Устройство для намораживания льда Советский патент 1991 года по МПК F25C1/02 

Изобретение относится к наморажива- нию льда на плотбищах, при строительстве переправ, ледяных дорог и других ледяных сооружений и может быть использовано в лесной промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение производительности устройства и надежности в работе.

На фиг. 1 изображено устройство для намораживания льда, вид сбоку; на фиг. 2 - бурильно-насосная установка; на фиг. 3 - схема бурения устройством лунки во льду; на фиг. 4 - б - варианты исполнения ледо- буров; на фиг. 7 - 8 - работа устройства с реверсивным приводом ледобура и осевого насоса при бурении льда и подаче воды.

Устройство для намораживания льда содержит транспортное средство 1 и соединенную с ним двумя парами параллельных рычагов 2 и 3 и кронштейном 4 бурильно- насосную установку 5, укрепленную в кронштейне 4 с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси шарниров 6 с помощью гидроцилиндров 7. Бурильно-насосная установка 5 включает водозаборную трубу 8 с защитной решеткой 9 на свободном конце, установленный в ней приводной вал 10 с рабочим колесом 11 осевого насоса, укрепленный на конце приводного вала под трубой 8 ледобур 12,

Защитная решетка 9 выполнена в виде конической обечайки 13 с отверстиями 14. Вал 10 приводится во вращение от реверсивного привода 15. установленного под верхней частью водозаборной трубы 8. Вал 10 закреплен в подшипниковых опорах 16, 17, расположенных на колене 18 трубы 8. в ее нижней части.

Устройство снабжено соединенными с водозаборной трубой 8 центробежным насосом 19 и поворотной дождевальной установкой. Вал насоса 19 приводится во вращение через редуктор 20 от вала отбора мощности транспортного средства. Установка содержит дождевальный ствол 21 и механизм 22 поворота, привод которого осуществляется от редуктора 20 через карданный вал 23.

Ледобур 12 содержит ступицу 24 с укрепленными на ней радиальными ножами 25.

Максимальный диаметр ножей 25 ледобура 12 превышает наружный диаметр водозаборной трубы 8 на величину а, определяемую из выражения

а 2 I - -(H2-Hi)r приН2 Ј2Hi

или

a -Vl2 -Hi2 приН2 2Н1.

где I длина рычагов;

Hi - высота расположения оси крепления нижнего рычага над уровнем льда, м;

Н2 - длина водозаборной трубы с ледо- буром, м,

К ножам 25 ледобура 12 прикреплены

шнековые лопасти 26, выполненные так, что касательная к наружным кромкам шнековых лопастей 26 наклонена к вертикальной оси водозаборной трубы под углом а, определяемым из выражений

а arcsln H2 Hl при Н2 2Hi;

а arcsin - при Н2 2Hi.

Устройство может содержать кольцо 27, установленное с возможностью поворота на

нижней части водозаборной трубы 8. При этом верхние концы шнековых лопастей 26 закреплены на кольце 27, а вдоль наружных кромок шнеков установлены пластины 28, к которым прикреплены концы ножей 25,

кромки шнековых лопастей 26 и кольцо 27. Ледобур может содержать коническую обечайку 29, установленную соосно трубе 8, при этом наружные кромки шнековых лопастей 26 и концы ножей 25 прикреплены к

внутренней поверхности обечайки 29.

Устройство может содержать очистные щитки 30, выполненные в виде сегментов усеченного конуса и прикрепленные к задним кромкам ножей 25 с образованием зазора между их верхней кромкой и решеткой 9 водозаборной трубы 8. Щитки 30 устанавливают вогнутой поверхностью в направлении вращения ледобура 12.

Лопасти рабочего колеса 11 осевого наcoca могут быть выполнены наклонными в сторону, противоположную наклону ножей 25 ледобура 12. При этом привод вала 10 выполнен реверсивным.

Устройство работает следующим образом.

