Снаряд для екологічного очищення атмосферного повітря

Реферат: Винахід належить до екології, а саме до очищення атмосферного повітря від забрудників (зважених часток) адгезією при їх розсіюванні. Снаряд для екологічного очищення атмосферного повітря, містить корпус та носії робочої речовини. Він має екран захвату, який основою, що має п'єзоелемент, з'єднаний з корпусом за допомогою електрозамків, причому електрозамки обладнані електропроводами для електророз'єднання їх з п'єзоелементом. Корпус має жорстко закріплену гумову основу, при цьому носієм робочої речовини є порожнисті сфери або об'ємні диски з вибухпакетами, що наповнені киснем, та з розташованими в міжстінному просторі дочірніми зарядами. Винахід дозволяє підвищити ефективність процесу очищення атмосферного повітря в умовах екстремальних метеорологічних ситуацій. UA 103811 C2 (12) UA 103811 C2 UA 103811 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до екології, а саме до очищення атмосферного повітря від забрудників (зважених часток) адгезією при їх розсіюванні. Винахід може застосовуватися для ефективного видалення промислового пилу, вулканічного попелу, смогу будь-якого походження із складу повітря з метою уповільнення або відвертання розвитку явища вулканічної зими. Відомий Спосіб екологічного очищення атмосферного повітря, засіб екологічного очищення атмосферного повітря, система екологічного очищення атмосферного повітря (Заявка на патент РФ №2004135716, опубл. 20.05.2006), що припускає створення конвекційного струму в атмосфері за рахунок виборчої іонізації кисню навколишнього середовища. Для руйнування інверсного шару в атмосфері, сприяючого підвищенню концентрації шкідливих домішок в приземному атмосферному повітрі, створюється конвекційний струм негативно заряджених іонів кисню. Цей відомий пристрій має істотні недоліки, серед яких можна згадати наступне: необхідність наявності зовнішніх спеціальних великогабаритних облаштувань, наприклад, автомобіля або іонного генератора, наявність стаціонарних технологічних блоків, необхідність телекомунікаційного покриття на місцевості і так далі. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, за технічною суттю, призначенням і результатом, що досягається, і вибраним за прототип, є Установка очищення повітря від загазованості і твердих часток (Заявка на патент РФ №2010110048, опубл. 27.10,2011), що включає корпус, носій робочої речовини. У камері очищення повітря, що має подвійне дно з нахилом для стоку надмірної вологи і забезпеченою форсунками для розпилювання води, що подається, встановлений фільтр тонкого очищення, виконаний у вигляді картриджів для очищення повітря від чужорідних часток, ряду картриджів з набором вуглецевих каталітично активних тканин з різною геометрією в'язки, різною проникністю і різною каталітичною активністю. Основними недоліками прототипу є: низька ефективність процесу очищення, неможливість очищення атмосферного повітря в різних шарах атмосфери. В основу заявлюваного винаходу поставлена задача підвищення ефективності процесу очищення атмосферного повітря в умовах екстремальних метеорологічних ситуацій (наприклад, вулканічної або ядерної зими) шляхом абсорбції зважених часток з урахуванням мінімізації необхідного устаткування і його габаритів, наприклад, для створення сприятливих умов для авіасполучення. Актуальність впровадження пропонованого винаходу виражена економічним збитком від несприятливих метеорологічних умов для міжнародних авіакомпаній. Друге виверження вулкану Ейяфьядлайекюдль 14 квітня 2010 року призвело до викиду в атмосферу великих об'ємів вулканічного попелу, що призвело до масштабного порушення руху комерційних авіарейсів по усій території північної Європи. Пристрій також може бути ефективно використаний для боротьби з піщаними (запорошеними) бурями. Такі атмосферні явища здатні пересувати цілі дюни і переносити величезні об'єми пилу, так що фронт бурі може виглядати як щільна стіна пилу заввишки до 1,6 км. 5 липня 2011 року величезна піщана буря накрила місто Фінікс, столицю штату Арізона в США. Стихія призвела до обривів ліній електропередач, пожежі в центрі міста, паралізовано авіасполучення. Основний збиток, що наноситься запорошеними бурями, полягає в знищенні родючого шару ґрунту, що знижує її сільськогосподарську продуктивність. Крім того, абразивний ефект ушкоджує молоді рослини. Інші можливі негативні наслідки включають: зниження видимості, що впливає на авіа- і автотранспорт; зниження кількості сонячного світла, що досягає поверхні Землі; ефект теплового " покривала"; несприятлива дія на дихальну систему живих організмів. Винахід дозволяє купірувати поширення зважених часток в повітрі. Поставлена задача вирішується тим, що винахід містить корпус, носій робочої речовини. Відповідно до винаходу, він додатково оснащений гумовою основою, жорстко сполученою із захисною гільзою, пов'язаною з основою екрана захвату за допомогою електрозамків, обладнаних електропроводами, що мають електроз'єднання з п'єзоелементами, а носієм робочої речовини є порожнисті сфери або об'ємні диски, що містять в міжстінному просторі дочірні заряди і вибухпакети, наповнені киснем. Згідно з одним з варіантів реалізації винаходу, сферичний носій має малі дочірні, здатні до взриву, носії, розташовані в міжстінному просторі головного сферичного носія аерозоля. Згідно з ще одним з варіантів реалізації винаходу, носії робочої речовини виконані у вигляді дисків. У винаході досягається підвищення ефективності процесу очищення атмосферного повітря в умовах екстремальних метеорологічних ситуацій за рахунок компактної будови заявлюваного 1 UA 103811 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пристрою, що дає можливість швидкого розпилювання хімічної речовини Фулерен (С60) і оперативного - молекулярного з'єднання, що належить до класу алотропних форм вуглецю і що є опуклими замкнутими багатогранниками. Властивості цієї робочої речовини дозволяють зв'язати і видалити дрібні тверді частки пилу, вулканічного попелу або піску з атмосферного повітря. Корисний ефект речовини значно збільшується за рахунок передбачених у винаході дочірніх зарядів шляхом їх самостійного поширення в зоні забруднення. Таким чином, розширюється зона дії фулерена і з'являється можливість видалення дрібних твердих часток забрудників з більшого об'єму атмосферного повітря. Пропонований винахід пояснюється наступними кресленнями: Фіг. 1 - Принципова схема снаряду (варіант 1), Фіг. 2 - Принципова схема снаряду (варіант 2), Фіг. 3 - Схема прогресивної детонації снаряду і динаміки зони розсіювання робочої речовини(вигляд зверху), що розширюється, Фіг. 4. Схема будови дочірнього заряду з водневою капсулою, Фіг. 5. Стартовий блок висотного запуску снаряду Фіг. 6 - Стартовий блок висотного запуску снаряда з різнонахиленими шахтами. Снаряд екологічної дії снаряда містить корпус, носій робочої речовини, обладнаний гумовою основою 8, жорстко сполученою із захисною гільзою 1, пов'язаною з основою екрана захвату 5 за допомогою електрозамків 6, обладнаних електропроводами 11, що мають електроз'єднання з п'єзоелементами 10, а носієм робочої речовини є порожнисті сфери або об'ємні диски 2, що містять в міжстінному просторі дочірні заряди 3 і вибухпакети 7, наповнені киснем (Фіг. 1-2). Сферичний носій має малі дочірн, здатні до взриву, носії 3, розташовані в міжстінному просторі головного сферичного носія аерозолю (Фіг. 1-2). Носії робочої речовини виконані у вигляді дисків 2 (Фіг. 2). Експлуатація пропонованого пристрою відбувається таким чином. Активація функціональних систем снаряда починається після його випуску з пускового пристрою (наприклад, з адаптованого РПГ-18). Кінетичні перевантаження, що утворюються при запуску, пом'якшуються гумовою основою 8 (Фіг.1). При русі випущеного снаряда в повітряному середовищі активно використовується тиск набігаючих повітряних потоків за допомогою захватного екрана 5, жорстко сполученого з п'єзоелектричним елементом 10. П'єзоелектрик встановлений спільно з міні-акумулятором, що сполучається із замками 6 за допомогою електропроводів 11. Після дії набігаючого потоку на екран 5 і подальшого стискання елемента 10, що спричиняє за собою генерацію електричного заряду з подальшим короткостроковим накопиченням електроенергії у вбудованому акумуляторі, відбувається подання електричного імпульсу (струму) на електрозамки, що сполучають " ковпачок" снаряда та гільзу 1, відкриваються замки 6 і як наслідок відбувається від'єднання гільзи 1. Далі під дією сили гравітації починається