Способ образования и поддержания незамерзающей акватории и пневмогидравлическая установка для образования и поддержания незамерзающей акватории

 

1. Способ образования и поддержания незамерзающей акватории, включающий формирование под водой водовоздушных струй, подаваемых по водои воздухопроводам , отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса разрушения льда и увеличения размеров незамерзающей акватории , подачу воздуха в воздухопровод осуществляют импульсами периодом 5-10 с путем открытия и закрытия вентиля воздухопровода . 2. Пневмогидравлическая установка для образования и поддержания незамерзающей акватории, содержащая центробежный насос, водяной и воздушный трубопроводы, пневмогидравлические насадки, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса разрушения льда и увеличения i размеров незамерзающей акватории, воздушный трубопровод снабжен установлен (Л ным на его конце вентилем с электромагнитным приводом и блоком управления. со о Од о о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(51) Е 02 В 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3541919/29-15 (22) 13.01.83 (46) 23.12.84. Бюл. № 47 (72) Э. P. Гольдин, М. Е. Копайгородский, К. Б. Луковников и Ф. П. Челышев (71) Государственный институт проектирования на речном транспорте (53) 627.54(088.8) (56) 1. Патент США № 2417519, кл. 61 — 1, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3219161/29-15, кл. Е 02 В 15/02, 1980. (54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ НЕЗАМЕРЗАЮЩЕЙ АКВАТОРИИ И ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ

УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ И

ПОДДЕРЖАНИЯ НЕЗАМЕРЗАЮЩЕЙ

АКВАТОРИИ. (57) 1. Способ образования и поддержания незамерзающей акватории, включающий,.SU.„1130666 A формирование под водой водовоздушных струй, подаваемых по водо- и воздухопроводам, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса разрушения льда и увеличения размеров незамерзающей акватории, подачу воздуха в воздухопровод осуществляют импульсами периодом 5 — 10 с путем открытия и закрытия вентиля воздухопровода.

2. Пневмогидравлическая установка для образования и поддержания неза мерзающей акватории, содержащая центробежный насос, водяной и воздушный трубопроводы, пневмогидравлические насадки, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса разрушения льда и увеличения размеров незамерзающей акватории, воз- Ж душный трубопровод снабжен установлен- у ным на его конце вентилем с электромагнит- lgô ным приводом и блоком управления.

1130666

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для эксплуатации гидротехнических сооружений (шлюзов, причальных стенок портов, слипов судоремонтных заводов и др.) в условиях продленной навигации.

Известен способ образования и поддержания акватории в незамерзающем состоянии при помощи восходящих струй воздуха, осуществляющих перемешивание слоев воды по глубине.

Указанный способ осуществляется с помощью барботажного устройства, представляющего собой перфорированный трубопровод, проложенный на дне водоема, в который от компрессора подается сжатый воздух (1) .

Недостаток способа и устройства состоит в необходимости значительных капитальных вложений на строительство компрессорной станции.

Известен также способ образования и поддержания незамерзающей акватории, включающий формирование под водой водовоздушных струй, подаваемых по водо- и воздухоп ровода м.

Известна пневмогидравлическая установ- 25 ка для образования и поддержания незамерзающей акватории, содержащая центробежный насос, водяной и воздушный трубопроводы, пневмогидравлические насадки (2) .

Недостаток известного способа и установки состоит в низкой эффективности разрушения льда и относительно небольших размерах майны, образуемой и поддерживаемой с помощью пневмогидравлической установки.

Цель изобретения — интенсификация

35 процесса разрушения льда и увеличение размеров незамерзающей акватории.

Поставленная цель достигается тем, что подачу воздуха в воздухопровод осуществляют импульсами периодом 5 — 10 с путем открытия и закрытия вентиля воздухопро- 40 вода.

Причем воздушный трубопровод снабжен установленным на его конце вентилем с электромагнитным приводом и блоком управления. 45

На чертеже изображена пневмогидравлическая установка с импульсной подачей воздуха для образования и поддержания незамерзающей акватории.

Установка состоит из центробежного насоса 1, водяного трубопровода 2, соеди- 50 няемого с напорным патрубком насоса, воздушного трубопровода 3, пневмогидравлических насадков 4, корпус которых посредством ниппеля соединяется через воздухопровод с воздухом атмосферы, вентиля 5 с электромагнитным приводом и блока 6 управления вентилем.

Способ осуществляют следующим образом.

Трубопровод 2, оборудованный пневмогидравлическими насадками 4, и воздушный трубопровод 3, соединенный с корпусами насадков 4 посредством ниппелей и гибких шлангов, опускаются на некоторую глубину от поверхности водоема и закрепляются таким образом, чтобы оба трубопровода 2 и 3 занимали горизонтальное положение, а пневмогидравлические насадки 4 оказались ориентированными вертикально вверх.

Водяной трубопровод 2 соединяется с напорным патрубком насоса 1, а конец воздушного трубопровода 3, выступающий из воды, оборудуется вентилем 5 с электромагнитным приводом и блоком 6 управления вентилем, работающим в автоматическом режиме.

К пневмогидравлическим насадкам 4 по водяному трубопроводу 2 от насоса 1 под напором подается вода. Формирующиеся на срезе сопел пневмогидравлических насадков 4 двухфазные водовоздушные струи поднимаются на поверхность водоема, разрушая ледяной покров и поддерживая участок акватории в незамерзающем состоянии.

Блок 6 управления отрегулирован таким образом, что вентиль 5 с электромагнитным приводом открывает и закрывает воздухопровод с периодом 5 — 10 с.

Такой режим подачи воздуха порциями к пневмогидравлическим насадкам 4 обеспечивает формирование дискретных во времени двухфазных струйных потоков, обладающих высоким силовым импульсом и способствующих интенсивному разрушению льда.

Гидродинамическое воздействие таких струй на лед снизу и интенсивное перемешивание слоев воды по глубине приводит к разрушению ледяного покрова, образованию и поддержанию незамерзающей акватории. Наличие воздушного компонента в двухфазной струе усиливает гидродннамическое воздействие на лед, интенсифицирует процесс перемешивания и подъем глубинных, более теплых, слоев воды на поверхность, что приводит к более быстрому образованию майны и увеличению ее размеров. Воздух к пневмогидравлическим насадкам поступает самотеком из атмосферы благодаря большой инжектирующей способности водяных струй, создающих разрежение внутри кожухов пневмогидравлических насадков 4, соединенных воздухопроводом 3 с атмосферой.

Импульсная подача воздуха к пневмогидравлическим насадкам осуществляется путем периодического открытия и закрытия вентиля 5, расположенного на конце воздухопровода. После перекрытия воздухопрово.да 3 вода, истекающая из гидравлических внутренних насадков, откачивает воздух из кожухов пневмогидравлических насадков

4 и воздухопровода 3, где создается разре1130666

3 жение. Воздух перестает поступать к пневмогидравлическим насадкам 4, и они продолжают работать как обычные водяные сопла.

В момент открытия вентиля 5 благодаря установившемуся перепаду давления к пневмогидравлическим насадкам 4 начинает поступать воздушный поток, обладающий значительной кинетической энергией.

Затем вентиль 5 закрывается и весь цикл повторяется снова. 1О

Водовоздушные струи, формирующиеся при этом на срезе сопел пневмогидравлических насадков в отличие от обычных водовоздушных струй обладают высокой ударной (разрешающей) способностью. Использование такого рода импульсных водовоздушных струй позволяет ускорить процесс разрушения ледяного покрова. Это происходит за счет значительного локального повышения давления под нижней поверхностью льда, что приводит к выбиванию и отделе- 211 нию от основной массы льдин значительных размеров, вызывающих интенсивное взламывание и разрушение всего ледяного покро4 ва в зоне действия пневмогидравлических струй.

Благодаря большим скоростям поверхностного течения, образуемого установкой с импульсной подачей воздуха, и его сильной турбулизации размеры майны, поддерживаемой в свободном ото льда состоянии, оказываются в 1,5 — 1,7 раз больше, чем в случае использования аналогичной пневмогидравлической установки с непрерывной подачей воздуха. Это позволяет значительно снизить энергозатраты на образование и поддержание незамерзающей майны определенных размеров.

Использование изобретения дает возможность отказаться от строительства компрессорной станции, необходимой при эксплуатации барботажной установки. Кроме того, импульсная подача воздуха к пневмогидравлическим насадкам приводит к более быстрому (до 1,5 раз) разрушению ледяного покрова, чем при непрерывной подаче воздуха, имеющей место в обычной пневмогидравлической установке.

Сост а в ит ель М. Мор гу но ва

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 9116/25 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4