СПЛОТОЧНАЯ ЕДИНИЦА Российский патент 2012 года по МПК B63B35/62 

Изобретение относится к сплаву древесины, а именно к сплоточным единицам.

Известна сплоточная единица, выполненная из круглых лесоматериалов, скрепленных обвязками и разделенных поперечными прокладками, продетыми по обвязкам, на две части, одна из которых расположена над водой, а другая - полностью погружена в воду (см. а.с. СССР №1298168, М. кл. B65G 69/20, 23.03.1987. Бюл. №11).

Недостатком данной сплоточной единицы является малый запас плавучести.

Задача, на решение которой направлено изобретение - повышение запаса плавучести сплоточной единицы.

Для решения этой задачи в сплоточной единице, выполненной из круглых лесоматериалов ограниченной плавучести, скрепленных обвязками и разделенных на две части, одна из которых расположена над водой, а другая - полностью погружена в воду, согласно изобретению части сплоточной единицы разделены рядом лесоматериалов повышенной плавучести, имеющих объем

где V_ПП - объем ряда лесоматериалов повышенной плавучести, м³;

V_ПВ - объем части сплоточной единицы, погруженной в воду, м³;

- плотность лесоматериалов ограниченной плавучести части сплоточной единицы, полностью погруженной в воду, в конце сплава, кг/м³;

- плотность лесоматериалов ограниченной плавучести части сплоточной единицы, полностью погруженной в воду, в начале сплава, кг/м³;

ρ - плотность воды, кг/м³;

- плотность лесоматериалов повышенной плавучести в конце сплава, кг/м³;

- плотность лесоматериалов повышенной плавучести в начале сплава, кг/м³;

V - объем сплоточной единицы - сумма объемов разделенных частей: погруженной в воду V_ПВ и расположенной над водой V_НВ, м³;

ρ_Д - плотность лесоматериалов ограниченной плавучести части сплоточной единицы, расположенной над водой, кг/м³;

m - масса обвязок, кг.

В процессе плавания лесоматериалы ограниченной плавучести части сплоточной единицы, полностью погруженной в воду, водонасыщаются и их плотность увеличивается от до , а следовательно, повышается масса сплоточной единицы на . Увеличение массы сплоточной единицы способствует дополнительному погружению в воду ее объема, равного

и составляющего 10…20% от объема погруженной части V_ПВ. Таким образом, лесоматериалы ограниченной плавучести части сплоточной единицы, расположенной над водой, окажутся погруженными в воду и будут находиться на границе раздела сред: воздух - вода, а следовательно, будут подвержены интенсивному водонасыщению. В результате запас плавучести сплоточной единицы недостаточен. Ряд лесоматериалов повышенной плавучести с объемом V_ПП, устанавливаемым с учетом полного веса сплоточной единицы в конце сплава, разделяющий части сплоточной единицы, погружается в воду при водонасыщении лесоматериалов ограниченной плавучести части сплоточной единицы, полностью погруженной в воду, и тем самым препятствует погружению в воду части лесоматериалов ограниченной плавучести, расположенной над водой, в течение всего периода сплава. Интенсивное водонасыщение лесоматериалов повышенной плавучести на границе раздела сред: воздух - вода компенсируется высоким запасом плавучести данных лесоматериалов. Объем лесоматериалов ограниченной плавучести части сплоточной единицы, полностью погруженной в воду V_ПВ, определен без учета веса ряда лесоматериалов ограниченной плавучести, что обеспечивает при спуске на воду полное погружение данной части и исключает возможность интенсивного водонасыщения лесоматериалов ограниченной плавучести на границе раздела сред: воздух - вода. Таким образом, запас плавучести сплоточной единицы повышается.

На фиг.1 изображена сплоточная единица с поперечным расположением ряда лесоматериалов повышенной плавучести, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - сплоточная единица с продольным расположением ряда лесоматериалов повышенной плавучести, вид сбоку; на фиг.4 - то же, вид спереди.

Сплоточная единица состоит из лесоматериалов ограниченной плавучести 1 в виде хлыстов или сортиментов лиственницы, березы или сосны, скрепленных обвязками 2 и разделенных на две части рядом лесоматериалов повышенной плавучести 3 в виде предварительно подсушенных хлыстов или сортиментов ели, сосны. Ряд, состоящий из лесоматериалов повышенной плавучести 3, расположен поперечно или продольно и имеет объем

Одна часть лесоматериалов ограниченной плавучести 1 полностью погружена в воду (расположена ниже границы 4 раздела сред: воздух - вода) и имеет объем

а другая часть лесоматериалов ограниченной плавучести 1 расположена над водой (выше границы 4 раздела сред: воздух - вода) и имеет объем V_НВ=V-V_ПВ.

При сплотке на предварительно уложенные на поверхности плотбища обвязки 2 укладывают лесоматериалы ограниченной плавучести 1 части сплоточной единицы полностью погружаемой в воду объемом V_ПВ с плотностью . Затем на уложенные лесоматериалы ограниченной плавучести 1 укладывают ряд лесоматериалов повышенной плавучести 3 объемом V_ПП с плотностью . При поперечной укладке необходимо обеспечить, чтобы крайние лесоматериалы повышенной плавучести 3 были продеты под обвязки 2, для чего в их торцах устраиваются пазы, а при продольной - полную ширину ряда лесоматериалов повышенной плавучести 3. На ряд лесоматериалов повышенной плавучести 3 укладывают лесоматериалы ограниченной плавучести 1 объемом V_НВ с плотностью ρ_Д. Утягивают и соединяют обвязки 2 сплоточной единицы.

В начале сплава сплоточная единица погружается в воду до состояния, при котором ее вес G_CE будет равен выталкивающей силе, в свою очередь равной весу вытесненной воды C_ВВ, то есть

,

где g - ускорение свободного падения, м/с².

G_ВВ=V_BBρg,

где V_BB - объем вытесненной воды, равный объему погруженных в воду лесоматериалов сплоточной единицы, м³.

Преобразование приведенных формул позволяет определить объем погруженных в воду лесоматериалов сплоточной единицы

Учитывая, что и V_НВ=V-V_ПВ

Таким образом, объем погруженных в воду лесоматериалов сплоточной единицы больше объема V_ПВ, а следовательно, лесоматериалы ограниченной плавучести 1 будут полностью погружены в воду (ниже границы 4 раздела сред: воздух - вода) в начале сплава и не подвергнутся интенсивному водонасыщению.

В конце сплава погруженный в воду объем сплоточной единицы увеличится на

Подставив в данную формулу , найдем

Таким образом, назначаемый объем лесоматериалов повышенной плавучести 3, разделяющий части сплоточной единицы, должен быть

При соблюдении данного условия лесоматериалы ограниченной плавучести 1 части сплоточной единицы, расположенной над водой, защищены от погружения в воду. Сплоточная единица в течение всего периода сплава находится на воде и ее потопление вследствие водонасыщения лесоматериалов ограниченной плавучести 1 исключено.

Применение сплоточной единицы предложенной конструкции позволяет осуществлять сплав древесины в течение длительного времени без потери плавучести.

Изобретение относится к сплаву древесины, а именно к сплоточным единицам. Сплоточная единица выполнена из круглых лесоматериалов ограниченной плавучести, скрепленных обвязками и разделенных на две части. Одна из частей сплоточной единицы расположена над водой, а другая - полностью погружена в воду. Части сплоточной единицы разделены рядом лесоматериалов повышенной плавучести. Объем лесоматериалов повышенной плавучести определяется соответствующим математическим выражением, указанным в формуле изобретения. Изобретение обеспечивает повышение запаса плавучести сплоточной единицы. 4 ил.

Сплоточная единица, выполненная из круглых лесоматериалов ограниченной плавучести, скрепленных обвязками и разделенных на две части, одна из которых расположена над водой, а другая полностью погружена в воду, отличающаяся тем, что части сплоточной единицы разделены рядом лесоматериалов повышенной плавучести, имеющих объем

причем

где V_ПП - объем ряда лесоматериалов повышенной плавучести, м³;
V_ПВ - объем части сплоточной единицы, погруженной в воду, м³;
- плотность лесоматериалов ограниченной плавучести части сплоточной единицы, полностью погруженной в воду, в конце сплава, кг/м³;
- плотность лесоматериалов ограниченной плавучести части сплоточной единицы, полностью погруженной в воду, в начале сплава, кг/м³;
ρ - плотность воды, кг/м³;
- плотность лесоматериалов повышенной плавучести в конце сплава, кг/м³;
- плотность лесоматериалов повышенной плавучести в начале сплава, кг/м³;
V - объем сплоточной единицы - сумма объемов разделенных частей: погруженной в воду V_ПВ и расположенной над водой V_НВ, м³;
ρ_д - плотность лесоматериалов ограниченной плавучести части сплоточной единицы, расположенной над водой, кг/м³;
m - масса обвязок, кг.