполнения операций по его демонтажу. Главная из этих операций – подъем и опускание силовой балки 69 (фиг. 5), в ходе которых транспортное средство может потерять, например, под действием порыва ветра равновесие и опрокинуться на бок. Для исключения подобных явлений при подготовке к старту ракет мобильными грунтовыми ракетными комплексами их пусковые установки оснащены откидными опорами по две с каждого борта, на которых пусковая установка вывешивается перед подъемом транспортно-пускового контейнера с ракетой в вертикальное положение. Аналогичные опоры имеют и мобильные буровые установки, которые называются аутригерами [6, стр. 124]. Аналогичными опорами должно быть оснащено транспортное средство, предназначенное для транспортировки теплогенератора, но которые не обозначены на фиг. 5 отдельной позицией.

Транспортное средство, схема которого приведена на фиг. 5, предназначено не только для транспортировки теплогенератора к месту его развертывания (монтажа), но и для демонтажа теплогенератора и перевозки его на новое место его установки. Демонтаж теплогенератора и перевод его транспортное положение обеспечивается за счет технического исполнения системы опорных узлов и конструкции опорного стола, схема которого приведена на фиг. 6.

В соответствии с фиг. 6, опорный стол представляет собой пластину 83, в которой выполнен паз в виде «ласточкиного хвоста», угол раскрытия которого на входе в паз позволяет обеспечить ширину (размер) входа в паз на 0,15 превышающую диаметр корпуса топочного узла теплогенератора. При этом, геометрически периметр паза завершается полуокружностью с диаметром, равным 1,025 диаметру топочного узла, а центр полуокружности совпадает с центром пересечения диагоналей пластины 83. Угол раскрытия «ласточкиного хвоста» в 100-150 образует своеобразных два клыка опорного стола, обозначенные на фиг. 6 буквами А и Б. Симметрично в пластине 83, относительно ее продольной оси от границы основного паза, выполненного в виде полуокружности, выполнены две прорези – два паза, входная часть которых выполнена также в виде «ласточкиного хвоста». Пазы на фиг. 6 обозначены буквами В и Г, которые предназначены для вхождения в них штифтов, установленных на силовой платформе теплогенератора при перевозке теплогенератора и его демонтаже на рабочей площадке. Для усиления пластины 83 опорного стола и исключения ее деформации под весом установленного на ней теплогенератора, каждый из клыков А и Б имеет свое ребро жесткости 84, приваренные к нижней плоскости пластины опорного стола 83. Пластина опорного стола приварена под углом в 900 к силовой траверсе 85, которая, в свою очередь, закреплена на силовой балке 86 теплогенератора. На траверсе 85 закреплены два кронштейна 87, с помощью которых закрепляется силовая балка 86 крепится на кронштейнах транспо

Изобретение "Теплогенератор универсальный, мобильный и устройство для его транспортировки" (Арсибеков Дмитрий Витальевич, Ахмадуллин Ильдар Булатович, Болтовский Андрей Витальевич, Карманчиков Александр Иванович, Кузнецов Николай Павлович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога