УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЛЬДА ПРИ ЛЕДОХОДЕ
DEVICE TO BREAK ICE DURING ICE DRIFTING

Изобретение относится к взрывной технике, а именно к разрушению льда на реках при ледоходах.
Предотвращение ледяных заторов, инициирующих наводнения, в значительной мере решается разрушением крупных льдин и ледовых полей. Однако такие меры трудоемки, часто сопряжены со значительной опасностью для людей, экологически вредны и обременены значительными транспортными затратами. Использование течения реки как механизм перемещения ледовых полей в зону разрушения наиболее экономически предпочтителен, а использование для взрывов газовых смесей наиболее экологично при всех взрывных работах.
Известно устройство для снижения нагрузки на гидротехнические сооружения от действия льда, включающее магистрали для подачи взрывчатых газов в подледное пространство через выходные патрубки и средство для воспламенения газов, при этом средство для воспламенения газов выполнено в виде дополнительной магистрали с выходными патрубками, соединенными с источником инициирующего взрыв газа, при этом выходные патрубки магистралей выполнены из эластичного материала и размещены вертикально над магистралями /SU A.C. №1629400, 1991 г./.
Это устройство предполагает использование только на гидротехнических сооружениях при малоподвижных массах льда, что малопроизводительно и не решает проблем заторов в русле рек, особенно на поворотах и отмелях, устройство малотехнологично и малоэкологично, т.к. предполагает использование окиси фтора.
Известно устройство для разрушения льда на воде, включающее генератор взрывчатой газовой смеси, генератор электроимпульсов, взрывную емкость, отличающееся тем, что взрывная емкость выполнена в виде рулона из трубчатой газонепроницаемой оболочки, соединенной с одного конца с генератором взрывчатой газовой смеси газопроводным шлангом, а с другого конца - герметизированной, при этом внутри взрывной емкости размещены пировоспламенители, а снаружи закреплен вытяжной трос. /RU Патент №2322548, 2005/.
Известное устройство малопроизводительно, предполагает присутствие людей при подготовке взрыва на поверхности ледяного покрова, не решает проблему разрушения льда во время ледохода.
Наиболее близкой является установка для разрушения льда при ледоходе, включающая газопроводы, соединенные с источниками избыточного давления, электроразрядник с источником высокого напряжения, один газопровод соединен с источником избыточного давления горючего газа, а другой - с источником избыточного давления воздуха, а вторые концы обоих газопроводов совместно с электроразрядником закреплены на установочной площадке, зафиксированной на дне водоема, при этом электроразрядник выполнен в виде упругой штанги с возможностью контакта с нижней плоскостью льда, снабжен разрядными электродами и соединен кабелем с источником высокого напряжения. /RU Заявка №2002107060/.
Известная установка недостаточно технологична в использовании и хранении и в режиме «ожидание», недостаточно экономична и не обеспечивает высокой степени использования взрывчатой газовой смеси, ограничено применима для инициирования серии мелких взрывов вдоль движущихся ледяных полей.
Задачей изобретения является предотвращение образования ледяных заторов, при этом повышение уровня безопасности, технологичности и производительности при дроблении крупных льдин, движущихся ледяных полей во время ледохода, снижение энергозатрат и повышение экологичности.
Задача решается тем, что в установке для разрушения льда при ледоходе, включающей опорную площадку, подводящие газопроводы, контактирующий с кабелем электроразрядник, согласно решению на опорной площадке шарнирно закреплена соединенная с газопроводами трубчатая штанга, снабженная возвратным механизмом, зацепом фиксатора положения и закрепленным на конце штанги электроразрядником, опорная площадка снабжена защитным обтекателем, анкерами и захватом фиксатора положения, выполненного в виде закрепленных на опорной площадке жесткого кронштейна и упругой защелки, снабженной натяжным тросом, при этом трубчатая штанга выполнена в виде пакета труб, соединенных с подводящими газопроводами через гибкие патрубки, коллектор воздуха и коллектор горючего газа, а на выходе пакета труб последние снабжены обратными клапанами, вместе с тем, пакет труб выполнен из труб одинакового диаметра, закрепленных стяжками, при этом три трубы - для горючего газа, а две - для воздуха, возвратный механизм выполнен в виде пары пружин кручения с зацепами, закрепленными на стяжке и на опорной площадке, а электроразрядник выполнен в виде упругой стальной линейки с закрепленными в перфорациях последней коннекторами с электродами подводящего кабеля, при этом каждый электрод экранирован защитным токопроводящим козырьком, закрепленным на стальной линейке.
Отличительными признаками являются:
- на опорной площадке шарнирно закреплена соединенная с газопроводами трубчатая штанга, снабженная возвратным механизмом, зацепом фиксатора положения и закрепленным на конце штанги электроразрядником (обеспечение подачи взрывчатой смеси газов непосредственно под кромку движущегося льда и надежность воспламенения даже мелких взрывных объемов, экономичность расхода газовой смеси);
- опорная площадка снабжена защитным обтекателем, захватом фиксатора положения и анкерами (обеспечение надежности, долговечности функционирования, повышение технологичности использования);
- захват фиксатора выполнен в виде закрепленных на опорной площадке жесткого кронштейна и упругой защелки, снабженной натяжным тросом (повышение технологичности и безопасности процесса трансформации из режима «ожидание» в рабочее состояние);
- трубчатая штанга выполнена в виде пакета труб, соединенных с подводящими газопроводами через гибкие патрубки, коллектор воздуха и коллектор горючего газа, а на выходе пакета труб последние снабжены обратными клапанами (обеспечение необходимой производительности при подаче газовой смеси, повышение надежности функционирования);
- пакет труб выполнен из труб одинакового диаметра, закрепленных стяжками, при этом три трубы - для горючего газа, а две - для воздуха (повышение технологичности изготовления, надежности функционирования, возможность автоматически попадать в оптимальное стехиометрическое соотношение подаваемой смеси газов при одинаковом давлении последних);
- возвратный механизм выполнен в виде пары пружин кручения с зацепами, закрепленными на стяжке и на опорной площадке (повышение технологичности, трансформации из режима «ожидание» в рабочее состояние, «надежность копирования» нижней поверхности льдин);
- электроразрядник выполнен в виде упругой стальной линейки с закрепленными в перфорациях последней коннекторами с электродами подводящего кабеля, при этом каждый электрод экранирован защитным токопроводящим козырьком, закрепленным на стальной линейке (повышение надежности функционирования при взрывах газовой смеси, долговечность узла электроразрядника).
Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения с аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - установка на виде сбоку, фиг.2 - установка на виде сверху, фиг.3 - разрез по А-А установки в режиме «ожидание», фиг.4 - возвратный механизм, вид Б, фиг.5 - обратный клапан, фиг.6 - установка в режиме «ожидание», вид сбоку, фиг.7 - узел электроразрядника, фиг.8 - разрез по В-В электроразрядника.
Установка для разрушения льда содержит опорную площадку 1 с защитным обтекателем 2 и анкеры 3, кабель 4, подводящие газопровод 5 горючего газа, газопровод 6 воздуха, гибкие патрубки 7, коллектор воздуха 8 и коллектор горючего газа 9, опоры 10, возвратный механизм 11 с зацепами 12, трубчатую штангу 13, зацеп 14 фиксатора положения, электроразрядник 15, стяжки 16, 17, 18, упругую линейку 19, коннекторы 20 с электродами 21, защитные токопроводящие козырьки 22, обратный клапан 23 с перфорационными окнами 24, пружиной 25 и шариком 26, захват фиксатора 27 с жестким кронштейном 28, упругой защелкой 29 и натяжным тросом 30.
Установка для разрушения льда при ледоходе используется следующим образом.
Предварительно осенью до образования ледяного покрова установку в собранном состоянии подсоединяют к кабелю 4, подводящим газопроводу 5 горючего газа и газопроводу 6 воздуха, и в компактном виде устанавливают на дно реки в положении режима «ожидание» и закреплением опорной площадки 1 с защитным обтекателем 2 анкерами 3. Возможно укрепление установки для разрушения льда с поверхности ледяного покрова через прорубь перед ледоходом. Подводящие газопроводы 5, 6 подсоединяются к системе питающих ресиверов на берегу, а кабель 3 - к источникам высокого напряжения (не указаны). Натяжной трос 30 выводится по дну реки на берег.
Перед началом подвижки льда установка выводится из режима «ожидание» натяжением троса 30 с отгибом упругой защелки 29 от кронштейна 28 и освобождением зацепа 14 фиксатора положения. Возвратный механизм 11 зацепами 12 поднимает трубчатую штангу 13 на шарнире опоры 10 почти в вертикальное положение. Подводящие газопроводы 5, 6 продуваются соответственно горючим газом и воздухом с поступлением последних в гибкие патрубки 7, коллекторы 8, 9 и далее в пакет труб штанги 13. При движении льда по поверхности реки льдины наклоняют и погружают под лед трубчатую штангу 13, при этом упруго деформируются пружины кручения возвратного механизма 11 и электроразрядник 15 начинает скользить по нижней поверхности движущейся льдины. При этом упругая линейка 19 обеспечивает постоянный прижим электроразрядника, а защитные токопроводящие козырьки 22 предохраняют коннекторы 20 с электродами 21 от повреждения. При достижении положения установки, близкого к центральной области льдины, в системе подачи поднимается давление до значения срабатывания обратных клапанов 23 и порция горючего газа и воздуха, диспергируясь через перфорационные окна 24, смешивается до качественной взрывчатой смеси. Образовавшиеся объемы последней взрываются путем подачи на электроды 21 импульсов высокого напряжения и инициирования тем самым разрядов между электродами и защитными токопроводящими козырьками 22. Материал деталей и узлов установки для разрушения льда выполнен с прочностными характеристиками, многократно превышающими прочность льда, а обратные клапаны 23, работающие в критической зоне давления, снабжены только стальными деталями - пружиной 25 и шариком 26. Подача порций взрывчатой смеси может чередоваться через 5-15 сек и более (в зависимости от площади и скорости движения ледовых полей), а объем взрывчатой смеси (в зависимости от толщины льда) - от 10 до 200 литров. После завершения ледохода установка вновь трансформируется в компактное положение режима «ожидание», а защитный обтекатель 2 предохраняет установку от возможных ударов топляков, коряг и т.п. до следующего ледохода.
Установка для разрушения льда при ледоходе обеспечивает предотвращение образования ледяных заторов, повышение уровня безопасности, технологичности изготовления и использования, производительности при дроблении крупных льдин, движущихся ледяных полей во время ледохода, снижение энергозатрат и повышение экологичности.