ЛЬДОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к гидротехническим сооружениям и служит для их защиты от движущегося под действием ветра или течений льда, в т.ч. и в шельфовой зоне для защиты сооружений для разведки и добычи углеводородов.
Известно конструктивное решение для защиты сооружения от движущегося льда (Патент Украины №13074, «Устройство для защиты гидротехнического сооружения от воздействия льда», МПК Е02В 17/00, Е02В 15/02 от 15.03.2006. Бюл. №3), включающее опору, механизм для разрушения льда с льдоразрушающим приспособлением, имеющим положительную плавучесть, установленное на опоре с возможностью вертикального перемещения, содержит не менее трех пар фиксаторов, расположенных около опоры, механизм для разрушения льда оснащен не менее чем тремя парами пружин сжатия, опертых на фиксаторы, и катками для перемещения по опоре, льдоразрушающее приспособление механизма разрушения льда выполнено в виде тела, образованного двумя усеченными конусами, имеющими единое большее основание. Недостатком является большая сила трения при надвижке льда на поверхность льдозащитного устройства.
Известно приспособление для защиты гидротехнического сооружения от действия льда [а.с. СССР №1663118, МПК Е02В 17/00; 15/02; 1991], включающее опору с кронштейном и механизмом для разрушения льда, установленным на опоре с возможностью вертикального перемещения. Приспособление оснащено втулкой, присоединенной к кронштейну по ее образующей, пружиной сжатия и стержнем, пропущенным в отверстие втулки и соединенным нижним концом с механизмом для разрушения льда, выполненным в виде усеченной сферы, охватывающей пустотелый шар с положительной плавучестью (льдоразрушающее устройство) с образованием между ними замкнутого пространства, заполненного шариками, причем усеченная сфера повернутая вниз срезанной поверхностью, плоскость которой проходит ниже центра сферы, при этом пружина сжатия расположена на стержне между кронштейном (непосредственно между его втулкой) и механизмом для разрушения льда. Недостатками являются низкая надежность из-за сложности конструкции, а также низкая эффективность устройства ввиду значительных энергозатрат на слом льда, который возможен только при погружении льда. Отмеченные недостатки препятствуют получению отмеченного технического результата при использовании ближайшего аналога.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату и выбранным в качестве прототипа является «Устройство для защиты гидротехнических сооружений от действия льда» (патент Украины №20856 МПК Е0217/00 от 15.02.2007, Бюл. №2), включающее опору, механизм для разрушения льда с льдоразрушающим приспособлением, имеющим положительную плавучесть, установленный на опоре с возможностью вертикального перемещения и оснащенный катками для вертикального перемещения по опоре и не менее чем тремя фиксаторами, расположенными около опоры, на которые оперты пружины сжатия, льдоразрушающее приспособление выполнено в виде усеченного конуса, ориентированного большим основанием вниз, содержит не менее трех пар катков, которые выполнены дополнительно с возможностью горизонтального и косого перемещения по опоре, катки закреплены на опоре прижимными пружинами, соединяемыми с механизмом для разрушения льда.
Недостатком известного конструктивного решения является действие на сооружение значительной горизонтальной силы в результате надвижки ледового покрова при его продвижении по поверхности конуса.
Техническим результатом является уменьшение горизонтальной силы, воздействующей на сооружение при подвижке льда и его разрушении и повышение устойчивости сооружения.
Льдозащитное устройство включает опору, окружающую наклонную конусную поверхность, способную изменять угол наклона движущегося ледового поля к горизонту и отличается тем, что на конусной поверхности установлены вращающиеся катки, ось вращения которых перпендикулярна траектории надвижки льда.
Существенными признаками, совпадающими с прототипом, являются следующие:
- опора;
- окружающая конусная поверхность, способная изменять угол наклона к горизонту за счет конструктивных закреплений на опоре.
Отличительными от прототипа существенными признаками являются:
- наличие вращающихся катков на поверхности конуса.
Между существенными признаками заявляемого конструктивного решения и достигаемым с их помощью техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Действительно, достижение технического результата - уменьшение горизонтальной силы, действующей на сооружение при подвижке льда, и повышение устойчивости сооружения невозможно при отсутствии существенного признака, указанного в формуле модели. При отсутствии катков вращения силы трения наползающего льда не уменьшаются, и общая горизонтальная сила передается на опору и конструкции, закрепляющие ее на основании.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-технической информации с выявлением источников, включающих аналоги заявляемому техническому решению, не выявил аналогов, идентичных заявляемому устройству. Поэтому можно утверждать, что заявляемая полезная модель отвечает критерию охраноспособности «новизна».
Кроме того, полезная модель промышленно применима, т.к. заявленное техническое решение позволяет использовать его в гидротехнических объектах, подвергающихся воздействию движущегося льда. Возможность использования предлагаемой полезной модели подтверждается приводимым ниже описанием его практической реализации и иллюстрируется чертежом.
На фиг. 1 показан общий вид льдозащитного устройства. На фиг. 2 (А-А) показан план конусной части.
Заявляемое устройство работает следующим образом. При подвижке лед 4 надвигается на нижнюю кромку конусной поверхности 2, притапливает ее за счет поворота конусной части в узлах закрепления ее на опоре (узел условно не показан), создавая удобный угол для надвижки льда на конус. Кромка льда 4 попадает на вращающие катки 3 и по ним поднимается к вершине конуса 2, при этом лед 4 изгибается и, когда изгибные напряжения превышают прочность льда 4, он разламывается, по боковым поверхностям конуса 2 сползает в воду 5 и уносится.
Конусная поверхность позволяет эффективно разрушать лед при надвигании его с любой стороны, при этом горизонтальная сила, воздействующая на опору, резко снижается за счет почти полного отсутствия сил трения льда о поверхность конуса, благодаря наличию катков вращения.