Устройство для разрушения ледяного покрова

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для разрушения ледяного покрова. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из движущегося во льду судна с ледокольной приставкой. Приставка выполнена в виде пластины, опирающейся на шатуны кривошипного механизма. Ее передняя часть по ходу движения судна снабжена элементом с положительной плавучестью, на верхней части которой установлены резцы, а задняя - посредством кривошипов кривошипного механизма соединена с плавучими барабанами, оснащенными зубьями и способными вращаться вокруг своей горизонтальной оси от упора судна и контакта зубьев с нижней поверхностью ледяного покрова. За счет кривошипов пластина способна максимально приближаться к нижней поверхности ледяного покрова без ее механического удара по льду снизу. Ширина приставки имеет ширину не меньше ширины корпуса судна и присоединена к корпусу судна при помощи штанг, на конце которых установлены цилиндрические шарниры. Штанги посредством пружин, работающих на сжатие, опираются на кронштейны, которые также ограничивают угол поворота штанг. Достигается повышение эффективности разрушения ледяного покрова. 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам продления навигации на внутренних путях, преимущественно может использоваться для создания судоходных каналов.

Уровень техники заявляемого изобретения известен из устройства для разрушения ледяного покрова, состоящего из движущегося во льду судна с ледокольной приставкой (1. Зуев В.А., Козин В.М. Использование судов на воздушной подушке для разрушения ледяного покрова. - Владивосток, ДВГУ, 1988. - С.11), на днище которой устанавливают ледорезные ножи и которую используют для прокладки в ледяном покрове судоходного канала.

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность, обусловленная тем, что известная ледокольная приставка разрушает ледяной покров с большими энергозатратами.

Сущность изобретения заключается в устранении указанного технического недостатка.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова за счет использования предлагаемой ледокольной приставки.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из движущегося во льду судна с ледокольной приставкой.

Ограничительные: приставка выполнена в виде пластины, опирающейся на шатуны кривошипного механизма, ее передняя часть по ходу движения судна снабжена элементом с положительной плавучестью, на верхней части которой установлены резцы, а задняя - посредством кривошипов кривошипного механизма соединена с плавучими барабанами, оснащенными зубьями и способными вращаться вокруг своей горизонтальной оси от упора судна и контакта зубьев с нижней поверхностью ледяного покрова, а также за счет кривошипов пластина способна максимально приближаться к нижней поверхности ледяного покрова без ее механического удара по льду снизу за счет выбора соответствующей длины кривошипов, т.е. эксцентриситета, при этом ширина приставки имеет ширину не меньше ширины корпуса судна и присоединена к корпусу судна при помощи штанг, на конце которых установлены цилиндрические шарниры, сами штанги посредством пружин, работающих на сжатие, опираются на кронштейны, которые также ограничивают угол поворота штанг, а жесткость пружин должна быть достаточной для надежного, т.е. без проскальзывания, контакта зубьев барабанов с нижней поверхностью ледяного покрова.

Из теоремы Н.Е. Жуковского (о подъемной силе крыла) известно (2. Луговский В.В. Гидромеханика. - Л.: Судостроение, 1990. - 192 с.), что при размещении в потоке жидкости пластины и сообщения ей угла атаки α по отношению к скорости набегающего потока, то на ее засасывающей поверхности возникнет область пониженного давления. Также известно [2], что оттеснение потока жидкости от поверхности обтекаемого тела тоже приводит к понижению давления в месте оттеснения потока. Эти закономерности и используются для осуществления заявленного изобретения.

Изобретение поясняется чертежами и осуществляется следующим образом.

В носовой части судна 1 при помощи штанг 2, имеющих цилиндрические шарниры 3, установлена ледокольная приставка, выполненная в виде пластины 4. Пластина 4 опирается на шатуны 5 кривошипного механизма, которые одновременно являются ребрами жесткости для пластины 4. Передняя кромка пластины 6 снабжена элементом положительной плавучести 7, на верхней части которой установлены резцы 8. Посредством кривошипа (эксцентрика) 9 задняя кромка пластины 4 соединения с плавучими барабанами 10, которые оснащены зубьями 11. Положительная плавучесть элементов 7 и барабанов 10 должна быть у первых - достаточной для заныривания их под лед 12 от упора судна и создания давления на лед от элементов 7, достаточного для эффективного фрезерования нижней поверхности ледяного покрова 12 с целью создания во льду концентраторов напряжений в виде полос, между которыми расстояние В' не должно быть меньше ширины корпуса В (см. фиг.2); у вторых - на такой глубине, которая обеспечивает вращение барабанов 10 вокруг своей горизонтальной оси от упора судна и контакта зубьев 11 с нижней поверхностью ледяного покрова. Длину кривошипов (эксцентриситет) L (см. фиг.1, фиг.2) выбирают достаточной для максимального приближения пластины 4 к нижней поверхности льда 12 без ее механического удара по льду снизу. Штанги 2 посредством пружин 16, работающих на сжатие, опираются на кронштейны 17, которые наряду с опорой для пружин выполняют роль ограничителя угла поворота штанг 2 вокруг шарниров 3.

Тогда при движении судна по чистой воде (участок чистой воды либо искусственно приготавливается, либо используются естественные участки чистой воды на водоеме). Устройство разгоняют до его максимальной скорости и направляют перпендикулярно свободной кромке льда 13 (см. фиг.1).

Благодаря предложенному отрицательному по отношению к наклону форштевня судна 1 наклону передней стенки 14 положительной плавучести 7 при ее контакте со льдом 12 она погрузится под лед и продолжит свое движение уже в подводном положении. Благодаря положительной плавучести элемента 7 она будет плотно прилегать к нижней поверхности льда, и от движения судна 1 при помощи резцов - снизу фрезеровать лед, создавая концентраторы напряжений в виде полос, расстояние между которыми В' должно быть не менее ширины судна В. В момент контакта барабанов 10 с кромкой льда 13 и сжатию пружин 17 они начнут вращаться (см. фиг.2). В свою очередь это приведет как к угловым со скоростью ω, так и возвратно-поступательным со скоростью ±ν колебаниям шатуна 5, при этом осью вращения угловых колебаний будет место контакта элемента положительной плавучести 7, т.е. зубьев с нижней поверхностью ледяного покрова 12. При угловых колебаниях пластины на ее верхней (засасывающей) поверхности возникнет область разряжения 15, создаваемая как за счет оттеснения воды от нижней поверхности льда 12 пластиной 4 (при ее движении вниз), так и за счет ее поворота по отношению к вектору скорости набегающего потока, т.е. скорости судна ν, на угол атаки α (фиг.2). Возвратно-поступательные движения шатуна 5 и элемента 7 с резцами 8 приведут к фрезерованию нижней поверхности льда 12 и созданию в нем концентраторов напряжений. Создание области разряжения при достаточных степени концентрации напряжений, угловой скорости ω и угла α и концентраторов напряжений с минимальными энергозатратами при безударных со льдом 12 колебаниях пластины 4 приведут к разрушению льда за счет его собственного веса в области 15 с меньшими по сравнению с аналогом энергозатратами и достижению заявленного технического результата.

Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из движущегося во льду судна с ледокольной приставкой, отличающееся тем, что приставка выполнена в виде пластины, опирающейся на шатуны кривошипного механизма, ее передняя часть по ходу движения судна снабжена элементом с положительной плавучестью, на верхней части которой установлены резцы, а задняя посредством кривошипов кривошипного механизма соединена с плавучими барабанами, оснащенными зубьями и способными вращаться вокруг своей горизонтальной оси от упора судна и контакта зубьев с нижней поверхностью ледяного покрова, а также за счет кривошипов пластина способна максимально приближаться к нижней поверхности ледяного покрова без ее механического удара по льду снизу за счет выбора соответствующей длины кривошипов, т.е. эксцентриситета, при этом ширина приставки имеет ширину не меньше ширины корпуса судна и присоединена к корпусу судна при помощи штанг, на конце которых установлены цилиндрические шарниры, сами штанги посредством пружин, работающих на сжатие, опираются на кронштейны, которые также ограничивают угол поворота штанг, а жесткость пружин должна быть достаточной для надежного, т.е. без проскальзывания, контакта зубьев барабанов с нижней поверхностью ледяного покрова.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ледокольной технике. .

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам разрушения ледового покрова и конструкции ледокольных приставок судов. .

Изобретение относится к судостроению и касается создания ледоколов с устройствами для килевой качки и резки льда. .

Изобретение относится к водному транспорту и касается технологии проводки во льдах судов тримаранного и ледокольного типа. .

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано для конструирования тримаранов ледокольного типа. .

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым устройствам для очистки воды ото льда. .

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при проектировании ледоколов и судов ледокольного типа. .

Изобретение относится к гидроускорителям и может быть использовано для создания водяного потока, с помощью которого происходит таяние льда и освобождение акватории водоема от ледяного покрова.

Изобретение относится к разрушению льдов рек и морей, особенно в целях экологической безопасности территорий от наводнений в условиях ледовых заторов. .

Изобретение относится к области создания и использования подводных лодок (ПЛ) в целях решения транспортных задач: доставка срочных грузов; торговых перевозок в районах Крайнего Севера без использования ледоколов; проведения подледных геологоразведочных работ; поиска нефтяных месторождений; изучения флоры и фауны Северного Ледовитого океана в интересах решения проблем рыболовства.

