Устройство для резки льда Советский патент 1989 года по МПК E02B15/02 B63B35/12 

СП

о

Од

О

|С

Изобретение относится к области очистки акваторий от льда н может быть использовано для устройства майи, а также для очистки подводной части судов от намороженного льда.

Целью изобретения -является повышение эффективности резки льда.

На фиг. 1 показан энергоблок устройства; на фиг. 2 - рабочий инструмент для резки льда; на фиг. 3 - вариант компоновки рабочего инструмента для подводных условий.

Устройство для резки льда содержит насос I с двигателем 2 внутреннего сгорания скомпонованные на салазках 3 в виде энергоблока. К насосу подсоединен вса- сываюигий Н1ланг 4 с водозаборником 5 и напорный трубопровод 6. Трубопровод 6 соединяет насос 1 с тегктообменником 7. Энергоблок с помощью шланга 8 соединен с рабочим инструментом.

абочий инструмент содержит кол.1ектор 9 с рукояткой 10 и рычагом 11 запорного клапана, а также основной трубопровод 12 и донолните. 1ьный 13 трубопроводы. На конце трубонровода 12 установлен цилиндрический насадок 14, имеющий резьбу на наружной поверхности. На резьбе насадка 14 установлен колпак 15, за- кре1К1енный с помощью контргайки 16. На конце трубопровода 13 установлен насадок 17. К насадку 17 прикренлена перемычка 18 с направляюншм кольцом 19, охвагываюшим колпак 15.

Насадки 14 и 17 выполнены в виде кавитаторов и содержат входные сужающиеся каналы 20 и 21 соответственно, средние каналы с цилиндрическими 22 и 23 и вьгходными расншряюшимися коническими 24 и 25 частями. Входные каналы 20 и 21 обоих насадков выполнены сооснымн соответствующим трубопровода.м. Выходной канал насадка 14 также выполнен соосным трубопровод), а выходной канал насадка 17 перпендикулярен трубопроводу 13 и расположен в плоскости перемычки 18 на уровне среза колпака 15.

Рабочий инструмент для работы в подводных условиях может быть дополнительно снабжен реактивным трубопроводом 26с насадком 27. Выходное отверстие 28 насадка 27 имеет диаметр, больший диаметра цилиндрической части 22 выходного кана- .la насадка 14.

Устройство работает следующим образом.

Из водоема вода через водозаборник 5 по всасывающему 1илангу 4, опущенному в предварительно проделанное отверстие во льду, поступает в насос 1 высокого давления, а из насоса 1 по напорному трубопроводу 6 подается в теплообменник 7. Выхлопные газы из двигателя 2 поступают в теплообменник 7 и нагревают нодаваемую в него воду. Из теплообменника 7 подогретая вода по гибкому Н1лангу 8 подается к рабочему инструменту, где 1ри открытом с помощью рычага 11 запорном клапане распределяется в коллекторе 9 на два потока - в трубопроводы 12 и З.

В начале работы трубопровод 13 с насадком 17 отсоединяется от коллектора 9,

вместо него устанавливается заглушка. Инструмент ставится вертикально ко.шаком 15 на лед. Нажатием на рычаг 11 к насадку 14 под давлением подается подогретая вода. Перемешая инструмент сверху

вниз, струей воды во льду прорезают первое отверстие.

Для последующей работы к коллектору 9 подсоединяется трубопровод 13 с насадком 17.

,Затем насадок 17 вводится в прорезанное ранее и заполненное водой, посту- пиви1ей из водоема, первое отверстие до упора колпака 15 о лед. С помошью рычага 11 включается подача к насадкам 14 и 17 воды. При поступательном переме0 шении инструмента сверху вниз насадком 14 во льду прорезается второе вертикальное отверстие, а насадком 17 выполняется прорезь между отверстиями. Наличие перемычки 18 между насадками препятствует перемещению инструмента, если прорезь между отверстиями по какой-либо причине не выполнена. Этим гарантируется качество резки. Следующий проход инструментом во льду выполняется аналогично. Таким образом, за каждый проход лед прорезается

Q на определенную щирину, которая зависит от расстояния между осями трубопроводов 12 и 13. Это расстояние выбирается оптимальным, т. е. таким, чтобы скорость резки вертикального отверстия была равна скорости образования прорези между отверстиями.

5 Последовательными проходами инструмента во льду образуется сплощная прорезь необходимой длины и формы.

0

При течении воды под давлением через насадки 14 и 17 во входных каналах 20 и 21 за счет их сужения происходит увеличение скорости потока и падение давления в нем. Наибольщая скорость потока, а следовательно, и наименьн1ее давление в нем будет в самых узких цилиндрических час5 тях 22 и 23 каналов этих насадков. Давление в этих сужениях уменьшается до давления насыщенных паров воды или давления, при котором начинается выделение растворенных газов. В результате в этих сужениях начинается интенсивное парообразова0 ние и выделение газов в виде паровых и газовых пузырей - начинается кавитация.

Парогазовые пузырьки подхватываются и переносятся потоком на некоторое расстояние, образуя при этом зону кавитации.

Размеры зоны кавитации и ее интенсивность возрастают с увеличением давления на входе в насадки.

При воздействии струи на лед, нахо- дян1,ийся в зоне кавита 1ии, скорость потока падает, а дав 1ение возрастает, и происходит конденсация пузырьков пара. Эта конденсация происходит со значительной скоростью. Частицы воды, заполняющие полость конденсирующегося пузырька, устрем- ляются к его центру и в момент завершения конденсации (схлопывания пузырька) вызывают местные гидравлические удары, т. е. значительное повышение давления в отдельных точках. В результате, при ин26, который компенсируется реакцией струи, вытекаюш.ей из насадка 27. Так как диаметр отверстия 28 больше диаметра цилиндрической части 22 выходного канала насадка 14, то реакция струи, вытекающей из насадка 27, больше. В результате на инструмент при работе действует суммарная сила, направленная в сторону насадка 14, прижимающая инструмент к разру шаемому льду. Этим значительно облегтенсивной конденсации паровых пузьфьков чаются действия водолаза, работающего на поверхности льда под действием гид-с этим инструментом, особенно в услоравлических ударов и одновременно высокой температуры, развивающейся в центрах конденсации, происходит интенсивное разрушение льда.

Благодаря колпаку 15 формируется заполненная водой полость, в которой происходит процесс кавитации, а также выдерживается постоянным оптимальное расстояние между срезом насадка 14 и поверхностью льда, при котором разрушение 20 ное отверстие которого соосно трубопроводу, льда наиболее эффективно.а также колпак, отличающееся тем, что,

с целью повышения эффективности работы устройства, рабочий инструмент снабжен дополнительным трубопроводом с насадком, а

ВИЯХ отсутствия опоры.

Формула изобретения

1. Устройство для резки Льда, включающее гидросистему и теплообменник для подогрева рабочего тела, соединенный гибким шлангом с рабочим инструментом, содержащим трубопровод с насадком, выходЗона кавитации формируется в полости колпака 15. Размеры этой зоны устанавливаются оптимальными путем осевой регу-25 колпак установлен на насадке основного лировки положения колпака 15 перед на-трубопровода с возможностью осевого перечалом работы. Под давлением поступающеймещения, причем дополнительный трубопроводы колпак 15 отжимается от поверх-вод установлен параллельно основному и сое- ности льда. Через образующийся при этомдинен с ним перемычкой, а выходной ка- зазор между поверхностью льда и срезомнал его насадка выполнен перпендикуляр- колпака 15 поток воды выходит из его по-30 ным оси трубопровода, расположен в плос- лости и, омывая его наружную поверх-кости перемычки на уровне среза колпака ность, расширяет образующееся во льдуи направлен в сторону последнего.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что насадки выполнены в виде кавитаторов.

отверстие, а затем вытекает в водоем.

При работе под водой рабочий инструмент оснащается реактивным трубопроводом

чаются действия водолаза, работающего с этим инструментом, особенно в услоное отверстие которого соосно трубопроводу, а также колпак, отличающееся тем, что,

ВИЯХ отсутствия опоры.

Формула изобретения

1. Устройство для резки Льда, включающее гидросистему и теплообменник для подогрева рабочего тела, соединенный гибким шлангом с рабочим инструментом, содержащим трубопровод с насадком, выходколпак установлен на насадке основного трубопровода с возможностью осевого перемещения, причем дополнительный трубопровод установлен параллельно основному и сое- динен с ним перемычкой, а выходной ка- нал его насадка выполнен перпендикуляр- ным оси трубопровода, расположен в плос- кости перемычки на уровне среза колпака и направлен в сторону последнего.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что насадки выполнены в виде кавитаторов.

Изобретение касается очистки акваторий ото льда. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства. Устройство содержит насос с двигателем внутреннего сгорания, скомпонованные на салазках в виде энергоблока. К насосу подсоединены всасывающий шланг с водозаборником и напорный трубопровод, соединяющий насос с теплообменником. Энергоблок с помощью шланга 8 соединен с рабочим инструментом. Последний содержит коллектор 9 с рукояткой 10 и рычагом 11 запорного клапана, а также основной трубопровод 12 и дополнительный трубопровод 13, на концах которых соответственно установлены насадки 14 и 17. На насадке 14 установлен колпак 15, фиксирующий расстояние от насадка до льда. К насадку 17 прикреплена перемычка 18 с направляющим кольцом 19, охватывающим колпак 15. Насадки 14 и 17 выполнены в виде кавитаторов, причем выходной канал насадка 14 выполнен соосным соответствующему трубопроводу, а выходной канал насадка 17 - перпендикулярным ему и расположен в плоскости перемычки 18 на уровне среза колпака 15. Разрушение льда производится струями горячей воды, насыщенной кавитационными пузырьками, истекающими из насадков 14 и 17. При этом насадок 14 проделывает вертикальное отверстие во льду, а насадок 17 - прорезь между этим отверстием и предыдущим. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

выхлопные газы Y / X ж X X /

2 6

JVj

X

фиг.1

Ф//гЗ