Льдоразрушающее устройство Советский патент 1990 года по МПК E02B15/02 

Изобретение относится к защите морских гидротехнических сооружений от разрушения подвижками ледяных полей и может быть использовано для эксплуатации .гидротехнических сооружений типа морских буровых платформ в арктических морях, а также на ледоколах. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства и снижение энергозатрат.

На фиг.1 изображено льдоразрушаю- щее устройство; на фиг.2 - вибратор, разрез.

Льдоразрушающее устройство содержит вибратор. 1, прикрепленный посредством гидроцилиндров 2, 3 к поворотной части 4, которая установлена на опоре 5. Вибратор 1 включает плиту 6 и корпус 7. В корпусе вибратора установлены груз 8, пружины 9 и уплотни- тельная манжета 10. Манжета Ю прикреплена к плите 6 и выполнена в виде полой гибкой упругой оболочки, внутренняя замкнутая полость 11 кото- рой сообщена пневмолинией 12 с источником 13 сжатого газа через управляемый пневмрраспределитель 14. Рабочая камера 15 вибратора каналом 16 и трубопроводом сообщена с насосом 17. К - напорной гидролинии насоса 17 подключен гидропневмоаккумулятор 18 и управляемый гидрораспределит ель 19 . В плиту 6 встроен гидроцилиндр 20 со штоком 21, соединенным с груз.ом 8, Рабочая (поршневая) полость гидроцилиндра 20. сообщена с гидробаком 22 через обратный клапан 23 и гидрораспределитель 24. Гидрораспределитель 24 удерживается пружиной 25, а открывается только упором 26, прикрепленным к поршню гидроцилиндра 20. Рабочая полость гидроцилиндра 20 сообщена гидролинией 27 с камерой 28 управления гидрораспределителем 19, а гидролинией 29 - с камерой 30 управления пневмораспределителем 14 и с гидроаккумулятором 31.,

Льдоразрушающее устройство работает следующим образом.

С помощью гидроцилиндров 2 и 3 вибратор 1 устанавливают и прижима- ют к поверхности льда, а затем включают вибратор путем подачи в рабочую камеру 15 энергоносителя, например воды, под давлением.

В исходном положении груз 8 вибратора находится на плите 6, а упор 26 удерживает гидрораспределитель 24

0

5.

открытым. Гидрораспределитель 24 сообщает с гидробаком 22 рабочую полость гидроцшшндра 20 и соединенные с ней камеры 28 и 30 управления распределителями 19 и 14, а также гидравлическую полость гидроаккумулятора 31. Поскольку гидробак 22 сообщен с атмосферой, то в. указанном контуре избыточного давления нет, а поэтому золотники распределителей 14 и 19 удерживаются пружинами в позициях, изображенных на фиг.2. Золотник пневмораспределителя 14 сообщает с напорной пневмолинией внутреннюю полость 11 манжеты 10, которая под действием давления распрямляется и прижимается к нижней поверхности груза 8, замыкая рабочую камеру 15 вибратора. Золотник гидрораспределителя 19 сообщает рабочую камеру 15 с насосом 17. Рабочая среда, например вода, под давлением поступает по каналу 16 в рабочую камеру 15 и начинает поднимать груз 8.

При движении- вверх (фиг.2) груз 8 в начальный период разгоняется под действием давления рабочей среды, а затем его движение замедляется вследствие сопротивления, оказываемого пружинами 9.

Сила упругости пружин 9 увеличивается по мере подъема груза 8, и в некоторой точке наступает равнове- сие сил упругости пружин 9 и веса груза 8, с одной стороны, и сил инерции груза 8 и сил, создаваемых давлением рабочей среды,, с другой стороны. Груз 8 останавливается, а его кинетическая энергия и энергия давления рабочей среды переходят в потенциальную энергию сжатых пружин и потенциальную энергию поднятого относительно плиты 6 груза Ь. .При движении гру- 5 за 8 вверх в рабочей (поршневой) полости гидроцилиндра 20 создается разрежение и она заполняется рабочей жидкостью из гидробака 22 через обратный клапан 23.

После остановки в верхней мертвой точке груз 8 под действием пружин и собственной силы тяжести начинает движение вниз. Гибкая манжета 10 допускает некоторое перемещение груза за счет деформации гибкой оболочки манжеты. В самый начальный момент перемещения груза 8 вниз в рабочей полости гидроцилиндра 20 управления повышается давление рабочей жидкости, которое пере0

5

0

0

5

дается в камеры Зи и 28 управления. Золотник пневмораспределителя 14, преодолевая усилие пружин, перемещается и сообщает полость 11 манжеты 10 с атмосферой, поэтому манжета 10 вследствие упругости приобретает первоначальные форму и положение (показано на фиг.2 пунктиром) и разгерметизирует рабочую камеру 15. Золотник гидрораспределителя 19 под действием давления в камере 28 управления перемещается влево и сообщает рабочую камеру 15 с атмосферой, а напорную линию перекрывает. Рабочая среда че- рез гидрораспределитель 19 и окна в корпусе 7 быстро освобождает рабочую камеру 15, что дает возможность грузу 8 беспрепятственно опускаться с большой скоростью. При ударе груза 8 о плиту 6 кинетическая энергия груза расходуется на разрушение льда.

В нижнем положении груза 8 упор 26 открывает гидрораспределитель 24, и контур управления, включающий камеры 28, 30 управления и гидравлическую полость гидроаккумулятора 31, сообщается с гидробаком, поэтому золотники распределителей 14 и 19 возвращаются пружинами в исходное положение. Цикл вновь повторяется.

Гидроаккумулятор 31 вмещает лишнюю рабочую жидкость при движении поршня гидроцилиндра 20 вниз, обеспечивая включение обоих распределителей во время движения поршня вниз, вплоть до открытия гидрораспределителя 24. Гидропневмоаккумулятор 18 предотвращает возникновение гидравлического удара в напорной линии насоса 17.

Применение предложенного льдораз- рушающего устройства в сравнении с прототипом обеспечивает повышение эффективности и снижение затрат энергии. Это достигается за счет того, что угшотнительная манжета 10 выполнена управляемой и герметизирует рабочую камеру вибратора в течение всего времени подъема груза 8. Управляемая манжета 10 позволяет запасти в пружинах большую потенциальную энергию, которая затем преобразуется в большую кинетическую энергию удара, что и повышает эффективность разрушения льда. Уменьшение расхода рабочей среды, а следовательно, и энергии обеспечивается за счет герметизации рабочей камеры 15 при движении груза 8 вверх и за счет автоматического пе- Q рекрытия напорной линии насоса 17 при движении груза 8 вниз.

Формула изобретения

ч

5 Льдоразрушающее устройство,включающее корпус с плитой, насос, гидро- бак, гидролинии и размещенные внутри корпуса вертикально перемещающийся подпружиненный груз, упругуюуп0 лотнительную манжету и рабочую камеру, соединенную с напорной гидролинией насоса, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства и сниже5 ния энергозатрат, оно снабжено двух- позиционными пневмораспределителем и гидрораспределителем с камерами управления, гидроаккумуляторами, обратным клапаном, подпружиненным гид0 рораспределителем, источником сжато- го газа и встроенным в плиту гидр оци- линдром с поршневой и штоковой полостями, шток которого соединен с грузом, а поршень выполнен с упором,

с взаимодействующим с подпружиненным гидрораспределителем, посредством которого поршневая полость гидроцилиндра соединена с гидробаком, при этом рабочая камера соединена с насосом

0 через управляемый гидрораспределитель, уплотнительная манжета выполнена в виде полой оболочки, внутренняя полость которой соединена с источником сжатого газа через пневмораспре5 делитель, причем камеры управления двухпозиционных пневмо- и гидрорас- пределителей соединены с гидроаккумулятором и поршневой полостью гидроцилиндра и через обратный клапан - с

0 гидробаком, а второй гидроаккумулятор подключен к напорной гидролинии насоса.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства и снижение энергозатрат. Устройство содержит вибратор, включающий корпус 7 с плитой 6, груз 8, пружины 9 и уплотнительную манжету 10, выполненную в виде гибкой упругой оболочки, внутренняя полость 11 которой сообщена через пневмораспределитель 14 с источником сжатого газа. Рабочая камера 15, герметичная благодаря манжете 10, заполняется водой через гидрораспределитель 19 и поднимает груз 8, сжимая пружину 9. При опускании груза 8 манжета 10 разгерметизирует рабочую камеру 15, гидрораспределитель 19 перекрывает подвод воды. При падении груз 8 ударяет по плите 6 и его кинетическая энергия расходуется на разрушение льда. 2 ил.

Редактор А.Маковская

Составитель Г.Вашина

Техред Л.Олийнык Корректор А.Обручар

Чяказ 1894

Тираж 534

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1НОЧ5, Москва, Ж-31, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издате-гьский комбинат Гатент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное