Способ формирования поверхностного слоя массива льда для проведения соревнований и тренировок в скоростном беге на коньках

Способ формирования поверхностного слоя массива льда для проведения соревнований и тренировок в скоростном беге на коньках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технологиям создания спортивных площадок с ледовым покрытием в закрытых помещениях для тренировок и выступлений на коньках, в частности к созданию или формированию поверхностного слоя массива льда для скоростного бега на коньках, и может быть использовано при создании или формировании поверхностного слоя массива льда в закрытых помещениях (катках) для тренировок или соревнований конькобежцев, выступлений мастеров фигурного катания, хоккея с шайбой или мячом.

Уровень техники

В последнее время с появлением закрытых катков для скоростного бега на коньках достижения спортсменов начали в значительной степени зависеть не только от уровня тренированности спортсменов, но и от технических средств: конструкции коньков, спортивного костюма, характеристик льда, теплофизических параметров воздушной среды в помещении ледовой арены и др. Не последнюю роль в установлении новых рекордов, в частности, в конькобежном спорте играет ледовое покрытие, то есть лед, на котором проходят тренировки или соревнования. Следовательно, улучшая свойства льда, то есть его скользящие свойства, можно уменьшить силы сопротивления, возникающие между лезвием конька и поверхностью льда, что в конечном итоге приводит к увеличению скорости конькобежца и улучшению его собственных или мировых рекордов.

В настоящее время разработано множество способов формирования или создания искусственного льда.

Например, патент США №4953360 (опубл. 04.09.1990) описывает способ, в котором используется поверхностно-активное вещество в виде спирта из группы, состоящей из метила, этила или изопропила, и силикон.

В патенте Великобритании №1528447 (опубл. 11.10.1978) раскрыт способ, в котором в воду, из которой намораживается слой льда, добавляют фторированный полипропилен, гликоль и водяную смазку или глицерин и водяную смазку.

Применение смазки, которая наносится на лед или вмораживается в него, известно также из патентов США №5364548 (опубл. 15.11.1994) и 5409622 (опубл. 25.04.1995), патента Нидерландов №1020897 (опубл. 19.12.2003), заявок Канады №2216114 и 2249770 (обе опубл. 07.04.1999).

Известны также способы, в которых в воду для намораживания слоя льда вносят полиэтилен (авторское свидетельство СССР №444039, опубл. 25.09.1974) или поливиниловый спирт (авторские свидетельства СССР №1242505, опубл. 07.07.1986 и 1649218, опубл. 15.05.1991).

Однако все эти и некоторые другие известные способы все же не позволяют получить лед с максимальным скольжением.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является исключение недостатков указанных выше аналогов и создание искусственного льда с максимально скользящими свойствами.

Эта задача с достижением указанного технического результата решается в способе формирования поверхностного слоя массива льда для проведения соревнований и тренировок в скоростном беге на коньках по настоящему изобретению. Данный способ включает в себя подготовку массива льда для последующего нанесения слоев льда; производят машинное строгание упомянутого подготовленного массива льда на глубину не более чем 0,35 мм за однократное строгание с заливкой и намораживанием первого слоя льда очищенной водой с температурой, выбранной из интервала от 40 до 75°С; производят машинную заливку и намораживание второго и по меньшей мере еще одного слоя льда очищенной водой при температуре, выбранной из интервала от 40 до 75°С, с добавками раствора полиэтиленгликоля и нашатырного спирта, для которых значения концентраций составляют в мас.%: от 0,00002 до 0,0002 для полиэтиленгликоля и концентраций растворенного вещества от 0,0005 до 0,003 для нашатырного спирта, во время машинного строгания предыдущего слоя льда; при этом выдерживают каждый из упомянутых залитых слоев льда в течение времени, выбранного из интервала от 20 минут до 2 часов, при температуре хладоносителя в трубах плиты основания упомянутого массива льда, выбранной из интервала от -9 до -14°С.

Дополнительная особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что в первый и последующие нечетные перерывы на обслуживание упомянутого массива льда в процессе соревнований производят машинное строгание верхнего слоя льда на упомянутую глубину с машинной заливкой и намораживанием слоя льда с использованием очищенной воды.

Также дополнительная особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что во второй и последующие четные перерывы на обслуживание упомянутого массива льда в процессе соревнований производят машинное строгание верхнего слоя льда на упомянутую глубину с машинной заливкой и намораживанием слоя льда с использованием очищенной воды с упомянутыми добавками раствора полиэтиленгликоля и нашатырного спирта в упомянутых значениях концентраций.

Еще одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что упомянутый массив льда готовят путем машинного строгания без заливки воды до вывода массива льда на толщину, необходимую для устранения последствий использования льда в процессе соревнований и (или) тренировок.

Еще одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что машинное строгание осуществляют не более чем на 0,35 мм за однократное строгание.

Также особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что осуществляют очистку воды для упомянутой машинной заливки путем пропуска воды последовательно через угольный фильтр, ионообменный фильтр и мембранный фильтр системы обратного осмоса.

Также задача настоящего изобретения с достижением указанного технического результата решается применением состава для формирования поверхностного слоя массива льда для проведения соревнований и тренировок в скоростном беге на коньках, используемого для машинной заливки и намораживания по меньшей мере одного слоя льда на упомянутом массиве льда, состоящего из, мас.%: раствора полиэтиленгликоля в концентрации от 0,00002 до 0,0002; нашатырного спирта с концентрацией растворенного вещества от 0,0005 до 0,003 и очищенной воды - остальное.

Еще одна особенность состава по настоящему изобретению состоит в том, что упомянутая вода для упомянутой машинной заливки очищается путем пропуска воды последовательно через угольный фильтр, ионообменный фильтр и мембранный фильтр системы обратного осмоса.

Краткое описание чертежей

На приведенных чертежах, иллюстрирующих отдельные аспекты настоящего изобретения, одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым элементам.

Фиг.1 является видом в разрезе массива льда с формированными поверхностными слоями согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 является диаграммой экспериментальных данных, полученных при заливке первых трех слоев льда с добавками и последующих трех слоев льда без добавок согласно настоящему изобретению.

Фиг.3 является диаграммой экспериментальных данных, полученных при заливке шести слоев льда с добавками согласно настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

На заранее сформированный массив льда, имеющий множество заранее намороженных слоев, в процессе осуществления способа по настоящему изобретению намораживают слои льда. На фиг.1 показан в разрезе участок массива льда со слоями льда. Массив льда намораживается на плите 1 основания, внутри которой в трубах 2 циркулирует хладоноситель. Температура последнего поддерживается на требуемом уровне с помощью холодильных установок (не показано). Конкретный порядок намораживания упомянутого множества слоев льда не является объектом настоящего изобретения и может быть любым известным или вновь предложенным порядком. После намораживания массива 3 льда на плите 1 основания заливается и намораживается каждый из последующих слоев 4 льда. Верхний слой 5 на фиг.1 является очередным заливаемым слоем. Это - не обязательно последний слой массива льда.

Способ формирования массива льда является сложным технологическим процессом и заключается в следующем.

До начала заливки и намораживания слоев 4 льда сформированный массив 3 льда подготавливают для последующего нанесения слоев 4 льда. Подготовка сформированного массива 3 льда необходима для выравнивая поверхности заранее сформированного массива 3 льда для устранения последствий использования льда в процессе соревнований и (или) тренировок и последующего нанесения финишных слоев. Эту подготовку осуществляют путем машинного строгания льда без заливки его водой до вывода массива льда на требуемую толщину, причем упомянутое и все последующие машинные строгания осуществляют на глубину, не превышающую 0,35 мм за однократное строгание.

Далее производят машинное строгание упомянутого подготовленного массива 3 льда с одновременной заливкой и намораживанием первого слоя 6 льда очищенной водой.

Вода, которая используется для машинной заливки, проходит несколько стадий глубокой очистки, включающей в себя пропуск воды сначала через угольный фильтр, затем через ионообменный фильтр и, наконец, через мембранный фильтр системы обратного осмоса. Угольный фильтр необходим для очистки воды от хлора и органических соединений, ионообменный фильтр - для замены ионов кальция и магния на ионы натрия, а мембранный фильтр системы обратного осмоса предназначен для осуществления максимальной очистки воды. Такая глубокая очистка происходит с иным порядком стадий по сравнению с очисткой, описанной, к примеру, в патенте США №5536411 (опубл. 16.07.1996). Очищенная вода, подаваемая на заливку, имеет температуру в интервале от 40 до 75°С.

На фиг.1 в верхнем слое 5 пунктиром условно показана толщина этого слоя после машинного строгания, а штрих-пунктиром - толщина этого слоя 5 после подливки воды. Машина для строгания и подливки воды может быть такой, как описано, например, в патенте США №4312142 (опубл. 26.01.1982) и заявке РСТ №WO 2004/092485 (опубл. 28.10.2004).

После заливки каждого слоя 4 льда производится операция по его выдерживанию, то есть в течение времени выдержки, лежащем в интервале от 20 минут до 2 часов, намороженный лед не подвергают никаким операциям. При упомянутой операции выдержки температуру хладоносителя в трубах 2 плиты 1 основания выбирают в интервале температур от -9 до -14°С.

После того как первый намороженный слой 6 льда был выдержан упомянутое выше время, производят его машинное строгание на указанную выше глубину с одновременной заливкой и намораживанием второго финишного слоя 7 льда очищенной водой с добавками раствора полиэтиленгликоля и нашатырного спирта, для которых значения концентраций составляют, мас.%: от 0,00002 до 0,0002 для полиэтиленгликоля и концентраций растворенного вещества от 0,0005 до 0,003 для нашатырного спирта. Такие концентрации получают, когда в бак машины для строгания льда емкостью 1200 литров вводят от 120 до 1200 мл раствора полиэтиленгликоля в концентрации 0,2% и от 60 до 360 мл нашатырного спирта (или от 6 до 36 мл аммиака), после чего заполняют упомянутый бак упомянутой очищенной водой до максимального уровня этого бака.

