Высотное сооружение

 

Изобретение относится к строительству, в частности к высотным сооружениям и способами их размещения. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности высотного сооружения путем обеспечения постоянного контроля и прогнозирования экологической безопасности воздушного бассейна и подземных сред. Высотное сооружение содержит ствол 1, направляющую 2, закрепленную в основании 3. Ствол 1 состоит из установленных на основании 3 конических секций 4 и цилиндрических переходов 5, скрепленных между собой вертикально расположенными монтажными крепежными элементами 6. По центру конических секций 4 и цилиндрических переходов 5 смонтированы секции 7 направляющей 2, установленные друг над другом и жестко связанные между собой. Во фланцах 8 секций 7 направляющей 2 и в верхних частях конических секций 4 выполнены отверстия 12 и каналы 13, в которых для каждой секции смонтированы с натяжением по меньшей мере четыре закрепляющих троса 14. Основание 3 высотного сооружения выполнено в виде подземного сооружения, в нижней части которого смонтировано днище 32. В подземном сооружении размещено устройство 40 натяжения тросов 14, а в его днище 32 - нейтрализатор-дезактиватор 41, взаимодействующий с герметизированной трубой 42, имеющей возможность вертикального перемещения в скважине 43, пробуренной под днищем 32, и в направляющей 2 ствола 1 посредством подъемного механизма 64, установленного на верхней площадке направляющей 2. На нижнем торце герметизированной трубы 42 смонтирован полый шар 60, в котором закреплены датчики 61, 62, 63 контроля с преобразователями сигнала. Датчики контроля предназначены для измерения химических, биологических и радиоактивных загрязнений подземных сред. Аналогичные датчики контроля смонтирована на наружных поверхностях каждого цилиндрического перехода 5 ствола 1 для контроля воздушного бассейна региона. Датчики контроля связаны через преобразователи сигнала с электронно-вычислительной машиной 79, размещенной в бункере 44 высотного сооружения. В высотном сооружении предусмотрены технические средства защиты помещений от различных загрязнений. Размещение высотного сооружения осуществляется в треангуляционной системе координат для составления оперативных карт загрязнения регионов. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к высотным сооружениям, и может быть использовано для телевизионного вещания и постоянного контроля и прогнозирования экологической безопасности России (см. Федеральную целевую комплексную научно-техническую программу "Экологическая безопасность России").

Известен способ возведения высотного сооружения по авторскому свидетельству СССР N 1157200, кл. E 04 H 12/30, E 04 C 21/26, опубликованному 23.05.1985 г в бюл. N 19.

В соответствии с описанием изобретения известный способ возведения высотного сооружения, преимущественно многосекционного ствола водонапорной башни, включает соосную установку секций ствола одна в другой и их выдвижение под действием нагнетаемой рабочей среды.

Для расширения технологических возможностей способа и упрощения монтажа до установки секций ствола по центру сооружения устанавливают телескопические секции направляющей и на них нанизывают пневмоторные элементы и секции сооружения, после чего осуществляют поочередное выдвижение секций направляющей и секций ствола, причем выдвижение секций ствола осуществляют путем поочередного наполнения рабочей средой пневмоторных элементов.

В описании представлено высотное сооружение многосекционного ствола, содержащее смонтированные на основании конические секции ствола, по центру которых установлены секции направляющей, выполненные в виде полых цилиндров, установленные друг над другом, и монтажные крепежные элементы.

Существенными недостатками высотного сооружения являются следующие: высотное сооружение может быть использовано в качестве временного сооружения, например, в виде многосекционного ствола водонапорных башен или резервуаров, причем с относительно низкой эксплуатационной надежностью и долговечностью из-за крепежных элементов 6, выполненных в виде клиновых подхватов. Клиновые подхваты, находящиеся на поверхности конических секций, подвержены разрушению и срезу; узкий диапазон функциональных возможностей из-за отсутствия технических средств постоянного контроля и прогнозирования экологической безопасности атмосферного воздуха, содержащего радиоактивные, химические, биологические и другие загрязнения; высотное сооружение не защищено от опрокидывания при воздействии сильных ветров из-за ненадежного основания и неудовлетворительного закрепления направляющей.

Известен способ переработки снега и устройство для его осуществления по авторскому свидетельству СССР N 1781359, кл. Е 01 Н 5/10, опубликованному 15.12.1992 г в бюл. N 46.

Согласно описанию изобретения устройство для переработки снега содержит открытую сверху подземную камеру, сообщенную через установленный в ней вертикальный трубопровод с источником тепла, размещенный над камерой бункер для снега с приемным и разгрузочными люками, механизм отделения загрязнителей от снега.

Для уменьшения загрязнения окружающей среды трубопровод сообщен с подземным источником тепла через скважину, выполненную под дном подземной камеры, при этом трубопровод на нижнем конце выполнен перфорированным, а его верхний конец размещен в бункере.

