СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУХСЛОЙНОГО ЛЬДА Российский патент 2007 года по МПК F25C3/02 E01C13/10 

Изобретение относится к созданию искусственного льда и может быть использовано в спорте и строительстве при создании искусственных катков, конькобежных дорожек и т.п.

Известен способ получения искусственного льда, который включает приготовление водного раствора полимера - поливинилового спирта и его замораживание, причем раствор содержит поливиниловый спирт в концентрации 0,5-7,0 мас.%, а замораживание раствора осуществляют при температуре от -10 до -60°С, а полученный лед выдерживают при температуре от -2,5 до -6,5°С в течение 5-7 сут. (Авторское свидетельство №1649218, F 25 С 1/00, 15.05.91).

Недостатком данного способа получения искусственного льда является то, что указанные примеси, вводимые в массив льда, уменьшают его твердость, а по мере вытеснения их на поверхность снижают его скоростные свойства.

Указанный недостаток частично устранен при получении двухслойного льда (Гончарова Г.Ю. и др. Тайны ледового дворца. // Холодильная техника. - №5 - 2005. - с.10-13), один слой которого (нижний) обладает повышенной твердостью для предотвращения глубокого проникновения лезвия конька в лед, а в другой (верхний) мягкий слой - вводились примеси. В качестве примесей использовались пленкообразующие амины, композиты на растительной основе, водоспиртовые растворы.

Лед, полученный указанным способом, тем не менее, обладает достаточно высоким сопротивлением скольжению конька и, соответственно, невысокими скоростными свойствами.

Задачей настоящего изобретения является разработка и создание способа получения льда для искусственных катков, конькобежных дорожек и других ледовых сооружений с высокими скоростными свойствами.

Технический результат изобретения заключается в повышении скользкости льда, т.е. улучшении условий скольжения по поверхности льда за счет уменьшении силы сопротивления скольжению конька по льду.

Технический результат достигается тем, что заявленный способ получения двухслойного льда, включающий получение нижнего слоя и последующее получение мягкого верхнего слоя, характеризуется также тем, что верхний слой получают намораживанием путем заливки водой, содержащей добавку аммиака в количестве от 1 ppm до 100 ppm.

Кроме того, верхний мягкий слой намораживают толщиной не более 1 мм.

Кроме того, намораживание верхнего мягкого слоя льда осуществляют с помощью льдоуборочных машин.

Кроме того, применяемую для получения льда воду подвергают предварительной очистке и глубокой деаэрации.

Кроме того, для намораживания верхнего слоя используют воду температурой не менее 60°С.

Выбор в качестве добавки аммиака в заявленных количествах обусловлен следующим.

Авторами изобретения в процессе исследований обнаружено, что добавка аммиака в верхний слой льда обеспечивает стабильное увеличение скользящих свойств ледовой поверхности. Так что введение такой добавки для получения верхнего мягкого слоя льда, намороженного на нижний твердый слой льда, создает условия для получения льда, пригодного для проведения спортивных соревнований по ледовым видам спорта - скоростному бегу на коньках, шорт-треку, фигурному катанию, хоккею на льду и др.

Авторами изобретения установлено, что использование аммиака в количестве менее 1 ppm не дает нужного эффекта возникновения «мягкости» льда, а в количестве более 100 ppm приводит к большему, чем требуется, размягчению льда и проникновению аммиака в нижний твердый слой, вследствие чего нижний слой утрачивает свою твердость.

Следует отметить, что использование аммиака в заявленных количествах, обеспечивая положительное влияние на качества льда, тем не менее, находится в очень низких концентрациях - микроконцентрациях, которые не ощутимы органолептикой человека и не влияют на его здоровье.

Выбор толщины мягкого верхнего слоя не более 1 мм обусловлен тем, что при большей толщине слоя при движении конька происходит его заглубление в этот слой льда, что приводит к увеличению силы сопротивления скольжению.

Предварительная очистка и глубокая деаэрация воды является дополнительным условием получения ровного бездефектного, без включения пузырьков воздуха льда.

Еще одним условием является соблюдение температурного режима для воды при намораживании верхнего слоя: при заливке в бак льдоуборочной (заливочной) машины используют воду температурой не менее 60°С, что является важным для снижения скорости кристаллизации льда.

Пример 1 реализации заявленного способа.

Вначале было осуществлено намораживание нижнего слоя льда. Применяемая для этого этапа заливки вода прошла систему очистки путем пропускания ее через массовый фильтр и активированный уголь, а также прошла глубокую деаэрацию.

В намороженном нижнем слое льда обеспечили снятие температурных напряжений проведением «отжига» и последующее уплотнение льда.

Поверхностный мягкий слой толщиной до 1 мм получали при кристаллизации слоя воды, наносимого на соструганную поверхность нижнего основного массива жесткого льда при прохождении льдоуборочной (заливочной) машины. Предварительная обработка воды включала следующие основные стадии:

- очистку от механических примесей (фильтрование);

- осветление и удаление активного хлора с помощью активированного угля;

- умягчение (удаление солей жесткости на ионообменнике);

- обессоливание до 98-99% (обратный осмос);

- удаление растворенных газов путем вакуумной и термической деаэрации;

- УФ-обеззараживание.

После очистки перед введением добавки вода имела значение удельной электропроводности 5-7 мкСм/см^-1, рН до 7,8, содержание растворенного кислорода - до 1 мг/л.

При заливке в бак льдоуборочной (заливочной) машины использовали воду температурой 60°С.

Для намораживания верхнего мягкого слоя в воду введена добавка аммиака в количестве 1 ppm. Длина пробега скользиметра - прибора, измеряющего скользкость льда (описан в статье Гончаровой Г.Ю., Нефедкина С.И. Тайны ледового дворца или хроники первых побед на льду Крылатского. - Холодильная техника, 2005 г., №6, с.6-8), составила в среднем 20,5 м.

Пример 2 реализации заявленного способа.

Все условия получения двухслойного льда остались такими же, как и в примере 1, за исключением того, что для намораживания верхнего мягкого слоя в воду введена добавка аммиака в количестве 100 ppm. В бак льдоуборочной (заливочной) машины заливали воду температурой 65°С.

Длина пробега скользиметра в этом случае составила в среднем 23 м.

Пример 3 (сравнительный) получения льда по способу-прототипу.

Все условия получения льда остались такими же, как и в примере 1, за исключением того, что для намораживания верхнего мягкого слоя в воду введена добавка композита на растительной основе. Длина пробега скользиметра в этом случае составила в среднем не более 19 м.

Приведенные примеры наглядно подтверждают, что при реализации заявленного способа возможно получение вышеуказанного технического результата.

Способ получения двухслойного льда, включающий получение нижнего слоя и последующее получение мягкого верхнего слоя, верхний слой получают намораживанием путем заливки водой, содержащей добавку аммиака в количестве от 1 до 100 ppm. Использование данного способа позволяет получить каток, ледовые дорожки и другие ледовые сооружения с высокими скоростными свойствами. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ получения двухслойного льда, включающий получение нижнего слоя и последующее получение мягкого верхнего слоя, отличающийся тем, что верхний слой получают намораживанием путем заливки водой, содержащей добавку аммиака в количестве от 1 до 100 ppm.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхний мягкий слой намораживают толщиной не более 1 мм.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что намораживание верхнего мягкого слоя льда осуществляют с помощью льдоуборочных машин.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяемую для получения льда воду подвергают предварительной очистке и глубокой деаэрации.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для намораживания верхнего слоя льда используют воду с температурой не менее 60°C.