После выдерживания намороженного слоя 7 льда повторяют операции заливки и намораживания по меньшей мере еще одного слоя льда (слой 8 на Фиг.1), как и для упомянутого выше слоя 7. Слои 9-11 льда на Фиг.1 формируют так же, как и указанные выше слои 7 и 8 льда.

На Фиг.2 представлена диаграмма, показывающая ухудшение скоростных качеств льда при заливке слоев льда без добавок после трех слоев льда с добавками.

На Фиг.3 показана диаграмма, подтверждающая рост скоростных качеств льда до четвертого слоя (10 на Фиг.1) с использованием добавок и прекращение роста в пятом слое (11 на Фиг.1) с использованием добавок.

Таким образом, с учетом данных, представленных на Фиг.2 и 3, можно сделать вывод о том, что целесообразно производить заливку по меньшей мере четырех слоев (7-10 на Фиг.1) льда с использованием в качестве добавок раствора полиэтиленгликоля и нашатырного спирта.

Однако, чтобы сохранить высокие скоростные свойства льда длительное время, возникает периодически необходимость во время соревнований или тренировок в обновлении верхнего слоя льда.

Поэтому в первый и последующие нечетные перерывы на обслуживание упомянутого массива льда в процессе соревнований или тренировок производят машинное строгание предыдущего слоя льда на указанную выше глубину с машинной заливкой и намораживанием слоя льда с использованием очищенной воды без добавок и далее выдерживают его указанное выше время выдержки.

А во второй и последующие четные перерывы на обслуживание упомянутого массива льда осуществляют машинное строгание предыдущего слоя льда на указанную выше глубину с машинной заливкой и намораживанием слоя льда с использованием очищенной воды с добавками растворов полиэтиленгликоля и нашатырного спирта в указанных выше значениях концентраций.

Таким образом, формируемый в соответствии с представленным способом лед имеет отличные характеристики скольжения достаточно длительный промежуток времени.

Хотя в данном описании указаны конкретные значения отдельных параметров, все они являются лишь иллюстративными, а не ограничивающими объем настоящего изобретения, который определяется только прилагаемой формулой изобретения.

1. Способ формирования поверхностного слоя массива льда для проведения соревнований и тренировок в скоростном беге на коньках, содержащий этапы, на которых готовят массив льда для последующего нанесения слоев льда; производят машинное строгание упомянутого подготовленного массива льда на глубину не более чем 0,35 мм за однократное строгание с заливкой и намораживанием первого слоя льда очищенной водой с температурой, выбранной из интервала 40÷75°С,

производят машинную заливку и намораживание второго и по меньшей мере еще одного слоя льда очищенной водой при температуре, выбранной из интервала 40÷75°С, с добавками раствора полиэтиленгликоля и нашатырного спирта, для которых значения концентраций составляют, мас.%:

0,00002÷0,0002 для полиэтиленгликоля и концентраций растворенного вещества 0,0005÷0,003 для нашатырного спирта, во время машинного строгания предыдущего слоя льда; при этом выдерживают каждый из упомянутых залитых слоев льда в течение времени, выбранного из интервала 20 мин ÷ 2 ч, при температуре хладоносителя в трубах плиты основания упомянутого массива льда, выбранной из интервала (-9)÷(-14)°С.

2. Способ по п.1, в котором в первый и последующие нечетные перерывы на обслуживание упомянутого массива льда в процессе соревнований производят машинное строгание верхнего слоя льда на упомянутую глубину с машинной заливкой и намораживанием слоя льда с использованием очищенной воды.

3. Способ по п.2, в котором во второй и последующие четные перерывы на обслуживание упомянутого массива льда в процессе соревнований производят машинное строгание верхнего слоя льда на упомянутую глубину с машинной заливкой и намораживанием слоя льда с использованием очищенной воды с упомянутыми добавками раствора полиэтиленгликоля и нашатырного спирта в упомянутых значениях концентраций.

4. Способ по п.1, в котором упомянутый массив льда готовят путем машинного строгания без заливки воды до вывода массива льда на толщину, необходимую для устранения последствий использования льда в процессе соревнований и(или) тренировок.

5. Способ по п.4, в котором машинное строгание осуществляют не более чем на 0,35 мм за однократное строгание.

6. Способ по любому из пп.1-3, в котором осуществляют очистку воды для упомянутой машинной заливки путем пропуска воды последовательно через угольный фильтр, ионообменный фильтр и мембранный фильтр системы обратного осмоса.

7. Состав для формирования поверхностного слоя массива льда для проведения соревнований и тренировок в скоростном беге на коньках, используемый для машинной заливки и намораживания по меньшей мере одного слоя льда на упомянутом массиве льда, состоящий из, мас.%: раствора полиэтиленгликоля в концентрации 0,00002÷0,0002; нашатырный спирт с концентрацией растворенного вещества 0,0005÷0,003; очищенная вода остальное.

8. Состав по п.7, в котором упомянутая вода для упомянутой машинной заливки очищается путем пропуска воды последовательно через угольный фильтр, ионообменный фильтр и мембранный фильтр системы обратного осмоса.