процес детонації функціональних вибухпакетів 7, 02, що містять, і що знаходяться усередині сферичного носія діючої речовини (Фулерен(С60) в аерозолі). Відсутність гільзи 1 збільшує кінетичне навантаження на п'єзоелементи 4, що спричиняє за собою генерацію електричного імпульсу, що поширюється по провідникові 9, і як наслідок, детонацію вибухпакетів 7. Описані процеси призводять до розриву сферичних носіїв 2 і розсіювання аерозолю. З метою розширення доступної зони робочої речовини, сферичний носій може мати малі дочірні, здатні до взриву, носії, розташовані в міжстінному просторі головного сферичного носія аерозолю. Така будова носія 2 дозволяє здійснити при розриві дочірні носії з подальшими їх вибухами за рахунок використання вибухової хвилі основних сферичних носіїв. Дочірні носії 3, також мають вибухові пакети, детонуючі при зростанні кінетичного навантаження, що діє на них. Можливий і модифікований варіант виконання пропонованого пристрою, в якому носії робочої речовини виконані у вигляді дисків. Це дозволяє компактніше розташувати носії усередині снаряда. У варіанті змінений також і спосіб детонації. З конструкції видалені п'єзоелементи 4, а вибухові пакети детонують від електричного імпульсу, генерованого п'єзоелементом 10 (Фіг. 2). Вибух пристрою створює ефект, який умовно названо "прогресивною детонацією" (Фіг. 3), що дає можливість значно збільшити зону дії робочої речовини (Фулерен(С60) в аерозолі), помітно підвищуючи ефективність винаходу. При експлуатації пристрою з урахуванням включення у будову дочірнього заряда спеціальної водневої капсули 12 (Фіг. 4), стає можливим зниження абразивних властивостей забруднюючих зважених часток, шляхом їх зволоження водою (водяним паром), що побічно утворюється. Також для збільшення ефективності використання снаряда можливе за рахунок включення в пропоновану схему очищення повітря спеціального стартового блока висотного запуску 2 UA 103811 C2 5 10 15 20 25 30 снаряда. Завдяки введенню цього елемента стає доступним запуск декількох снарядів одночасно. Облаштування блока багато в чому дублює будову снаряда. Стартова установка може працювати таким чином: після запуску з будь-якого силового пристрою, блок, що містить в лінійних пускових шахтах 18, снаряди екологічної дії, шляхом використання набігаючого повітряного потоку екраном захоплення 14, відбувається генерація електроімпульсу п'єзолементом 15. Далі електричний струм, проходячи через провідник 17, робить детонацію кисню, що міститься в циліндрі 16, що утворює вибухове зусилля, здатне зробити різноспрямований запуск снаряда (Фіг. 5 і фіг. 6). Завдяки різним варіаціям напряму шахт 18, значно розширюється зона дії С60 або С80. Корпус блока 13 після запуску снаряда, втрачаючи підйомну енергію, падає і може використовуватися повторно. Алгоритм фізико-хімічних процесів дочірніх зарядів(після запуску і вибуху снаряда екологічної дії снаряду). Детонація кисню(руйнування вибухпакета і зовнішнього корпусу дочірнього заряду)  розсіювання С60  вибух і розсіювання водню(руйнування водневої капсули)  адгезія зважених часток  Н O2 = Н2O  зволоження пов'язаних зважених часток і зниження їх абразивних властивостей  осадження зважених часток, що докорило. Таким чином, у винаході вирішується задача підвищення ефективності процесу очищення атмосферного повітря в умовах екстремальних метеорологічних ситуацій (наприклад, вулканічної або ядерної зими) шляхом абсорбції зважених часток з урахуванням мінімізації необхідного устаткування і його габаритів, наприклад, для створення сприятливих умов для авіасполучення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Снаряд для екологічного очищення атмосферного повітря, що містить корпус та носії робочої речовини, який відрізняється тим, що має екран захвату, який основою, що має п'єзоелемент, з'єднаний з корпусом за допомогою електрозамків, причому електрозамки обладнані електропроводами для електророз'єднання їх з п'єзоелементом, а корпус має жорстко закріплену гумову основу, при цьому носієм робочої речовини є порожнисті сфери або об'ємні диски з вибухпакетами, що наповнені киснем, та з розташованими в міжстінному просторі дочірніми зарядами. 3 UA 103811 C2 4 UA 103811 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5