СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА Российский патент 2004 года по МПК E02B15/02 

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для предотвращения повышения уровня воды в реках при таянии льда.

Известны способы разрушения ледяного покрова, которые оказывают силовое механическое воздействие на ледяные покрытия (см., например, патент РФ №2113580, МПК Е 02 В 15/02 "Устройство для разрушения льда", опубл. 20.05.1998 г., Б.И. №33).

Известный способ не позволяет разрушить лед большой толщины. Кроме того, в процессе разрушения льда механические устройства изнашиваются. В условиях сложной ледовой обстановки выход из строя рабочего органа исправить практически невозможно.

Более близким по технической сущности и принятым за прототип является способ разрушения ледяного покрова, в котором разрушение льда производят с помощью размещения подо льдом гибкой оболочки и подачи в нее газовой смеси (см., например, патент РФ №2118424, МПК Е 03 В 15/02 "Способ разрушения ледяного покрова", опубл. 27.08.1998 г., БИ №24).

Недостаток известного способа состоит в том, что разрушение льда производить с его помощью сложно. Требуется большой набор специальных средств, в частности гибкая полость, аппарат для создания давления. Для ввода полости под лед необходимо сверлить большие отверстия, для чего также требуется специальная бурильная установка. При наличии подледных течений оболочку трудно удержать на месте. Кроме того, для разрушения льда требуется длительный период времени, а результат воздействия может быть и негативным.

Целью данного изобретения являются снижение трудоемкости разрушения льда, увеличение производительности и обеспечение возможности гарантированно разрушать ледяные заторы любой толщины.

Для достижения указанного результата в известном способе разрушения ледяного покрова, заключающемся в выполнении отверстий во льду с последующим силовым воздействием на ледяной покров, согласно изобретению в отверстия опускают ниже уровня воды электроды, а силовое воздействие создают с помощью электрических разрядов высокого напряжения, подаваемых попеременно между парами электродов.

В варианте способа выполняют на равном расстоянии друг от друга нечетное число отверстий, а разряды поочередно подают между четными электродами и смежными нечетными.

Процесс разрушения ледяного покрова, заключающийся в выполнении четного числа отверстий во льду с последующим опусканием ниже уровня воды пар электродов, а силовое воздействие, при котором создают с помощью электрических разрядов высокого напряжения, подаваемых попеременно между парами электродов, позволяет уменьшить диаметр отверстий, что избавляет от необходимости применять специальное бурильное оборудование и ускорить процесс высверливания отверстий. Поскольку для опускания электродов под лед не требуется больших усилий, это также позволяет повысить темп работ. Число импульсов может быть сколь угодно большим, а промежутки между импульсами составляют несколько секунд, что также способствует повышению скорости проведения работ. Энергия импульсов также относительно просто регулировать за счет изменения напряжения и величины тока. Это определяет гарантированное разрушение льда практически любой толщины.

При выполнении нечетного числа отверстий на равном расстоянии друг от друга, с поочередной подачей импульсов между четными электродами и смежными нечетными, исключается появление промежутков между участками с разрушенным льдом.

Заявленное изобретение иллюстрируется двумя чертежами.

На фиг.1 приведена принципиальная схема системы разрушения ледяного покрова с четным числом электродов.

На фиг.2 приведен фрагмент принципиальной схемы с нечетным числом электродов.

Разрушение ледяного покрова согласно приведенному способу осуществляется следующим образом. В ледяном покрове 1 (фиг.1) высверливаются пары расположенных недалеко друг от друга отверстий 2 небольшого диаметра, достаточные, чтобы в них вставить электрические проводники 3, заканчивающиеся оголенными электродами 4. Электроды опускают под лед в воду. Проводники 3 подключают к источнику высоковольтных импульсов 5 через распределитель импульсов 6. С помощью регулятора напряжения 7 устанавливают напряжение, величина которого зависит от толщины льда 1. Задатчиком 8 устанавливают частоту следования высоковольтных импульсов. Затем включают установку. При включении напряжение распределяется между парами проводов 3 распределителем импульсов 6. Каждый раз между одной из пар электродов 4 появляется импульс высокого напряжения, вызывающий электрическую дугу между ними. Время действия импульса составляет доли секунды, напряжение может достигать, например, 150 кВ и более, а ток от 10 до 100 А и устанавливается в зависимости от толщины льда. Электрическая дуга мгновенно создает местный нагрев воды с образованием пара. В результате давление в области между электродами быстро возрастает.

Образуется взрывная подводная волна, которая разрушает лед. Мощность импульса и мощность взрывной волны можно регулировать в процессе работы. Импульсы следуют в определенной очередности. В результате разрушение льда происходит на всем протяжении между крайними электродами.

Энергия, потребляемая при разрушении льда, невелика, а сам комплект электрооборудования может размещаться на небольшой передвижной установке. Генератор высоковольтных импульсов может быть сформирован на принципах пускорегулирующей аппаратуры, используемой для газоразрядных ламп, например, ксеноновых (см.: Справочная книга по светотехнике/Айзенберг А.Е. - М.: Энергоатомиздат, 1983, стр. 148). Правда, мощность и напряжение установки должны быть выше.

В варианте способа отверстия высверливают на равном расстоянии друг от друга. Количество отверстий равно нечетному числу (фиг.2). Импульсы высокого напряжения попеременно подаются между четными электродами 9 и нечетными 3. При этом образуется сплошная полоса разрушенного льда.

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для предотвращения повышения уровня воды в реках при таянии льда. В ледяном покрове выполняют отверстия с последующим силовым воздействием на ледяной покров. Через отверстия под лед в воду опускают электроды. Силовое воздействие создают с помощью электрических разрядов высокого напряжения, подаваемых попеременно между парами электродов. При выполнении нечетного числа отверстий, расположенных на равном расстоянии друг от друга, электрические разряды поочередно подают между четными электродами и смежными нечетными. Изобретение обеспечивает снижение трудоемкости разрушения льда и увеличение производительности при создании возможности гарантированно разрушать ледяные заторы любой толщины. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в выполнении отверстий в ледяном покрове с последующим силовым воздействием на ледяной покров, отличающийся тем, что через отверстия под лед в воду опускают электроды, а силовое воздействие создают с помощью электрических разрядов высокого напряжения, подаваемых попеременно между парами электродов.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполняют нечетное число отверстий на равном расстоянии друг от друга, а электрические разряды поочередно подают между четными электродами и смежными нечетными.