Устройство для разрушения льда на воде

Устройство для разрушения льда на воде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к взрывной технике, в частности к разрушению ледового покрова на реках и водоемах. Разрушение ледового покрова на реках и водоемах связано со значительным расходом дорогостоящего взрывчатого вещества, повышенной опасностью процесса взрывания льда из-за высокой удельной мощности зарядов и, как следствие, значительным разбросом осколков ледового покрова, что наиболее опасно в зоне мостов, промышленных и жилых построек. Вместе с тем энергия взрыва используется не полностью и значительная часть ее расходуется впустую, т.к. вода в момент взрыва работает как экран из твердого тела, и основная энергия и продукты взрыва уходят вверх по вертикали. Снижение удельной мощности взрывчатого вещества при увеличении площади закладки последнего позволит увеличить кпд взрыва, но размещение подо льдом более доступного и безопасного вещества в газонепроницаемой оболочке трудноосуществимо, например при отсутствии течения подо льдом, и неэкологично в связи с загрязнением подледного пространства кусками разорванных оболочек.

Известно устройство для разрушения ледяного покрова, включающее опорный элемент с выпуклой верхней частью, жестко закрепленный с гидротехническим сооружением своей нижней частью, льдоразрушающую часть, выполненную в виде гибкого рабочего органа, уложенного на выпуклой верхней части опорного элемента и шарнирно соединенного с опорным элементом с одной стороны, а с другой стороны разъемно связанного с механизмом натяжения, размещенным на гидротехническом сооружении у тыловой части опорного элемента, при этом шарнирное соединение гибкого рабочего органа с опорным элементом выполнено в виде подпружиненных верхнего и нижнего стопоров, входящих каждый в соответствующую полость, верхнюю или нижнюю, выполненных соответственно в опорном элементе, причем верхний стопор соприкасается с Т-образным концевым элементом, закрепленным на одном конце гибкого рабочего органа, а на нижнем расположено подпружиненное по оси гибкого рабочего органа прямоугольное основание рабочего стола с зацепом, механизм натяжения гибкого рабочего органа выполнен в виде гидроцилиндра, выдвижной шток которого снабжен крюком и размещен с возможностью взаимодействия с Т-образным концевым элементом, закрепленным на другом конце гибкого рабочего органа, при этом полость гидроцилиндра механизма натяжения связана с выходом гидроаккумулятора, размещенного на гидротехническом сооружении, кроме того, устройство снабжено механизмом возврата гибкого рабочего органа, выполненного в виде кольцевой гибкой тяги, например троса, на которой закреплена каретка, и намотанной на барабан лебедки, снабженной гидродвигателем, связанным с гидроаккумулятором, при этом в массиве тела гидротехнического сооружения размещен силовой гидроцилиндр, полость которого подключена к гидроаккумулятору, а выдвижной шток снабжен опорной пятой, размещенной с возможностью взаимодействия с плавающим льдом /Патент RU №2175425, 2001.10.27/.

Известное решение применимо только в привязке к стационарным объектам и не предполагает перемещение в любые районы ледового покрытия на водоемах и реках, конструктивно сложно и нетехнологично в использовании, дорого в эксплуатации и не обладает достаточной эффективностью при значительных толщинах ледяного покрова. Известно устройство для ослабления прочности или разрушения ледового покрова, содержащее пробойник, установленный на подводном плавсредстве, с возможностью отделения от последнего, выполненный с обтекаемым полым проницаемым корпусом, имеющим форму тела вращения, при этом хвостовая часть выполнена с отверстием для соединения с размещенным на плавсредстве патрубком подачи сжатого газа в корпус пробойника /Патент RU №2066657, 1996.09.20/. Известное решение применимо только совместно с подводными лодками и не предполагает использования в любых районах ледового покрытия на водоемах и реках, конструктивно сложно и нетехнологично в использовании, дорого при эксплуатации и не обладает достаточной эффективностью при значительных толщинах ледяного покрова.

Известно устройство для реализации способа разрушения ледяного покрова, представляющее компрессор, сообщающийся с воздушной подушкой из воздухонепроницаемой ткани, снабженной входным отверстием с возможностью закрепления подушки за ледяной покров /Патент RU №2197406, 2003.01.27/.

Известное устройство малопроизводительно и нетехнологично в использовании, не обладает достаточной эффективностью при значительных толщинах ледяного покрова.

Задачей изобретения является повышение эффективности использования энергии взрыва, снижение трудоемкости и стоимости взрывных работ по разрушению ледяного покрова, расширение возможности и условий использования устройства, повышение экологичности и безопасности взрывания.

Задача решается тем, что в устройстве для разрушения льда на воде, включающем генератор взрывчатой газовой смеси, генератор электроимпульсов, взрывную емкость, согласно решению взрывная емкость выполнена в виде рулона из трубчатой газонепроницаемой оболочки, внешняя поверхность которой снабжена крепежными петлями, соединенной с одного конца с генератором взрывчатой газовой смеси газопроводным шлангом, а с другого конца герметизированной, при этом внутри взрывной емкости размещен пировоспламенитель, выполненный контактирующим с электропроводом, проходящим через газопроводный шланг к генератору электроимпульсов, а снаружи закреплен вытяжной трос, выполненный с возможностью прохода в крепежные петли, снабжен на конце фиксатором, а внутри рулона размещен балластный груз.

Отличительными признаками являются:

- взрывная емкость выполнена в виде рулона из трубчатой газонепроницаемой оболочки (что позволяет расположить дешевое и технологичное взрывчатое вещество на необходимую длину взрыва подо льдом независимо от рельефа подводной поверхности льда, снизить вредное воздействие взрыва на окружающую среду);

- газонепроницаемая оболочка соединена с одного конца с генератором взрывчатой газовой смеси газопроводным шлангом, а с другого конца герметизирована (что обеспечивает удобную подачу и удержание газовой взрывчатой смеси в необходимом объеме на заданной длине подрыва льда);

- внутри взрывной емкости размещены пировоспламенители (что решает задачу безопасного дистанционного и надежного подрыва ледяного покрова);

- снаружи закреплен вытяжной трос (что позволяет избежать загрязнения воды продуктами взрыва - разорванными оболочками и не понизить экологический уровень водоема);

- внутри рулона из трубчатой газонепроницаемой оболочки размещен балластный груз (что облегчает погружение под лед газонепроницаемой оболочки и позволяет более точно выдерживать направление подрыва ледяного покрова);

- внешняя поверхность трубчатой газонепроницаемой оболочки снабжена крепежными петлями (что способствует надежному креплению оболочки и полному извлечению последней после подрыва газовой смеси, что препятствует загрязнению окружающей среды);

- вытяжной трос выполнен с возможностью прохода в крепежные петли и снабжен на конце фиксатором (что повышает удобность использования устройства и предусматривает многократное использование троса, что, в свою очередь, снижает эксплуатационные расходы);

- пировоспламенители выполнены контактирующими с электропроводом, проходящим через газопроводный шланг к генератору электроимпульсов (что повышает надежность работы устройства при повышении безопасности использования).

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения с аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "изобретательский уровень". Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства в исходном рабочем положении, фиг.2 - частичный разрез рулона, фиг.3 - фиксатор троса, фиг.4 - оболочка в развернутом положении, фиг.5 - схема развертывания оболочки при торосистом ледовом покрове.

Устройство содержит генератор взрывчатой газовой смеси 1, генератор электроимпульсов (на чертежах не показан), взрывную емкость 2 с крепежными петлями 3, газопроводный шланг 4 с соединительной муфтой 5 и заглушкой 6, пировоспламенитель 7 с электропроводом 8, вытяжной трос 9 с Т-образным складным фиксатором 10, балластный груз 11, анкер 12.

Устройство для разрушения льда используется следующим образом. Предварительно осуществляют сборку устройства: соединяют генератор взрывчатой газовой смеси 1 с взрывной емкостью 2 посредством газопроводного шланга 4 и соединительной муфтой 5, подсоединяют электропровод 6 через герметизированный выход в шланге 4 с генератором электроимпульсов и закрепляют вытяжной трос 9 за анкер 12 и через прорубь во льду затапливают обладающий положительной плавучестью рулон оболочки взрывной емкости 2, используя регулируемый по весу балластный груз 11. Непосредственно устройство работает следующим образом. При подаче взрывчатой газовой смеси от генератора 1 через газопроводный шланг 4 входная часть взрывной емкости 2 наполняется и инициирует раскатывание рулона оболочки по нижней поверхности ледяного покрова в установленном направлении.

При этом оболочка, обладая положительной плавучестью, поджимается к контактирующей с водой поверхности льда, а рулон, раскатываясь, огибает все неровности на поверхности льда, в том числе и торосистые образования, что обеспечивает расположение оболочки на любом ледяном рельефе. После закачки газовой смеси на весь объем взрывной емкости, перекрытия заглушки 6 и отсоединения муфты 5 от генератора электроимпульсов через электропровод 8 инициируется действие пировоспламенителей 8 с взрывом всего объема взрывчатой газовой смеси во взрывной емкости и разрушения ледяного покрова на всей длине заложенной трубчатой оболочки. При взрыве повреждается только верхняя, прилегающая ко льду поверхность оболочки, а нижняя за крепежные петли 3 извлекается из воды с помощью вытяжного троса 9 с фиксатором 10. После приведения фиксатора в нерабочее положение вытяжной трос освобождается от разорванной оболочки и может быть повторно использован. Последняя утилизируется, что сохраняет среду от загрязнения.

Устройство для разрушения льда повышает эффективность использования энергии взрыва, снижает трудоемкость и стоимость взрывных работ по разрушению ледяного покрова, расширяет возможности и условия использования взрывных работ для разрушения ледяного покрова, повышает экологичность и безопасность работ.

1. Устройство для разрушения льда на воде, включающее генератор взрывчатой газовой смеси, генератор электроимпульсов, взрывную емкость, отличающееся тем, что взрывная емкость выполнена в виде рулона из трубчатой газонепроницаемой оболочки, соединенной с одного конца с генератором взрывчатой газовой смеси газопроводным шлангом, а с другого конца герметизированной, при этом внутри взрывной емкости размещены пировоспламенители, а снаружи закреплен вытяжной трос.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри рулона из трубчатой газонепроницаемой оболочки размещен балластный груз.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя поверхность трубчатой газонепроницаемой оболочки снабжена крепежными петлями.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что вытяжной трос выполнен с возможностью прохода в крепежные петли и снабжен на конце фиксатором.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пировоспламенители выполнены контактирующими с электропроводом, проходящим через газопроводный шланг к генератору электроимпульсов.