Устройство выводят на лет и устанавливают в нужной позиции, При недостаточной толщине льда намораживание может производиться с берега. Для этого устройство

подают задним ходом к водоему и останавливают у кромки льда. Затем с помощью гидроцилиндра 7 водозаборную трубу устанавливают в вертикальное положение. После этого включают привод 15 вала 10

ледобура и одновременно опускают рычаги 2, 3. При этом ледобуром 12 сверлится лунка во льду. Ледяная крошка, образующаяся при сверлении, шнековыми лопастями 26 выбрасывается из лунки снаружи от водозаборной трубы 8, не попадая внутрь нее и, следовательно, в дождевальную установку,

В процессе опускания рычагов 2, 3 шарниры 31 описывают дугу окружности АВ (фиг. 3). Поскольку как водозаборная труба зафиксирована на кронштейне в вертикальном положении, то концы ножей ледобура описывают точно такие же дуги А1В1 и А В2.

Благодаря выполнению условия, что максимальный диаметр ножей ледобура 12 превышает наружный диаметр водозаборной трубы 8 на величину а, определяемую из выражения

а 2 I - V|2(H2 -Hi)2

при Hz 2Hi

или

a -Hi 2 при Н2 2Hi,

водозаборная труба 8 при работе не соприкасается со стенками лунки по всей криволинейной траектории лунки.

А выполнение условия, что касательная к наружным кромкам шнековых лопастей 26 наклонена к вертикальной оси водозаборной трубы 8 под углом а , определяемым из выражения

a arcsln H2 . Н- приН2 2Ж

или

11.

a arcsln -г- при Н2 2Hi,

исключает возможность задевания кромками шнековых лопастей 26 за стенки лунки при любом положении водозаборной трубы 8

После сверления лунки и опускания водозаборной трубы вода заполняет нижнюю часть водозаборной трубы, рабочее колесо 11 осевого насоса нагнетает воду в центробежный насос 19, Затем включается привод центробежного насоса 19, вода под давлением подается в дождевальный ствол 21 и орошает поверхность льда вокруг устройства. При этом за счет охлаждения капель воды в морозном воздухе происходит интенсивное наращивание толщины ледяного покрова. Частицы льда или мусора, задержавшиеся на защитной решетке 9, при работе агрегата счищаются щитками 30 и отбрасываются от водозаборной трубы 8 шнековыми лопастями 26 ледобура 12.

При установке рабочего колеса 11 осево- 5 го насоса с противоположным по отношению к ледобуру наклоном ножей 25 ледобура после сверления лунки и заполнения водой осевого насоса рабочее колесо 11 насоса выталкивает воду из водозаборной трубы 8 0 обратно через защитную решетку 9 (фиг. 7). При этом за счет обратного потока воды происходит дополнительная очистка решетки. Затем направление вращения вала 10 реверсируется и осевой насос работает в 5 нормальном режиме заполнения центробежного насоса 19 (фиг. 8).

После окончания работы на одной позиции рычаги 2, 3 поднимают. При этом водозаборная труба 8 выходит из лунки, а пласти- 0 ны 28 или конусная обечайка 29 предохраняют шнековые лопасти 26 ледобура 12 от задевания за края у нижней кромки льда При подъеме водозаборной трубы 8 гидроцилиндр 7 может быть установлен в 5 плавающее положение. После подъема ле- добура 12 над поверхностью льда водозаборная труба устанавливается гидроцилиндром 7 в наклонное транспортное положение. При этом обеспечивается достаточ- 0 ный для хорошей проходимости дорожный просвет.

