Устройство для защиты морской опоры от льда Советский патент 1990 года по МПК E02B15/02 

Изобретение относится к устройствам для защиты стационарных сооружений от пьда и может найти применение в конструкциях оснований для бурения скважин npw освоении нефтяных и газовых месторождений в шельфовой зоне Арктического бассейна.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства и улучшение его эксплуатационных качеств.

На ф.иг. 1 изображено устройство для защиты морской свайной опоры, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство для защиты морской свайной опоры от льда содержит горизонтальный брус 1, установленный на дне водоема и прикрепленный коснованиюсвайнойопо- ры 2, К брусу 1 посредством цилиндрического шарнира нижним концом прикреплена балка 3, которая установлена наклонно таким образом, что ее верхний конец образует со свайной опорой угол меньше 90°. Верхним концом балка 3 шарнирно соединена с штоком Г5лдроцилиндра 4, корпус которого шарнирно соединен с опорой 2. Штоковая полость гидроцилиндра 4 сообщена гидролинией 5 с гидроаккумулятором 6, а поршневая полость - с гидроаккумулятором 6 гидролинией 7 через вентиль 8 и параллельно включенные регулируемый дросссель 9 и обратный клапан 10. Газовая полость гидроаккумулятора 6 сообщена линией 11 через вентиль 12 с окружающей средой, а линией 13 через регулируемый пневмоклапан 14 и обратный клапан 15 с источником 16 сжатого газа. На опоре 2 установлены боковые ограничители 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном рабочем положении (фиг.1) газовая полость гидроаккумулятора заряжена на заданную величину давления, определяемую пневмоклапаном 14. Вентиль 12

закрыт, а вентиль 8 открыт. Шток гидроцилиндра 4 выдвинут под действием давления рабочей жидкости из гидравлической полости гидроаккумулятора б, котс рая поступает

в штоковую и поршневую полости одновременно, но за счет большей площади сечения поршневой полости шток выдвигается.

При ударе движущейся льдины об острую переднюю кромку балки 3 возникает

сила F, действие которой передается через нижний цилиндрический шарнир в виде горизонтальной и вертикальной составляющих (на фиг.1 изображены реакции Rx и Ry) и через гидроцилиндр 4 на опору 2 (на фиг.1

изображена реакция R). Силовые воздействия, передаваемые через нижний шарнир на брус 1 и опору 2, не вызывают появление изгибающего момента сил, поскольку указанные силовые воздействия воспринимаются основанием и нижней наименее податливой частью опоры 2. Силовые воздействия, передаваемые через гидроцилиндр 4, демпфируются, что в значительной степени уменьшает динамическое воздействие внешней нагрузки на опору 2. При ударе движущейся льдины по балке 3 шток гидроцилиндра 4 вдвигается и рабочая жидкость из поршневой полости через вентиль 8 и дроссель 9 вытесняется в штоковую полость и в гидравлическую полость гидроаккумулятора 6. Под действием напорного усилия передний конец льдины поднимается по наклонной балке 3, что вызывает появление в льдине изгибающих напряжений и

ее разрушение. После разлома льдины силовое воздействие на балку 3 уменьшается и шток гидроцилиндра 4 вновь выдвигается в исходное положение под действием давления рабочей жидкости из гидроаккумулятора 6, поступающей в поршневую полость через дроссель 9 и через обратный клапан 10. Обратный клапан 10 обеспечивает быстрый возврат штока с балкой 3 в исходное

положение. При увеличении напорного усилия льда цикл повторяется.

Таким образом, часть кинетической энергии удара льдины по защитному устройству преобразуется в потенциальную энергию, запасаемую в гидроаккумуляторе, а другая часть рассеивается в окружающее пространство при дросселировании рабочей жидкости через дроссель 9. В соответствии с условиями эксплуатации (скорость движения льда, толщина льда и т.д.) задаются упругие и демпфирующие свойства защитного устройства. Упругие свойства задаются изменением давления в газовой полости гидроаккумулятора с помощью вентиля 12 и управляемого пневмоклапана 14. Демпфирующие свойства изменяются регулировкой проходного сечения дросселя 9.

По сравнению с известным применение предлагаемого устройства обеспечивает повышение эффективности защиты опоры от воздействия движущихся льдин. Наклонное расположение балки и соединение ее верхнего конца с опорой через демпфирующий гидроцилиндр облегчают разрушение льда при подъеме его по наклонной балке и, кроме того, обеспечивают передачу части силового воздействия на основание. В известном устройстве все силовое воздействие льда воспринимается опорой на большом плече, что вызывает возникновение больших изгибающих усилий. В предлагаемом устройстве уменьшается динамическое силовое воздействие льда на опору за счет демпфирования нагрузки. Демпфирующие

15

0

5

и упругие свойства легко регулируются в соответствии с эксплуатационными условиями, что расширяет эксплуатационные качества устройства. 5

Формула изобретения Устройство для защиты морской опоры от льда, включающее балку, размещенную между боковыми ограничителями на опоре, 10 заглубленной в дно акватории, и демпфирующее приспособление, отличающеа- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства и улучшения эксплуатационных качеств, оно снабжено источником сжатого газа, гидроаккумулято- ром с гидра пической и газовой полостями, управляемым пневмоклапаном, обратным клапаном, вентилем, гидролиниями, шарнирами, при этом демпфирующее приспособление выполнено в виде гидроцилиндра, поршневая и штоковая полости которого соединены между собой гидролиниями через па- раллельно соединенные регулируемый дроссель и обратный клапан, а корпус гидроцилиндра шарнирно соединен с опорой,причем балка установлена под острым углом к опоре и шарнирно закреплена одним концом на дне акватории, а другим шарнирно соединена со штоком гидроцилиндра, при этом гидроаккумулятор соединен гидравлической полостью со штоковой полостью гидроцилиндра, а газовой полостью - с источником сжатого газа через управляемый пнeвмoк,aпaн и обратный клапан и через вентиль - с атмос- ферой.

20

25

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - повышение эффективности устройства в работе и улучшение эксплуатационных качеств. Устройство содержит горизонтальный брус 1, прикрепленный к основанию опоры 2. Балка 3 шарнирно соединена внизу с брусом 1, а вверху - шарнирно через гидроцилиндр 4 с опорой 2. Полости гидроцилиндра 4 сообщены между собой через параллельно включенные регулируемый дроссель 9 и обратный клапан 10 с гидроаккумулятором 6. Газовая полость гидроаккумулятора 6 соединена через управляемый пневмоклапан 14 и обратный клапан 15 с источником сжатого газа 16, а также через вентиль 12 с атмосферой. При ударе льдины по балке 3 шток гидроцилиндра 4 вдвигается, вытесняя рабочую жидкость из поршневой полости через дроссель 9 в штоковую полость и в гидроаккумулятор 6, что уменьшает динамическое действие удара льдины. Часть внешнего силового воздействия передается на основание. Под действием напорного усилия передний край льдины поднимается по ледорезной кромке балки 3, что вызывает появление изгибающих напряжений в льдине и облегчает ее разрушение. В зависимости от эксплуатационных условий регулируют упругие свойства устройства изменением давления в газовой полости гидроаккумулятора, а также демпфирующие свойства изменением проходного сечения регулируемого дросселя. 2 ил.

Фиг. 2

77