Водяной ледорез с автоматическими форсунками для приготовления прорезей в ледяных образованиях
WATER ICE CUTTER WITH AUTOMATIC NOZZLES FOR MAKING SLOTS IN ICE FORMATIONS

Изобретение относится к устройствам ледотехники и предназначено для резания льда горячей водой при работах по изготовлению лунок во льду, исследования ледников и нагромождений морского льда - торосов и стамух, извлечения вмороженных в лед материалов и оборудования и других подобных работах, связанных с разрушением льда. В качестве теплоносителя используется подогретая вода.
Известны устройства для парового и водяного резания льда [1-10]. Все они в той или иной степени эффективно используются для приготовления прорезей в однородном льду. Однако в случае приготовления прорезей в таких ледяных образованиях, как торосы и стамухи, которые представляют собой нагромождения битого льда с внутренними пустотами между блоками льда, их эффективность снижается за счет нерационального использования тепловой энергии. Также может происходить перегрев устройств и выход их из строя.
Наиболее близким, принятым прототипом является водяной ледорез Харитонова и Морева [5]. Недостатком прототипа является возможность случайного его заклинивания сдвинувшимися в результате воздействия ледореза блоками льда.
Цель изобретения - повышение надежности и сохранение высокой скорости резания при использовании устройства для резания ледяных нагромождений, таких как торосы и стамухи, а также при извлечении ледореза из прорези.
Технический результат достигается дополнительным рядом автоматических форсунок на верхнем крае корпуса ледореза, выпускающих струи воды вверх при контакте со льдом при извлечении ледореза из прорези. Также на верхней части боковых стенок корпуса сделан ряд вертикальных пазов с увеличивающейся вверх глубиной и шириной.
На фигуре 1 изображена схема ледореза. Ледорез состоит из полого корпуса 1 прямоугольного сечения, на торцах которого установлены втулки с внутренней резьбой, сообщающиеся с полостью корпуса. В верхней части боковых втулок установлены трубы 2, одновременно используемые как направляющие и подводящие, причем верхние концы труб жестко соединены между собой поперечной трубой, по которой горячая вода подается в направляющие трубы и далее в корпус устройства. На верхней и нижней кромках корпуса сделан ряд отверстий для установки автоматических форсунок 2, открывающих выпуск струй воды только при контакте со льдом, оси которых параллельны осям боковых втулок. Также на верхней и нижней частях боковых стенок корпуса между отверстиями сделан ряд вертикальных пазов с увеличивающейся к краям глубиной и шириной, что обеспечивает формирование ровных стенок прорези. К верхней части подводящих труб 3 через кран (на схеме не показан) подводится подогретая вода. При резании льда на большую глубину подводящие трубы наращиваются и для упрочения конструкции соединяются поперечной траверсой (на схеме не показана). На нижней части боковых втулок в начале работы устанавливаются две форсунки, при последующей работе устанавливается одна форсунка и одна направляющая штанга 4.
Горячая вода по шлангу подается к подводящим трубам ледореза, и через них в корпус ледореза, откуда через форсунки подается в забой, где протаивает ряд лунок. Эти лунки, соединяясь, образуют щель во льду, в которую погружается ледорез. При этом направляющие, расположенные по краям ледореза, обеспечивают фиксирование его положения, а также непрерывную прорезь во льду без подводных перемычек. Работа устройства осуществляется следующим образом. В ледорез под давлением подается горячая вода. В момент установки ледореза на лед форсунки открываются, и начинается плавление льда в месте контакта. За счет увеличенного диаметра форсунок по краям ледореза на краях прорези образуются небольшие скважины. Если во время резания на пути ледореза встречается полость, форсунки на той части ледореза, которая попала на полость, закрываются, и происходит перераспределение расхода воды с равномерного на те части ледореза, которые находятся в контакте со льдом. Так повышается скорость резания на конкретном участке льда с полостью и соответственно эффективность резания в целом.
После проведения первой прорези одна из боковых форсунок заменяется на направляющую. При последующем резании эта направляющая вставляется в скважину на краю прорези, образованную краевой форсункой. Это обеспечивает изготовление непрерывной прорези во льду без подводных перемычек.
В случае, если в теле тороса или стамухи какой-либо блок льда сместится и перекроет прорезь, то при извлечении ледореза из прорези на участке верхнего ряда форсунок, попадающего на заклинивающий блок льда, под действием усилий операторов резания форсунки открываются и струи воды расплавляют лед, и ледорез извлекается из прорези.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Дугарцыренов А.В., Капустин А.А., Брук М.Л., Шарков И.Н. Устройство для резки льда. Патент на изобретение №1763819 от 23.09.1992.
2. Дугарцыренов А.В., Селеверстов В.Б., Брук М.Л., Татаринов В.М. Установка для резки льда. Патент на изобретение №1599631 от 15.11.1988.
3. Морев В.А. Судовое устройство для разрушения льда. Авторское свидетельство №844465, 1981, Б. И. №25.
4. Морев В.А., Тоскин В.В., Печников Ю.Е., Яковлев В.М., Маневский Л.Н. Судовое устройство для разрушения льда. Авторское свидетельство №1390963, 1987.
5. Харитонов В.В., Морев А.В. Водяной ледорез с автоматическими форсунками для приготовления прорезей в ледяных образованиях. Патент на изобретение №2724700 от 25.06.2020 г. Бюллетень №18.
6. Морев В.А., Харитонов В.В., Савин Р.Α., Сейфулин Д.Э. Водяной ледорез для приготовления прорезей в ледяных образованиях. Патент на изобретение №2639730 от 22.12.2017. Бюллетень №28.
7. Проняев В.П., Кривощеков Ю.В., Татарников А.В. Устройство для заготовки блоков льда. Патент на изобретение №1781518 от 27.07.1990.
8. Третьяков Г.В. Паровой резак для льда. Патент на изобретение №138256 от 11.11.1960.
9. Халидов Г.Ю., Халидов У.Г. Ледорез тепловой. Патент на изобретение №2148760 от 03.12.1998.
10. Халидов Г.Ю., Халидов У.Г. Ледорез электрический. Патент на изобретение №2148759 от 03.12.1998.