Использование устройства обеспечивает повышение производительности и надежности при работе. 5

Формула изобретения

1 Устройство для намораживания льда, содержащее транспортное средство и соеди0 ненную с ним двумя парами параллельных рычагов и кронштейнов бурильно-насос- ную установку, включающую водозаборную трубу с защитной решеткой на свободном конце, установленный в нем приводной вал

5 с рабочим колесом осевого насоса, укрепленный на конце приводного вала под трубой ледобур с радиальными ножами, укрепленными на ступице, отличающееся тем, что с целью повышения производитетьности

0 устройства и надежности в работе устройство снабжено сообщенными с водозаборной трубой центробежным насосом и поворотной дождевальной установкой, бурильно-на- сосная установка укреплена в кронштейне

5 с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, а максимальный диаметр ножей ледобура превышает наружный диаметр водозаборной трубы на величину а, определяемую из выражения

a -У|2(Н2-НГГ при Н2 2Hi

или

ТЛ

а ; 2 I - V - Hi i при Н2 iЈ 2Hi,

где I - длина рычагов, м;

Hi - высота расположения оси крепления нижнего рычага над уровнем льда, м;

Н2 - длина водозаборной трубы с ледо- буром, м,

причем ледобур имеет прикрепленные к его ножам шнековые лопасти, выполненные так, что касательная к наружным кромкам лопастей наклонена, к вертикальной оси под углом а , определяемым из выражения

а arcsln H2 7Hl при Н2 2Hi

или

Hi

а arcsln - при На 2Hi.

2. Устройство по п. 1. отличающее- с я тем, что содержит кольцо, установленное G возможностью поворота на нижней части водозаборной трубы, при этом верхние концы шнековых лопастей закреплены на кольце, а вдоль наружных кромок шнеков установлены пластины, к которым прикреплены концы ножей, кромки шнековых лопастей и кольцо.

3. Устройство поп, 1, отличающее- с я тем, что ледобур содержит коническую обечайку, установленную соосно с трубой, при этом наружные кромки шнековых лопастей и концы ножей прикреплены к внутренней поверхности обечайки. 4, Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что содержит очистные щитки, выполненные в виде сегментов усеченного конуса, прикрепленные к задним кромкам ножей с образованием зазора между их вер- хней кромкой и решеткой водозаборной трубы и установленные вогнутой поверхностью в направлении вращения ледобура.

5. Устройство по пп. 1-3, отличаю- щ е е с я тем, что лопасти рабочего колеса осевого насоса выполнены наклонными в сторону, противоположную наклону ножей ледобура, при этом привод вала ледобура и осевого насоса выполнен реверсивным,

Изобретение относится к намораживанию льда на плотбищах, при строительстве переправ и других ледяных сооружений и может быть использовано в лесной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение производительности и надежности в работе. Устройство транспортным средством 1 выводят на лед. С помощью Т V гидроцилиндра 7 водозаборную трубу 8 устанавливают в вертикальное положение. Посредством ледобура 12, установленного на приводном валу, проходящем через водозаборную трубу 8, сверлят лунку во льду. Креплением бурильно-насосной установки 5 на кронштейне 4 с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси шарниров 6 обеспечивают заглубление ледобура 12 и трубы 8 при совершении рычагами 2,3 движения по дуге окружности и получение лунки соответствующей траектории. Выполнение максимального диаметра ножей ледобура с превышением диаметра водозаборной трубы на величину а и наклон шнековых лопастей ледобура 12 к вертикальной оси под углом а определяемым из установленных зависимостей, исключают соприкосновение трубы 8 и кромок лопастей со стенками лунки. Ледяная крошка, образующаяся при сверлении, шнековыми лопастями ледобура выбрасывается на лед снаружи от водозаборной трубы, не попадая внутрь ее, а следовательно, и в дождевальную установку, что обеспечивает распыление воды мелкими каплями. 4 з. п. ф-лы, 8 ил. Ы Ј О Ьь ел VI ю

15

16

Фиг.2

т-Р-& iJ

н с

г- - -

А IV1

N N

Ч Ч N

VutJ

6

13

30

Фиг. ЦФиг. 6

Фиг.5 При бурении льда

ФигЛ

При nodave воды

PuiB