Изобретение относится к судостроению, в частности к способу транспортировки наливных грузов с использованием танкеров

Изобретение относится к речному транспорту и может быть круглогодично использовано для перемещения людей и транспортных средств с одного берега реки на другой

Изобретение относится к судостроению, в частности касается конструкции и эксплуатации ледоколов

Изобретение относится к способам хода судна во льдах и к устройству ледокола

Изобретение относится к плавучей платформе (1) для морской добычи нефти в арктической и антарктической зоне, оснащенной под своим корпусом отсоединяемой турелью (1а), от которой отходят якорные линии (2) до морского дна и трубопроводы (3), связывающие дно с поверхностью, причем корпус имеет проходящие в продольном направлении (Х-Х) продольные борта, отличающейся тем, что продольные борта (1b) снабжены множеством устройств (10) для локализованного разрушения плавучего льда, каждое из которых содержит инструмент (11) разрушения, имеющий, по меньшей мере, одну заостренную часть (11а), выполненную с возможностью раскалывать плавучий лед посредством повторяемого воздействия при поступательном и/или вертикальном поворотном движении инструмента разрушения относительно продольного борта, причем указанная заостренная часть при движении сверху вниз входит в контакт с поверхностью плавучего льда локализованным образом с силой, предпочтительно равной, по меньшей мере, 10000 кН, при этом указанный инструмент разрушения приводится в поступательное и/или поворотное движение с помощью направляющей конструкции (14) поступательного движения и/или направляющей конструкции (13) поворотного движения, установленной на продольном борту

Изобретение относится к области борьбы с разливами нефти и к способу сдерживания разливов нефти

Изобретение относится к судну для бурения нефтяных и/или газовых скважин, а также осуществления добычи, в частности к судну, выполненному с возможностью использования в арктических водах. Судно для бурения нефтяных и/или газовых скважин выполнено в двух вариантах. По первому варианту судно выполнено с возможностью бурения через бурильную водоотделяющую колонну, проходящую от скважины на морском дне к турели, размещенной на судне. Бурильная водоотделяющая колонна выполнена с возможностью отсоединения от судна при нахождении под его основной линией. При отделении от судна нижняя часть турели погружается в море вдоль оставшейся стоять водоотделяющей колонны и принимает равновесное положение, в котором она окружает по меньшей мере часть бурильной водоотделяющей колонны. По второму варианту судно для бурения нефтяных и/или газовых скважин и/или добычи из них нефти или газа выполнено с возможностью соединения по меньшей мере с одной водоотделяющей колонной для добычи, соединенной с турелью, которая соединена с судном или бурильной водоотделяющей колонной, проходящей через турель, соединенную с судном. Между носом и кормой судна проходят два продольных борта, на протяжении по меньшей мере 50% которых выполнен ледовый пояс, образующий между корпусом судна и горизонталью угол α, который составляет от 45° до 80°. Достигается уменьшение нагрузки на стояночные или подруливающие средства, а также улучшаются условия работы в арктических водах. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к области судостроения. Буксируемое устройство имеет корпус, который состоит из симметрично расположенных относительно диаметральной плоскости устройства двух боковых ледокольных корпусов и центрального вспомогательного ледокольного корпуса, который расположен в диаметральной плоскости устройства впереди боковых ледокольных корпусов так, что плоскость его мидель-шпангоута находится вблизи линии, проходящей через форштевни двух боковых ледокольных корпусов, а его ширина по миделю равна не менее 0,2 аналогичной ширины боковых ледокольных корпусов. Центральный вспомогательный и боковые ледокольные корпусы имеют наклонный форштевень и жестко соединены между собой рамой. Боковые ледокольные корпусы выполнены относительно своей диаметральной плоскости несимметричными, их внешние борта являются прямостенными и имеют одинаковую ширину по миделю. Достигается снижение сопротивления движению ледокольного судна во льдах, обеспечивается прокладка широкого судоходного канала. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается разрушения ледяного покрова морскими ледокольными судами для перевозки грузов. Предложен способ разрушения ледяного покрова, при котором при движении полупогружного судна создают выталкивающую архимедову силу, давящую на нижнюю поверхность льда в вертикальном направлении, и разрушают лед заведенным под него тараном с ледоразрушающим ребром, связанным с корпусом судна. Вертикальную выталкивающую силу создают всей положительной плавучестью полупогружного судна и подъемной силой его горизонтальных гидродинамических рулей, при этом таран воздействует на лед в горизонтальном направлении как своим наклонным разрушающим ребром, так и всей своей поверхностью. Предложено также полупогружное ледокольное судно. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова и ледопроходимости судна для перевозки грузов. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх