Способ создания канала в ледяном покрове водоема и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК E02B15/02 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для обеспечения транспортных связей в зимнее время.

Цель изобретения - повышение эффективности создания канала за счет снижения расхода энергии на образование льдин, их затопление и удаление с трассы канала,

На фиг. 1 изображен участок канала в естественном ледяном покрове водоема, вид в плане; на фиг. 2 - канал с плавучей машиной в момент затопления льдин, вид сзади судна, разрез; на фиг. 3 - то же, в момент соскальзывания затопленных льдин с панелей фальш-дна; на фиг. 4 - то же, с освобожденными от льдин панелями.

Устройство состоит из самоходной плавучей машины 1 ледокольного типа с рабочим органом в виде сетчатого ковша 2 на стреле 3, размещенной в кормовой части корпуса машины 1. Носовая часть корпуса плавучей машины 1 снабжена осевой 4 и бортовыми 5,6 стрелами с рабочими органами на них для выполнения в ледяном покрове водоема прорезей-канавок. Рабочие органы на стрелах 4-6 могут быть установлены любой конструкции: в виде цепных пил, дисковых пил, плазменных резаков и др. конструкций и принципов работы. Дно корпуса плавучей машины 1 снабжено фальш- дном V-образного сечения в виде двух состыкованных под углом панелей 7,8 с отбойным ребром 9 в месте стыкования панелей. Ребро 9 размещено на продольной оси корпуса 1 рабочей машины,

Позициями обозначены также: 10 - акватория водоема; 11 - естественный ледяной покров в акватории; 12, 13 - границы канала; 14 - продольная осевая прорезь- канавка; 15,16 - продольные бортовые прорези-канавки; 17 - поперечные прорези-канавки в ледяном покрове; 18,19-отделенные от ледяного покрова льдины; 20 - опоры фальш-дна на дно корпуса плавучей машины 1; 21 - канал в ледяном покрове водоема.

Способ реализуется следующим образом.

После образования в акватории 10 водоема естественного ледяного покрова 11 размечают и закрепляют, например вехами, границы 12, 13 канала. Вводят в водоем самоходную плавучую машину 1 с рабочими органами 2-6, Включают в работу рабочие органы 4-6. Машину 1 перемещают (фиг. 1) вдоль оси канала, в пределах границ 12,13. Рабочими органами бортовыми на стрелах 5,6 прорезают прорези-канавки малой ширины. Рабочим органом на стреле 4 прорезают в ледяном покрове 11 осевую прорезь-канавку

14 большей ширины. Продвигают машину 1 вдоль оси канала. Корпус машины 1 надвигается (наползает) на лед в пределах границ. Поперечной прорезью-канавкой, образуемой рабочим органом на стреле 4, отделяют часть льда. Льдины 18,19 образуются вследствие отделения продольными 15,16 и поперечными 17 прорезями под действием веса судна. Они отламываются от ледяного покрова 11. Поскольку корпус машины 1 наползает на эти льдины, они оказываются под фальш-дном судна (фиг. 2): льдина 18 - на панели 7, льдина 19 - на панели 8.

Поскольку плотность льда меньше плот5 ности воды, льдины 18, 19 выталкиваются Архимедовой силой из воды. Эта сила прижимает льдины 18,19 к панелям 7,8. Их отделяет друг от друга отбойное ребро 9. Панели 7,8 установлены V-образно относи0 тельно горизонтальной поверхности, т.е. каждая панель установлена под углом к горизонтали так, что края панели 18,19, прилегающие к ребру 9, оказываются ниже, чем противоположные края. Архимедова сила,

5 направленная вверх, разлагается на две составляющие: одной льдина 18 прижимается к панели 7, другой льдина 18 стаскивается с панели 7 влево. Льдина 18 скользит по мокрой панели 7 (фиг.З) до тех пор, пока не

0 соскользнет с нее (фиг. 4). При этом льдина 18 оказывается под ледяным покровом 11 слева от границы 12 канала. Подобным образом льдина 19 соскальзывает с панели 8 и оказывается под ледяным покровом 11

5 справа от границы 13 канала. При продвижении плавучей машины 1 вперед все новые льдины отъединяются от ледяного покрова, затопляются и сталкиваются вправо и влево от границ канала под ледяной покров. Позади

0 рабочей машины Т образуется канал 21 в ледяном покрове 11 (фиг. 1).

При надвижке корпуса машины 1 на ледяной покров возможны случаи, когда обломятся не льдины 18,19 одинакового

5 размера, поскольку их очертания образованы прорезями-канавками, а отдельные их части, Это может произойти, например, из- за дробления льда морозными трещинами. В таком случае обломки льдин, отдельные

0 ледяные комья будут всплывать позади корпуса машины 1, Их вылавливают сетчатым ковшом 2 и заталкивают под ледяной покров 11 справа или слева от канала. Если возникает необходимость образования ка5 нала шириной, превосходящей ширину плавучей машины 1, то делают несколько проходок машины по трассе канала, освобождая ото льда акваторию канала. При этом работают обоими бортовыми стрелами 5,6, если затопленные льдины отодвигаются

под естественный ледяной покров 11 в водоеме. Если из-под панели, граничащей с освобожденной частью канала ото льда, льдины могут всплыть в пределы освобожденной части, тогда работают только одной бортовой стрелой и одной панелью, например 5 и 7, обращенной к краю льда в освобожденной части канала.

За счет энергии движения рабочей машины не только достигается дробление ледяного поля на отдельные льдины, но и их удаление с трассы канала, подача под ледяной покров водоема и закрепление там, поскольку Архимедовой силой льдины 18 и 19 плотно прижимаются к нижней, шероховатой поверхности ледяного покрова 11 (фиг. 4).

Формула изобретения 1. Способ создания канала в ледяном покрове водоема, включающий разбивку границ канала на естественном ледяном покрове водоема, ввод в водоем плавучей машины с рабочими органами, разделение плавучей машиной естественного ледяного покрова в пределах границ канала на отдельные льдины, затопление отдельных льдин под воду, удаление льдин за пределы границ канала под ледяной покров водоема, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности создания канала за счет снижения расхода энергии на образование льдин, их затопление и удаление с трассы канала, разделение естественного ледяного покрова на трассе канала производят на льдины одинаковых размеров и очертаний, для чего рабочими органами плавучей машины выполняют в ледяном

покрове продольные прорези-канавки малой ширины по бортам машины и большей ширины по оси машины, а также поперечные прорези-канавки, плавучую машину надвигают на размеченную продольными и

поперечными прорезями-канавками льдину, отламывают льдину по ограничивающим прорезям-канавкам весом плавучей машины и весом же машины затопляют льдину поперек оси плавучей машины под естественный ледяной покров водоема.

2. Устройство для создания канала в ледяном покрове водоема, включающее самоходную плавучую машину с корпусом и рабочим органом в виде стрелы с сетчатым

ковшом, отл и ч а ю щеесятем, что носовая часть корпуса плавучей машины снабжена осевой и бортовыми стрелами с установленными на них рабочими органами для выполнения в ледяном покрове прррезейканавок, стрела с сетчатым ковшом размещена в кормовой части, а дно корпуса плавучей машины снабжено фальш-дном У/образного сечения в виде двух состыкованных нижними частями под углом панелей с

отбойным ребром в месте стыковки панелей, причем фальш-дно установлено с размещением отбойного ребра по продольной оси корпуса плавучей машины.

Использование: для обеспечения транспортных связей в канале в зимнее время. Сущность изобретения: устройство включает самоходную плавучую машину 1 с фалыи- дном, выполненным в виде панелей 7,8 с отбойным ребром 9, установленных V-об- разно. Машина 1 движется в акватории 10 водоема, подминает под себя естественный ледяной покров 11, дробит его на льдины 18 и 19, которые оказываются на панелях 7, 9. Льдины 18, 19 от составляющей Архимедовой силы соскальзывают с панелей 7, 9 под ледяной покров 11, где и остаются. После прохода машины 1 за ней образуется канал. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.