Способ увеличения несущей способности ледяного покрова
Владельцы патента RU 2695190:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук (RU)
Изобретение относится к ледотехнике и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов. Способ состоит в том, что несущую способность ледяного покрова переправы увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Трубы выполняют в виде спиральных пружин, при этом на нижнюю поверхность витков пружин наносят покрытие с минимальной адгезией ко льду, а на верхнюю – устанавливают ледоскалывающие зубья. Повышение надежности эксплуатации ледяной переправы достигается за счет обеспечения независимости ее грузоподъемности от колебаний уровня воды в водоеме. 2 ил.
Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при создании ледяной переправы для транспортировки грузов.
Известно техническое решение (1. Козин В.М. Патент РФ № 2135685 от 27.08.1999), в котором способ создания ледяной переправы заключается в размещении подо льдом стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец труб выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью. Холодный воздух, как более тяжелый, поступает внутрь труб, вызывая намерзание льда по всей их наружной поверхности. По истечении времени, достаточного для надежного примерзания нижних и верхних частей труб соответственно к дну бассейна и ледяному покрову и намерзания на поверхностях труб слоя льда необходимой толщины, ледяная переправа готова к эксплуатации.
Недостатком способа является опасность его использования при значительных колебаниях уровня воды в водоеме, которые неизбежно возникают в течение всего зимнего периода. Так, при подъеме уровня может произойти отрыв от дна придонных концов труб, а при падении — разрушение самого ледяного покрова в местах его примерзания к верхним концам труб.
Задачей заявленного изобретения является создание ледяной переправы, несущая способность которой не зависела бы от колебаний уровня воды в водоеме.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в увеличении степени надежности эксплуатации ледяной переправы благодаря созданию ледяной переправы, несущая способность которой не зависит от колебаний уровня воды в водоеме.
Существенные признаки, характеризующие изобретение:
Ограничительные: несущую способность ледяного покрова увеличивают посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец трубы выполнен заваренным, а верхний ее конец выступает над ледяной поверхностью.
Отличительные: трубы выполняют в виде спиральных пружин, при этом на нижнюю поверхность витков пружин наносят покрытие с минимальной адгезией ко льду, а на верхнюю — устанавливают ледоскалывающие зубья.
Способ осуществляется следующим образом.
В ледяном покрове по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов сверлятся ряды сквозных отверстий. Через них под лед вертикально опускают трубы в виде спиральных пружин с заваренными нижними торцами и упирают их в дно бассейна. Длина опор при этом должна быть достаточной для того, чтобы их верхний конец возвышался над поверхностью ледяного покрова. Для предотвращения возможного всплытия труб их временно закрепляют. Затем подготовленную таким образом ледяную переправу подвергают воздействию отрицательных температур. Холодный воздух (t < 0°C) поступает внутрь труб, вызывая намерзание льда по всей их наружной поверхности, т.е. образование под ледяным покровом своеобразных ледяных свай (ледяных опор), что, безусловно, повысит прочность ледяной переправы. По истечении времени, достаточного для намерзания на поверхностях труб слоя льда необходимой толщины h, ледяная переправа готова к эксплуатации, но только для данного уровня воды в водоеме. Поскольку этот уровень, безусловно, будет колебаться в течение всего периода ледостава, то для уменьшения нежелательных последствий из-за изменения уровня воды на нижнюю поверхность витков пружин наносят покрытие с минимальной адгезией ко льду, например, покрытие антиобледенительное кремне-органическое (ПАКОР) ТУ84-725-78, а на верхнюю — устанавливают ледоскалывающие зубья, например, выполненные в виде конусов.
При увеличении уровня воды пружины начнут растягиваться, а за счет слабой смерзаемости (адгезии) со льдом нижних поверхностей витков пружин они начнут без особых усилий отделяться от прилегающих слоев льда. Образовавшиеся при этом слои воды за счет поступающего холодного воздуха начнут замерзать, что приведет к восстановлению целостности ледяных опор переправы.
При падении уровня воды в водоеме пружины начнут сжиматься. Благодаря установленным на верхних поверхностях витков пружин ледоскалывающих зубьев слои льда между ними начнут скалываться, что не будет оказывать значительного сопротивления уменьшению их сжатию. Разрушенные ледяные области опор за счет их соединения с холодным атмосферным воздухом промерзнут, т.е. восстановятся, что также приведет к восстановлению целостности ледяных опор переправы.
В результате будет достигнут заявленный технический результат.
Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан общий вид на переправу; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.
В ледяном покрове 1 по обеим сторонам намеченного пути транспортировки грузов 2 сверлятся ряды сквозных отверстий 3. Через них под лед вертикально опускают трубы 4 с заваренными нижними концами и упирают в дно бассейна 5 (фиг. 1), причем трубы 4 выполняют в виде спиральных пружин 6 (фиг. 2), на нижнюю поверхность которых наносят покрытие 7 с минимальной адгезией ко льду, а на верхнюю — устанавливают ледоскалывающие зубья 8 (фиг. 2).
Способ увеличения несущей способности ледяного покрова посредством стальных труб, опущенных вертикально на дно бассейна через сквозные отверстия, сформированные в ледяном покрове по обоим краям переправы по всей ее длине, причем придонный конец труб выполнен заваренным, а верхний конец выступает над ледяной поверхностью, отличающийся тем, что трубы выполняют в виде спиральных пружин, при этом на нижнюю поверхность витков пружин наносят покрытие с минимальной адгезией ко льду, а на верхнюю – устанавливают ледоскалывающие зубья.
