Устройство для предотвращения образования льда на поверхности водоема Советский патент 1990 года по МПК E02B15/02 

Изобретение относится к гидромеханизации земляных работ в зимних условиях и предназначено для поддержания участка поверхности водоема в незамерзающем состоянии, обеспечивающего необходимые технологические перемещения плавучего землесосного снаряда.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства и снижение энергозатрат за счет использования энер- гии потока.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1, начальный момент вращения уст- ройства при-перекладке руля вправо; на фиг.4 - то же, момент окончания вращения устройства вправо.

Устройство содержит корпус 1 в виде изогнутого патрубка с входным 2 и выходным 3 насадками, установленный на оси 4, смонтированной в кронштейне 5. Кронштейн 5 с помощью шарнира 6 закреплен на опорной плите 7, связанной с корпусом 8 земснаряда шарниром 9. Рабочее колесо 10 закреплено на вертикальному валу 11, соединенном с электродвигателем 12. На выходном насадке 13 установлен балансировочный руль 13 с осью 14, на верхнем конце которой укреплен двуплечий рычаг 15 с прикрепленным к его плечам 16 и 17 пружинами 18 и 19, связанными гибкими тягами 20 и 21 с рычагами 22 и 23, имеющими втулки 24 и 25 с выступами 26 и 27, Рычаги 22 и 23 установлены на оси 4 с возможностью поворота вокруг нее. В отверстиях фланцев 29 и 30, жестко закрепленных на кронштейне 5 в его верхней и средней частях, установлены упоры 28 для ограни- чения поворота корпуса 1.

На рычаге 15 закреплена втулка 31, в которую ввернут регулировочный винт 32. В отверстие винта 32 с зазором входит конический штырь 33, жестко закрепленный на наружной поверхности ёыходного насадка 3 корпуса 1. На верхнем конце оси 4 закреплена рукоятка 34 с поводком 35, имеющим отверстие 36.

Балансировочный руль 13 выполнен с коэффициентом компенсации, большим 0,25, что делает его неустойчивым, т.е. обеспечивает его самопроизвольную перекладку в ту или иную сторону под действием потока. Это происходит вследствие того, что центр давления потока при коэффициенте компенсации большем 0,25 располагается на балансировочной части, т.е. у передней кромки руля.

Устройство работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 10 вода с положительной температурой засасывается из придонных слоев через входной насадок 2 в корпус 1 и выбрасывается через выходной насадок 3 в зону ледяного покрова, разрушая последний.

Под давлением потока воды балансировочный руль 13 из-за его неустойчивости самопроизвольно перекладывается на некоторый угол в ту или иную сторону, одновременно поворачивая связанные с ним ось 14 и рычаг 15.

При перекладке руля вправо (фиг.З и 4) пружина 18, прикрепленная к плечу 17 рычага 15, связанная с тягой 21 и рычагом 23, растягивается, а пружина 19 и тяга 20, связанные с рычагом 22, ослабляются. Под действием силы давления воды на руль 13 и реакции отбрасываемой струи воды корпус 1 начинает непрерывно поворачиваться вокруг оси 4 также вправо, при этом рычаги

22 и 23 следуют за корпусом 1, свободно поворачиваясь вокруг оси 4 на втулках 24 и 25.

В некоторый момент времени (фиг.4) рычаг 23. наталкиваясь выступом 26 на боковой поверхности втулки 24 на упор 28, .вставленный в отверстия а фланцев 29 и 30, закрепленных в верхней и средней частях кронштейна 5, останавливается, а корпус 1 под действием указанных сил продолжает вращение вправо, что приводит к дальнейшему растяжению пружины 18. Наконец, наступает момент, когда сила растяжения пружины 18 превышает силу давления воды на руль 13, и она поворачивает рычаг 15, который перекладывает руль 13 в противоположную сторону, т.е. влево. При этом пружина 19 растягивается, а пружина 18 и связанная с ней тяга 21 ослабевают.

При повороте корпуса 1 влево рычаг 22 следует за ним до тех пор, пока выступ 27 на боковой поверхности втулки 25 не натолкнется на упор 28, вставленный в отверстия б фланцев 29 и ЗОдогда рычаг 22 останавливается, а корпус 1, продолжая вращение, заставляет пружину 19 растягиваться. Когда сила растяжения пружины 19 превосходит силу давления потока воды на руль 13, она поворачивает рычаг 15, который перекладывает руль 13 снова вправо. Корпус 1 начинает снова движение вправо.

Устройство таким образом, движется непрерывно и автоматически без вмешательства человека в секторе с некоторым заданным углом, создавая зону распространения возбужденного им потока, воздействующего на ледяной покров и разрушающего его.

Величина угла сектора, т.е. зона и направление распространения потока, могут изменяться в зависимости от требований производственных условий, например, в пределах 0-180°.

Это достигается размещением упоров 28 в отверстиях фланцев-29 и 30 попарно в разных комбинациях, например, а-б, в-г или д-е и т.д.

