Устройство для предотвращения заторообразования

 

Изобретение относится к ледоразрушающим устройствам, устанавливаемым на опорах мостов через реки и предназначенным для предотвращения заторов перед мостами в периоды ледостава и ледохода. Устройство представляет собой вращающиеся барабаны, разрушающие ледяной покров за счет изгибных деформаций, создаваемых во льду при их вращении. Барабаны установлены на опорах моста выше по течению реки и ниже уровня воды и снабжены конструкциями, обеспечивающими их вращение за счет энергии движущейся воды и создающими подо льдом область пониженного давления. Изобретение обеспечивает повышение эффективности разрушения льда. 2 ил.

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к ледоразрушающим устройствам, устанавливаемым на опорах мостов через реку и предназначенным для предотвращения заторообразований перед мостами в периоды ледостава и ледохода в осенний и весенний периоды.

Известно устройство [1. В.В.Богородский, В.П.Гаврило, О.А.Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат,. 1983, с.48. Патент США №3913511], представляющее собой платформу, установленную на герметичных барабанах с шипами, обеспечивающих устройству плавучесть и вращаемых электродвигателями. В носовой части установлены дисковые фрезы с приводами. Лед распиливается фрезами на полосы, которые разламываются передним барабаном. Обломки захватываются наклонным транспортером и подаются на поперечные транспортеры, которые сбрасывают их затем по обе стороны канала на ледяное поле.

Недостатками устройства являются его сложность и необходимость использования приводов.

Сущность изобретения заключается в упрощении конструкции устройства и в обеспечении его ледоразрушающей способности за счет использования энергии подвижек льда и течения реки.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда за счет отсутствия энергозатрат при его работе.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для предотвращения заторообразований, представляющее собой вращающиеся барабаны, разрушающие ледяной покров за счет изгибных деформаций, создаваемых во льду при их вращении.

Отличительные: барабаны устанавливают на опорах моста выше по течению реки ниже уровня воды, при этом барабаны снабжены конструкциями, обеспечивающими их вращение за счет энергии движущейся воды и создающими подо льдом область пониженного давления.

Известно [2. Войктунский Я.И. Гидромеханика Л.: Судостроение. - 1980, 218 с.], что если набегающий поток воды встречает на своем пути какое-либо препятствие, то за ним образуется область пониженного давления. Это явление и предлагается использовать для разрушения ледяного покрова.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показано предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг.2 – вид А-А на фиг.1.

На опорах 1 моста 2 выше по течению реки 3 ниже уровня воды 4 при помощи кронштейнов 5 и вала 6 устанавливают барабаны 7. На барабанах 7 радиально и симметрично крепят по четыре рамы 8, на концах которых при помощи шарниров 9 подвешивают пластины 10, способные закрывать окна 11 рам 8 при их верхнем вертикальном положении 12 и соответственно открывать в нижнем положении. Такая конструкция рам позволяет барабанам 7 от набегающего потока воды со скоростью V вращаться (в данном случае по часовой стрелке). Заглубление барабанов 7 выбирают таким, чтобы в вертикальном положении 12 рамы 8 упирались в ледяной покров 13, вызывая в нем изгибные напряжения. Регулировку заглубления, а также перемещение кронштейнов в горизонтальной плоскости осуществляют при помощи креплений 14, допускающих две степени свободы.

При подвижках льда во время ледохода вращающиеся от течения реки рамы 8 при выполненных вышесказанных условий неизбежно начнут взаимодействовать с ледяным покровом. При подходе к положению 12 рама 8 упрется в нижнюю поверхность льда 13, что вызовет в ледяном покрове изгибные напряжения. Кроме того, полное перекрытие потока воды приведет к гидроудару, т.е. резкому повышению давления в области 14, что еще в большей степени увеличит изгибные напряжения и при их суммировании вызовет растрескивание (при достаточной интенсивности и разрушение) льда в области 15. Одновременно с этим в соответствии с [2] в области 16 возникнет область пониженного давления. Ослабленный после воздействия в области 15 ледяной покров, переместившись в область 16, где он лишится поддержки упругого основания (воды), легко разрушится под действием собственных сил тяжести (см., например, Зуев В.А., Козин В.М. Использование судов на воздушной подушке для разрушения ледяного покрова. Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1988, 125 с.).

Если же интенсивность воздействий устройства на лед окажется недостаточной (разрушения не будет), то при помощи креплений 14 увеличивают упор (поднимают кронштейны 5) или длину консоли льда (кронштейны 4 перемещают влево, т.е. навстречу движущегося льда), или то и другое одновременно.

После произошедшего цикла разрушения льда ледяное поле 13 продолжит свое поступательное движение. Барабаны 7 за счет течения реки повернутся на 90°, рамы 8 упрутся в нижнюю поверхность льда 13 и процесс разрушения ледяного поля повторится.

При ширине барабанов, превышающих ширину опор моста, образовавшиеся каналы, заполненные мелкобитым льдом 17, приведут к беспрепятственному пропуску крупнобитого льда между опорами моста, что исключит вероятность заторообразований перед мостом.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения заторообразований, представляющее собой вращающиеся барабаны, разрушающие ледяной покров за счет изгибных деформаций, создаваемых во льду при их вращении, отличающееся тем, что барабаны установлены на опорах моста выше по течению реки и ниже уровня воды, при этом барабаны снабжены конструкциями, обеспечивающими их вращение за счет энергии движущейся воды и создающими подо льдом область пониженного давления.

РИСУНКИ