Кроме того, устройство снабжено сообщенным с бункером фильтром для очистки паров и газов; механизм отделения загрязнителей от снега включает в себя приводной грохот, размещенный в бункере под приемным люком, и отводящий загрязнители конвейер; верхний конец трубопровода размещен под приводным грохотом; в стенках и дне подземной камеры выполнены каналы, сообщенные с ее полостью и источником давления газов через систему трубопроводов, при этом верхний участок трубопровода выполнен перфорированным; механизм отделения загрязнителей от снега состоит из гидроциклона и насоса, сообщенных с полостью подземной камеры, причем патрубок для разгрузки твердого вещества размещен напротив верхнего конца трубопровода.

Существенными недостатками устройства являются следующие: при относительно широком диапазоне функциональных возможностей устройство не обеспечивает постоянного контроля и прогнозирования экологической безопасности подземных сред, содержащих радиоактивные, химические, биологические загрязнения вследствие деятельности сельскохозяйственных, промышленных и военных предприятий, а также вследствие функционирования радиационно-опасных объектов атомной энергетики и топливных ядерных циклов; известное устройство не обеспечивает постоянного контроля и прогнозирования экологической безопасности воздушного пространства от аналогичных загрязнений из-за отсутствия технических средств.

Наиболее близким техническим решением является высотное сооружение по авторскому свидетельству СССР N 1157200, кл. E 04 H 12/30, E 04 C 21/26, опубликованному 23.05.1885 г в бюл. N 19.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей путем обеспечения постоянного контроля и прогнозирования экологической безопасности воздушного бассейна и подземных сред.

Для достижения указанной цели изобретения известное высотное сооружение, содержащее смонтированные на основании конические секции отвода, по центру которых установлены секции направляющей, выполненные в виде полых цилиндров, установленные друг над другом, и монтажные крепежные элементы, снабжено цилиндрическими переходами, установленными между участками конических секций ствола, и образующими с последними телевизионную башню, при этом конические секции выполнены в виде перевернутых стаканов с переменной конусностью боковых стенок в верхней части которых выполнены осевые отверстия с диаметром, превышающим внешний диаметр секций направляющей, а в нижней части основные конические уступы, соответствующие коническим частям нижестоящих элементов конических секций ствола, секции направляющей снабжены фланцами, расположенными на верхних плоскостях конических секций, причем во фланцах секций направляющей и в верхних частях конических секций выполнены вертикально расположенные сквозные отверстия и каналы, в которых для каждой секции смонтированы с натяжением по меньшей мере четыре закрепляющих троса, основание высотного сооружения выполнено в виде подземного сооружения, под днищем которого выполнена скважина, в которой установлена герметизированная труба с возможностью вертикального перемещения, верхний конец которой связан с секциями направляющей, а на нижнем конце смонтирован полый шар, в котором закреплены датчики контроля химических, биологических и радиоактивных загрязнений, а на наружной поверхности каждого цилиндрического перехода ствола датчики контроля радиоактивных химических, биологических загрязнений и устройства измерения электромагнитных излучений, при этом датчики контроля связаны через преобразователи сигнала с электронно-вычислительной машиной вычислительного центра, подключенной к общей информационно-управляющей системе.

Кроме того, для достижения указанной цели изобретения каждый цилиндрический переход выполнен в виде стакана с коническим основанием и снабжен дополнительными уступами и перекрытием для установки секции направляющей, диаметр нижнего уступа выполнен не превышающим диаметр внутренней цилиндрической поверхности ниже смонтированной конической секции ствола, а верхний уступ выполнен коническим, соответствующим основному коническому уступу вышесмонтированной конической секции ствола; монтажные крепежные элементы выполнены в виде вертикально установленных и закрепленных полых перфорированных штырей на периферии каждой верхней части конической секции и цилиндрического перехода, взаимодействующих с каналами, соответственно размещенными в основных конических уступах каждой нижней части конической секции ствола и каждой нижней части дополнительного уступа цилиндрического перехода; количество закрепляющих тросов кратно суммарному количеству смонтированных конических секций ствола и цилиндрических переходов; связь верхнего конца герметизированной трубы с секциями направляющей выполнена в виде подъемного механизма, состоящего из приводной лебедки, смонтированной в верхней части направляющей, блоков и троса, взаимодействующего с блоками, причем один конец троса закреплен на барабане лебедки, а другой конец на верхней части герметизированной трубы; герметизированная труба выполнена секционной, причем масса нижерасположенной секции выполнена не превышающей массу вышерасположенной секции; оно снабжено нейтрализатором дезактиватором, выполненным в виде цилиндрической полости, размещенной в днище подземного сооружения и сообщенной через радиальные каналы уплотняющего устройства с наружной поверхностью секций герметизированной трубы, причем цилиндрическая полость сообщена через трубопровод и нагнетатель высокого давления с емкостью, заполненной текучей средой; оно снабжено устройством натяжения тросов, выполненным в виде массы, состоящей из коаксиально соединенных между собой двух металлических цилиндров, на внешнем цилиндре выполнены бурты для закрепления тросов, а в центральной части внутреннего цилиндра размещена дополнительная направляющая для герметизированной трубы, причем устройство натяжения тросов размещено в полости подземного сооружения; оно снабжено защитным устройством герметизированной трубы, выполненный в виде цилиндра, коаксиально установленным и закрепленным в направляющей ствола; электронно-вычислительная машина вычислительного центра размещена в бункере, выполненном в виде торообразной емкости, сообщенной через фильтры с атмосферой, причем емкость выполнена в конической секции ствола, смонтированной в верхней части подземного сооружения; размещение высотного сооружения осуществляют в треангуляционной системе координат для составления оперативных карт загрязнений региона.

При патентных исследованиях не обнаружена заявляемая совокупность существенных признаков высотного сооружения для достижения цели изобретения - расширения функциональных возможностей путем обеспечения постоянного контроля и прогнозирования экологической безопасности воздушного бассейна и подземных сред.

Из анализа совокупности существенных признаков следует, что предложено высотное сооружение с широкими функциональными возможностями, при этом наряду с известными функциональными возможностями телевизионного вещания через спутники Земли, высотное сооружение обеспечивает постоянный контроль и прогнозирование экологической безопасности воздушного бассейна и подземных сред. Конструкции высотного и подземного сооружений изготавливаются, например, из высокопрочного шлакощелочного бетона, элементы которых возможно изготавливать серийно.

Датчики контроля химических, биологических и радиоактивных загрязнений высотного сооружения доступны для эксплуатации, так как собраны в блоки и располагаются на смотровых площадках для контроля воздушного бассейна, а для контроля подземных сред в полом шаре герметизированной трубы, при этом герметизированная труба имеет возможность вертикального перемещения в соответствии с алгоритмом управления лебедкой, что позволяет использовать минимально возможное количество датчиков контроля. Блочное расположение датчиков контроля различных загрязнений позволяет наладить их серийное производство.

В высотном сооружении предусмотрены технические средства, исключающие попадание загрязнений в помещении высотного сооружения, нейтрализатор - дезактиватор и защитное устройство герметизированной трубы, что повышает безопасность обслуживающего персонала высотного сооружения.

По мнению заявителя, техническое решение является новым, так как не известно из уровня техники. Техническое решение имеет изобретательский уровень, так как для специалиста явным образом не следует из уровня техники в данной области.

Техническое решение промышленно применимо ввиду того, что признаки могут быть освоены на предприятиях народного хозяйства.

На фиг. 1 схематично изображено высотное сооружение, общий вид; на фиг. 2 то же, продольный разрез верхней части высотного сооружения; на фиг. 3 то же, продольный разрез средней частоты высотного сооружения; на фиг. 4 то же, продольный разрез нижней части высотного сооружения; на фиг. 5 то же, продольный разрез нижней части высотного и подземного сооружений; на фиг. 6 - то же, вид по стрелке А на фиг. 5; на фиг. 7 то же, продольный разрез узла Б, в увеличенном масштабе; на фиг. 8 то же, продольный разрез нижней части герметизированной трубы; на фиг. 9 то же, электромеханическая схема управления приводной лебедкой подъемного механизма.

Высотное сооружение содержит ствол 1, направляющую 2, закрепленную в основании 3.

Ствол 1 состоит из установленных на основании 3 конических секций 4 цилиндрических переходов 5, скрепленных между собой вертикально расположенными монтажными крепежными элементами 6. По центру конических секций 4 и цилиндрических переходов 5 смонтированы секции 7 направляющей 2, установленные друг над другом и жестко связанные между собой. Секции 7 выполнены в виде полых цилиндров, на верхних частях которых выполнены фланцы 8. Цилиндрические переходы 5 установлены между участками конических секций 4, которые выполнены в виде перевернутых стаканов. Внешняя форма стаканов может представлять из себя либо усеченные прямые конусы или многогранные усеченные пирамиды с переменной конусностью боковых стенок. В верхних частях конических секций 4 в положении монтажа предусмотрены отверстия 9 с диаметрами, превышающими внешние диаметры секции 7 направляющей 2, а в нижних частях основные конические уступы 10, соответствующие коническим частям нижестоящих элементов конических секций 4 ствола 1. Фланцы 8 секций 7 направляющей 2 расположены на верхних плоскостях 11 конических секций 4. Во фланцах 8 секций 7 направляющей 2 и в верхних частях конических секций 4 выполнены вертикально расположенные сквозные отверстия 12 и каналы 13, в которых для каждой секции смонтированы с натяжением по меньшей мере четыре закрепляющих троса 14. Натяжение тросов 14 осуществляется домкратами (домкраты условно не показаны). Конические секции 4 и цилиндрические переходы 5 имеют идентичные элементы конструкции. При этом каждый цилиндрический переход 5 выполнен в виде стакана с коническим основанием 15 и снабжен дополнительным уступом 16 и перекрытием 17 для установки секций 7 направляющей 2. Диаметр дополнительного нижнего уступа 16 выполнен не превышающим диаметр внутренней цилиндрической поверхности 18 нижесмонтированной конической секции 4 ствола 1, а верхний уступ 19 выполнен коническим, соответствующим основному коническому уступу 10 вышесмонтированной конической секции 4 ствола 1.

Монтажные крепежные элементы 6 выполнены в виде вертикально установленных полых перфорированных штырей 20, закрепленных на периферии каждой верхней части конической секции 4 и цилиндрического перехода 5 взаимодействующих с каналами 21 соответственно размещенными в основных конических уступах 10 каждой нижней части конической секции 4 ствола 1 и каждой нижней части дополнительного уступа 16 цилиндрического перехода 5. В штыри 20 и в каналы 21 подается под давлением через каналы 22 строительный раствор. Количество штырей 20 и каналов 21 определяется из расчета прочности связей между элементами конструкции.

Количество закрепляющих тросов 14 равно кратному суммарному количеству смонтированных конических секций 4 и цилиндрических переходов 5 ствола 1.

Конические секции 4 и цилиндрические переходы 5 изготавливаются из высокопрочного шлакощелочного бетона, размеры которых определяются в зависимости от высоты высотного сооружения.

По мнению заявителя, высота каждой конической секции 4 может быть равна в пределах 3-5 м, а цилиндрического перехода 5 10-100 м, в зависимости от мощности строительных организаций и высоты высотного сооружения.

Секции 7 направляющей 2 изготавливаются из высокопрочного металла, используемого для высотных сооружений.

Основание 3 высотного сооружения выполнено в виде подземного сооружения, которое содержит концентрически расположенные форшахту 23 и трубчатые секции 24, 25, 26, нижние части которых снабжены кольцевыми уступами 27. Между трубчатыми секциями 24-26, а также между грунтом 23 и внешней трубчатой секцией 24 имеются кольцевые зазоры 29, 30, 31 с шириной от одного до нескольких дециметров, заполняемые электропроводящей текучей средой, например, тиксотропным раствором.

Трубчатые секции 24-26 выполнены, например, из сверхпрочного шлакощелочного бетона.

Для пропорционального распределения нагрузок с внешней трубчатой секции на внутренние секции конструкции предусматривается пропорциональное распределение гидростатических давлений текучей среды в кольцевых зазорах конструкции. При этом боковое давление, действующее на внутреннюю поверхность трубчатой секции, предусматривается значительно меньше, чем боковое давление, действующее на внешнюю поверхность той же трубчатой секции. Это обеспечивается либо изменением удельного веса текучей среды либо изменением высоты трубчатой секции.

Так, в случае использования конструкции, изображенной на фиг. 5, распределение нагрузок между секциями осуществляется за счет изменения удельного веса текучей среды в кольцевом зазоре 29 больше, чем в кольцевом зазоре 30, а в кольцевом зазоре 31 меньше, чем в кольцевом зазоре 30.

Такое исполнение конструкции обеспечивает снижение толщины стенок трубчатых секций, экономию материалов и не уменьшает их надежность.

В нижней части трубчатой секции 26 изготавливаются плиты днища 32 из высокопрочного теплопроводящего материала. Плиты днища 32 (дно) электрически связаны с арматурой трубчатых секций 24-26 (не показано). Трубчатые секции 24-26 с днищем 32 образуют опускное сооружение. Глубина опускного сооружения может составлять несколько десятков метров в зависимости от высоты ствола 1 высотного сооружения.

В подземном сооружении 3 смонтированы перекрытия 33, 34 и 35, разделяющие полость подземного сооружения на помещения 36, 37, 38, сообщенные между собой шахтой 39 с лифтом (лифт условно не показан). В помещениях 36 и 37 размещено устройство 40 натяжения тросов 14, а в помещении 38 и в плитах-днищах 32 смонтирован нейтрализатор-дезактиватор 41, взаимодействующий с герметизированной трубой 42, имеющей возможность вертикального перемещения в скважине 43, пробуренной под плитами-днищами 32, и в направляющей 2 ствола 1 высотного сооружения. На перекрытии 33 и на форшахте 23 смонтирован бункер 44, представляющий из себя первую коническую секцию ствола 1, в которой закреплена первая секция 7 направляющей 2 высотного сооружения, причем распределение нагрузок ствола 1 на торцы форшахты 23 и трубчатых секций 24-26 осуществляется равномерно вследствие равномерного распределения масс строительного материала в конических секциях 4 и в цилиндрических переходах 5 ствола 1 и соблюдения строительных норм для высотных сооружений.