Путем изменения величины угла перекладки руля 13 скорость движения корпуса 1. а следовательно, и потока в данном секторе может регулироваться. Это осуществляется регулировочным винтом 32. который завертывается во втулку 31 или вывертывается из нее. что приводит к изменению величины зазора между коническим штырем 33 и отверстием регулировочного винта 32, в пределах которого осуществляется поворот рычага 15, а следовательно, и перекладка руля 13. Вывертывание винта 32 приводит к увеличению угла перекладки руля 13. завертывание - к его уменьшению. При полностью завернутом во втулку 31 винте 32 рычаг 15 закрепляет руль 13 по продольной оси корпуса 1 неподвижно. 5 вследствие чего корпус 1 остается также неподвижным. .

При ручном управлении корпус 1 с помощью рукоятки 35 поворачивается в нужном направлении и фиксируется путем

10 установки упоров 28 в отверстие 36 поводка

34 рукоятки 35 и в отверстия а. б, в, г. д, е и

другие фланцев 29 и 30. При этом винт 32

полностью завертывается во втулку 31.

Использование е предлагаемом уст15 ройстве балансировочного руля 13 с коэффициентом компенсации большим 0,25 обеспечивает его самопроизвольную перекладку в ту или иную сторону при частично или полностью вывернутом винте 32 из

0 втулки 31 независимо от направления оси корпуса 1 и начало его автоматического движения в заданном упорами 28 секторе, а также уменьшение усилия, необходимого для перекладки руля 13.

5В предлагаемом устройстве циркуляция слоев воды с положительной температурой от дна водоема к его поверхности, интенсификация теплового и механического воздействия на ледяной покров и, сле0 довательно. быстрое его разрушение происходят автоматически без вмешательства человека при меньших затратах энергии, поскольку поворот корпуса 1 происходит за счет энергии потока без до5 полнительных источников энергии в регу- лируемом диапазоне (секторе) воздействия.

Благодаря регулировке угла поворота двуплечего рычага 15, которая осуществля0 ется при помощи конического штыря 33, входящего в отверстие регулировочного винта 32, изменяется скорость поворота корпуса 1, что повышает эффективность работы устройства и улучшает его эксплуата5 ционные качества.

Формула изобретения

1. Устройство для предотвращения об- 0 разования льда на поверхности водоема, включающее несущую конструкцию, корпус, закрепленный с возможностью поворота на вертикальной оси несущей конструкции и выполненный в виде изогнутого патрубка с вход- 5 ным и выходными насадками, механизм поворота корпуса и упоры для ограничения поворота корпуса, отличающееся тем. что, с целью повышения эффективности работы устройства и снижения энергозатрат за счет использования энергии потока, оно

снабжено приспособлением регулирования скорости поворота корпуса и рычагами, установленными на оси корпуса и взаимодействующими с возможностью поворота с упорами, а механизм поворота корпусе выполнен в виде установленного на выходном насадке неустойчивого балансировочного руля с вертикальной осью и жестко соединенным с ней двуплечим рычагом, каждое плечо которого накрест соединено посредством подпружиненных тяг с рычагами, при этом приспособление регулирования скорости поворота корпуса размещено на наружной поверхности вы0

5

ходного насадка с возможностью взаимодействия с двуплечим рычагом.

2.Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что приспособление регулирования скорости поворота корпуса выполнено в виде конического штыря, жестко закрепленного на наружной поверхности выходного насадка, и взаимодействующей с ним втулки с регулировочным винтом, закрепленной на двуплечем рычаге.

3.Устройство по ПП.1 и 2, отличающее с я тем, что упоры для ограничения поворота корпуса выполнены с возможностью перестановки.

Изобретение относится к устройствам для предотвращения образования льда на поверхности водоема и может быть использовано в гидромеханизации. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства и снижение энергозатрат за счет использования энергии потока. Устройство содержит корпус 1 в виде изогнутого патрубка с входным 2 и выходным 3 насадками. Внутри корпуса 1 размещено рабочее колесо 10 насоса. Корпус 1 установлен на кронштейне 5 несущей конструкции с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 4. На выходном сечении насадка 3 установлен неустойчивый балансирный руль 13 на оси 14. Снаружи к оси 14 жестко прикреплен двуплечий рычаг 15, плечи которого соединены накрест посредством подпружиненных тяг 20, 21 с рычагами 22, 23, установленными на оси 4 с возможностью поворота на угол, ограниченный регулируемыми упорами 28. Скорость поворота корпуса 1 регулируется приспособлением, выполненным в виде конического штыря 33, жестко закрепленного на выходном насадке 3, и втулки 31 с регулировочным винтом 32, закрепленной на рычаге 15. Поворот корпуса 1 потокообразователя происходит за счет энергии потока благодаря неустойчивости балансирного руля 13, при отклонении которого от направления потока возникает реактивное усилие на корпус 1, который поворачивается до упора 28. После этого благодаря подпружиненным тягам 20, 21 руль 13 перекладывается, происходит поворот корпуса 1 в противоположную сторону. Скорость поворота корпуса 1 регулируется винтом 32, благодаря чему повышается эффективность воздействия потока на лед. Поворот корпуса 1 происходит автоматически в заданном диапазоне без дополнительных источников энергии. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

у4-Х1

18

23

28 22 Х- 24 26

«7

23

20

/

16

Фиг.З

21

Ю

фиг.Ц