Устройство 40 натяжения тросов 14 выполнено в виде массы, состоящей из коаксиально соединенных между собой двух металлических цилиндров 45, 46, на внешнем цилиндре 45 выполнены бурты 47 и 48 для закрепления тросов 14, а в центральной части внутреннего цилиндра 46 размещена дополнительная направляющая 49 для герметизированной трубы 42. Дополнительная направляющая 49 выполнена в виде металлической трубы, наружная поверхность которой покрыта свинцом для защиты от проникновения альфа-бета- и гамма-излучения радиоактивных загрязнений в помещения 36-38 подземного сооружения.

Нейтрализатор-дезактиватор 41 выполнен в виде цилиндрической полости 50, размещенной в плитах-днищах 32 и сообщенной через радиальные каналы 51 уплотнительного устройства 52 с наружной поверхностью герметизированной трубы 42. Цилиндрическая полость 50 сообщена через трубопровод 53 и нагнетатели 54 высокого давления с емкостью, заполненной текучей средой (емкость, заполненная текучей средой, условно не показана).

Уплотнительное устройство 52 изготовлено из материала, исключающего проникновение альфа-, бета- и гамма-излучения радиоактивных загрязнений в помещения подземного сооружения. В качестве такого материала может быть использован графит. В плитах днища 32, в уплотнительном устройстве 52 установлены уплотнительные элементы 55, 56, 57 известной конструкции.

Герметизированная труба 42 может быть выполнена секционной, причем масса нижерасположенной секции 58 выполнена не превышающей массу вышерасположенной секции 59. Верхний конец герметизированной трубы 42 пропущен через нейтрализатор-дезактиватор 41 и уплотнительное устройство 52 и связан с секциями 7 направляющей 2 ствола 1, а на нижнем ее конце смонтирован полый шар 60, в котором закреплены датчики 61, 62 и 63 контроля с преобразователями сигнала соответственно химических, биологических и радиоактивных загрязнений.

Вертикальное перемещение герметизированной трубы 42 осуществляется посредством известного подъемного механизма 64, состоящего из приводной лебедки 65, смонтированной в верхней части направляющей 2 ствола 1, блоков 66 и троса 67, взаимодействующего с блоками 66, при этом один конец троса 67 закреплен на барабане 68 лебедки 65, а другой конец на верхней части герметизированной трубы 42.

Привод лебедки 65 состоит из электродвигателя 69 постоянного тока, электрогенератора 70, механически связанных через редукторы 71 и 72 с барабаном 68 лебедки, синхронно срабатывающих тормозов 73 и 74 и блока 75 программного управления.

Герметизированная труба 42 имеет защитное устройство 76, выполненное в виде полого цилиндра, коаксиально установленного и закрепленного в направляющей 2 ствола 1. Защитное устройство 76 изготавливается из аналогичных материалов, используемых для изготовления дополнительной направляющей 49.

В бункере 44 выполнена торообразная емкость 77, сообщенная через фильтры 78 с атмосферой. В торообразной емкости 77 размещена электронно-вычислительная машина (ЭВМ) 79 вычислительного центра. ЭВМ 79 связана через преобразователи сигнала с датчиками 61, 62, 63 контроля химических, биологических и радиоактивных загрязнений воздушного бассейна и подземных сред. Датчики контроля устанавливаются в блоках 80.

Одни из блоков 80 установлен в полом шаре 60 герметизированной трубы 42 для контроля загрязнений подземных сред, а другие блоки 80 на наружной поверхности каждого цилиндрического перехода 5 ствола 1 для контроля загрязнений воздушного бассейна. Блоки 80 для контроля загрязнений воздушного бассейна, в частности могут быть смонтированы на основаниях 81 смотровых площадок 82, причем блоки 80 разнесены друг от друга в горизонтальной плоскости, например, через 45^o. Доступ к блокам 80, смонтированным на основании смотровых площадок 82, осуществляется посредством скоростных лифтов (лифты условно не показаны). Связь блоков 80 с электронно-вычислительной машиной 79 осуществляется посредством кабелей. Прокладка кабелей может быть осуществлена, например, на боковых стенках направляющих лифтов или на наружных поверхностях шахт этих лифтов.

Отличительная особенность связи блока 80, установленного в полом шаре 60 герметизированной трубы 42, с преобразователями сигнала ЭВМ заключается в том, что герметизированная труба 42 может быть выполнена в виде волновода канала электромагнитной энергии сверх высокой частоты (СВЧ). Герметизированная труба 42 представляет из себя полую трубу с проводящими стенками. Полость трубы заполнена, например, воздухом или азотом. Блок 80 снабжается генератором 83 сверхвысокой частоты, частота которого модулируется с определенной последовательностью сигналами от датчиков 61, 62, 63. Электропитание к генератору 83 подается, например, от специального аккумулятора энергии 84 с большой длительностью работы без подзарядки, а приемник преобразователь 85 сигнала устанавливается в верхней части герметизированной трубы 42.

Приемник-преобразователь 85 сигнала связан посредством кабеля с блоком 75 программного управления (см. например, Энциклопедию современной техники "Автоматизация производства и промышленная электроника", т. I, М. 1962, с. 149-150).

В предлагаемом устройстве могут быть предусмотрены и другие варианты связи датчиков 61, 62, 63 с преобразователями сигналов ЭВМ 79, например, использование связи посредством применения квантовых генераторов и волоконной оптики (см. Ю.П. Конюшая "Открытия и научно-техническая революция", изд-во "Московский рабочий", 1974, с. 243-245, 252-254).

Кроме того, на стол 1 высотного сооружения могут быть смонтированы устройства измерения электромагнитных излучений (условно не показаны) космического или наземного происхождений, влияющих на здоровье населения регионов.

Управление агрегатами высотного сооружения осуществляется из станции 86 управления, смонтированной в помещении на бункере 44. Электропитание станции 86 управления предусматривается от внешнего источника, расположенного вблизи высотного сооружения.

Электронно-вычислительная машина 79 подключена к общей информационно-управляющей машине (местонахождение бункера информационно-управляющей машины определяется Министерством связи и другими органами).

Информационно-управляющая машина предназначена для сбора и обработки информации с нескольких высотных сооружений для определения загрязнений воздушного бассейна и подземных сред региона или всей страны, определения направления движения загрязнений, интенсивности источника загрязнений. Для этого высотное сооружение размещается в треангуляционной системе координат с определением точных координат высотного сооружения, что позволяет на оперативных картах региона определять направление движения и интенсивность химических, биологических и радиоактивных загрязнений, выявлять источники загрязнений и прогнозировать экологическую безопасность регионов страны.

После обработки данных с ЭВМ 79 высотных сооружений машина выдает управляющие воздействия в виде прогнозов и предупреждений об экологической безопасности регионов, сообщений об аварийной ситуации на объектах атомной энергетики при наличии выбросов радиоактивных загрязнений в воздушный бассейн региона или загрязнений подземных сред, превышающих предельно-допустимые нормы загрязнений, а также в виде сообщений о закрытии объектов атомной энергетики, химических и биологических предприятий, выбросы которых многократно превышают предельно-допустимые нормы загрязнений и представляют смертельную опасность для населения региона или всей страны.

Высотное сооружение работает следующим образом.

Предварительно выбирают площадку для строительства высотного сооружения. Проводят полый комплекс изыскательских работ, в том числе бурят на площадке сверхглубокую скважину 43, глубина которой превосходит высоту надземной части высотного сооружения. Бурение скважины предварительно производят на поиск нефти и газа. При отрицательном результате поиска, а также при отсутствии радиоактивных руд производят строительство высотного сооружения с использованием известных технических средств при строительстве подземных и высотных сооружений.

Перед опусканием трубчатой секции 26 производят работы по монтажу днища 32, в котором монтируют нейтрализатор-дезактиватор 41 и уплотнительное устройство 52, затем опускают трубчатую секцию 26. После выполнения указанных работ в подземном сооружении строят перекрытие 35, на котором устанавливают домкраты, а затем на них опускают устройство 40 натяжения тросов. Далее строят перекрытия 34, 33 и бункер 44, в которых устанавливают шахту 39 с лифтовым оборудованием. В центральную часть бункера 44 опускают первую секцию 7 направляющей 2 и закрепляют на перекрытии 33. Через отверстия 12 и каналы 13 соответственно фланца 8 секции 7 направляющей 2 и бункера 44 пропускают тросы 14, которые известными приемами закрепляют на буртах 47 и 48 устройства 40 натяжения тросов, а затем производят натяжение тросов 14 и их закрепление известными приемами. После этого в центральную часть секции 7 направляющей 2 опускают строго вертикально дополнительную направляющую 49 и закрепляют ее в перекрытиях 35 и 33 и верхней части уплотнительного устройства 52. Через дополнительную направляющую 49, уплотнительное устройство 52 опускают в скважину 43 предварительно соединенные между собой секции 58, 59 с полым шаром 60 герметизированной трубы 42, причем секции фиксируют в заданном положении (механизмы фиксации условно не показаны). После частичного погружения в скважину герметизированной трубы 42 верхняя часть ее фиксируется до окончания строительства ствола 1 высотного сооружения. Строительство нижней части ствола 1 осуществляется с использованием башенных кранов, а строительство средней и верхней частей высотного сооружения с использованием, например, вертолетов. После завершения строительства ствола 1 из-под устройства 40 натяжения тросов убирают домкраты и тросы приобретают дополнительное натяжение, затем в ствол 1 опускают защитное устройство 76, которое закрепляется в секциях 7 направляющей 2. На верхнюю площадку направляющей 2 монтируется подъемный механизм 64, трос 67 приводной лебедки 65 которого закрепляется на барабане лебедки и на верхней части герметизированной трубы 42.

После полного завершения строительства высотного сооружения, производства пуско-наладочных работ оборудования, вычислительного центра и приборов контроля воздушного бассейна и подземных сред из станции 86 управления подают команды на включение подъемного механизма 64. Команда поступает в блок 75 программного управления. В соответствии с алгоритмом управления включается электродвигатель 69 постоянного тока, расторможенный вал которого, вращаясь против часовой стрелки, приводит во вращение шестерни редуктора 71 и барабан 68 лебедки 65, при этом трос 67 разматывается на заданную длину. После заданной выдержки времени выключается электродвигатель 69 и включаются тормоза 73 и 74. Одновременно при включении электродвигателя 69 постоянного тока включается через кинематическую цепь электрогенератор 70, который вырабатывает электроэнергию и измеряет частоту вращения вала барабана 68 лебедки 65.

В случае загрязнения воздушного бассейна химическими, биологическими или радиоактивными загрязнениями чувствительные элементы датчиков 61, 62 и ли 63 измеряют величины загрязнений окружающей среды, затем измеренные величины загрязнений преобразуются в электрические сигналы, усиливаются и поступают на преобразователи сигналов электронно-вычислительной машины 79. ЭВМ обрабатывает данные измеренных величин загрязнений, в частности, уровень загрязнений от поверхности земли, направление движения загрязнений и сравнивает с предельно-допустимыми нормами, установленными международными соглашениями между государствами. В случае превышения предельно-допустимых норм загрязнений обобщенные сообщения передаются на информационно-управляющую машину, в санитарно-эпидемиологические станции городов и в государственные органы власти.

Отличительная особенность контроля загрязнений подземных сред химическими, биологическими и радиоактивными загрязнениями заключается в том, что контроль осуществляется непрерывно с остановками на каждом заданном уровне с выдержками времени от 1 до 6е часов в зависимости от интенсивности загрязнений подземных сред. После заданной выдержки времени полый шар 60 с датчиками контроля погружается на другой уровень посредством подъемного механизма 64. При достижении предельного уровня погружения полого шара 60 герметизированной трубы 42 последняя поднимается из скважины 43 в обратной последовательности выдержек времени на заданных уровнях. Выдержки времени, включения и отключения подъемного механизма 64 осуществляются по сигналам реле времени блока 75 программного управления.

Предельный уровень погружения герметизированной трубы 42 определяется длиной троса 67, равной сумме высоты уплотнительного устройства 52 и длины труб дополнительной направляющей 49 и защитного устройства 76.

В случае загрязнения подземных сред химическими, биологическими и радиоактивными загрязнениями чувствительные элементы датчиков 61, 62, 63 измеряют величины загрязнений окружающей среды, затем измеренные величины загрязнений преобразуются в электрические сигналы, усиливаются и поступают на входы генератора 83 сверхвысокой частоты, частота которого модулируется в соответствии с измеренными величинами загрязнений, затем сигналы передаются по волноводу герметизированной трубы 42 и принимаются приемником-преобразователем 85, который передает сигналы через блок 75 программного управления на преобразователи сигналов электронно-вычислительной машины 79. Аналогичным образом сигналы, пропорциональные величины загрязнений подземных сред, обрабатываются на ЭВМ.

При подъеме герметизированной трубы 42 из скважины 43 автоматически включается нейтрализатор-дезактиватор 41, нагреватели 54 высокого давления которого нагнетают текучую среду через трубопровод 53, цилиндрическую полость 50, радиальные каналы 51 уплотнительного устройства 52 к наружной поверхности герметизированной трубы 42, которая очищается от загрязнений. Текучая среда представляет из себя водный раствор реагентов, используемых для нейтрализации и дезактивации химических, биологических и радиоактивных загрязнений. После заданной выдержки времени нейтрализатор-дезактиватор 41 выключается.

Таким образом, за счет предложенных технических средств обеспечивается достижение цели изобретения.

Эффективность высотного сооружения заключается в том, что, благодаря новой совокупности существенных признаков, достигается цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения постоянного контроля и прогнозирования экологической безопасности воздушного бассейна и подземных сред.

Кроме того, наряду с известными функциональными возможностями высотного сооружения его технические средства могут быть использованы для контроля подземных ядерных взрывов, землетрясений, подвижек плит земной коры и другие виды контроля. Конструкция высотного сооружения может быть использована в градостроительстве, например, при сооружении административно-хозяйственных зданий.

По мнению заявителя, стоимость высотного сооружения не превышает стоимости Останкинской башни телецентра в Москве.

Формула изобретения

1. Высотное сооружение, содержащее смонтированные на основании конические секции ствола, по центру которых установлены секции направляющей, выполненные в виде полых цилиндров, установленных друг над другом, и монтажные крепежные элементы, отличающееся тем, что оно снабжено цилиндрическими переходами, установленными между участками конических секций ствола и образующими с последними телевизионную башню, при этом конические секции выполнены в виде перевернутых стаканов с переменной конусностью боковых стенок, в верхней части которых выполнены осевые отверстия с диаметром, превышающим внешний диаметр секций направляющей, а в нижней части основные конические уступы, соответствующие коническим частям нижестоящих элементов конических секций ствола, секции направляющей снабжены фланцами, расположенными на верхних плоскостях конических секций, причем во фланцах секций направляющей и в верхних частях конических секций выполнены вертикально расположенные сквозные отверстия и каналы, в которых для каждой секции смонтированы с натяжением по меньшей мере четыре закрепляющих троса, а основание высотного сооружения выполнено в виде подземного сооружения, под днищем которого выполнена скважина, в которой установлена герметизированная труба с возможностью вертикального перемещения, верхний конец которой связан с секциями направляющей, а на нижнем конце смонтирован полый шар, в котором закреплены датчики контроля химических, биологических и радиоактивных загрязнений, а на наружной поверхности каждого цилиндрического перехода ствола датчики контроля радиоактивных, химических, биологических загрязнений и устройства измерения электромагнитных излучений, при этом датчики контроля связаны через преобразователи сигнала с электронно-вычислительной машиной вычислительного центра, подключенной к общей информационно-управляющей системе.

2. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что каждый цилиндрический переход выполнен в виде стакана с коническим основанием и снабжен дополнительным уступом и перекрытием для установки секции направляющей, причем диаметр нижнего уступа выполнен не превышающим диаметр внутренней цилиндрической поверхности нижесмонтированной конической секции ствола, а верхний уступ выполнен коническим, соответствующим основному коническому уступу вышесмонтированной конической секции ствола.

3. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что монтажные крепежные элементы выполнены в виде вертикально установленных и закрепленных полых перфорированных штырей на периферии каждой верхней части конической секции и цилиндрического перехода, взаимодействующих с каналами, соответственно размещенными в основных конических уступах каждой нижней части конической секции ствола и каждой нижней части дополнительного уступа цилиндрического перехода.

4. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что количество закрепляющих тросов кратно суммарному количеству смонтированных конических секций ствола и цилиндрических переходов.

5. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что связь верхнего конца герметизированной трубы с секциями направляющей выполнена в виде подъемного механизма, состоящего из приводной лебедки, смонтированной в верхней части, направляющей, блоков и троса, взаимодействующего с блоками, причем один конец троса закреплен на барабане лебедки, а другой конец на верхней части герметизированной трубы.

6. Сооружение по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что герметизированная труба выполнена секционной, причем масса нижерасположенной секции не превышает массу вышерасположенной секции.

7. Сооружение по пп. 1, 5 и 6, отличающееся тем, что оно снабжено нейтрализатором-дезактиватором, выполненным в виде цилиндрической полости, размещенной в днище подземного сооружения и сообщенной через радиальные каналы уплотняющего устройства с наружной поверхностью секций герметизированной трубы, причем цилиндрическая полость сообщена через трубопровод и нагнетатель высокого давления с емкостью, заполненной текучей средой.

8. Сооружение по пп. 1, 4 и 5, отличающееся тем, что оно снабжено устройством натяжения тросов, выполненным в виде массы, состоящей из коаксиально соединенных между собой двух металлических цилиндров, на внешнем цилиндре выполнены бурты для закрепления тросов, а в центральной части внутреннего цилиндра размещена дополнительная направляющая для герметизированной трубы, причем устройство натяжения тросов размещено в полости подземного сооружения.

9. Сооружение по пп. 1 и 5 8, отличающееся тем, что оно снабжено защитным устройством герметизированной трубы, выполненным в виде цилиндра, коаксиально установленным и закрепленным в направляющей ствола.

10. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что электронно-вычислительная машина вычислительного центра размещена в бункере, выполненным в виде торообразной емкости, сообщенной через фильтры с атмосферой, причем емкость выполнена в конической секции ствола, смонтированной в верхней части подземного сооружения.

11. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что оно размещено в триангуляционной системе координат для составления оперативных карт загрязнения региона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9