Ледяная переправа
Владельцы патента RU 2260648:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") (RU)
Изобретение относится к области строительства временных дорог через озера и различные водные преграды. Ледяная переправа включает холодильную установку, связанные с ней трубопроводы, при этом трубопроводы подвешены на глубине при помощи стальных канатов. Новым является то, что в холодильную установку входят редукторы для понижения давления, баллоны с газообразным азотом под давлением 10 мПа и баллоны с жидким азотом для заполнения трубопроводов смесью жидкого и газообразного азота, которые выполнены в виде змеевиков отдельными секциями или прямолинейными ребристыми, расположены горизонтально или вертикально в несколько рядов и подвешены при помощи стальных канатов на глубину 0,1 - 5,0 метров к плавающим у поверхности воды баллонам или к забитым в грунт дна реки ребристым трубам, обвязанным соломой или сеном, или к трубам, соединенным между собой мембранами. Технический результат изобретения состоит в возможности быстрого замораживания воды на расстояние 3-5 км и более толщиной льда до 3 метров и более. 5 ил.
Ледяная переправа относится к строительству временных дорог через озера и различные водные преграды.
Известная ледяная переправа, включающая холодильную установку, связанные с ней посредством разъемных соединений гладкие трубопроводы, выполненные в виде змеевиков отдельными секциями и расположенные горизонтально в несколько рядов и заполненные газом, при этом трубопроводы подвешены на глубине за счет стальных канатов, забиваемых в дно реки (см. патент RU 2125136 С1, 20.01.1999, Е 01 Н 4/00 - наиболее близкий по своей сущности и достигаемому техническому результату и патенты: RU 2039283 С1, 09.07.1995, Е 21 D 9/00 - замораживание водной среды и грунтов за счет подачи по трубам под давлением смеси газообразного и жидкого азота; SU 916644 А, Е 01 D 15/14, 30.03.1982 - образование ледяной переправы за счет намораживания льда на поверхностях металлических, установленных в дно реки).
Недостатками известной ледяной переправы являются:
- невозможность изменения высоты установки труб на различную глубину с таким расчетом, чтобы под слоем льда оставалось пространство для миграции рыб и других моллюсков;
- малая площадь замораживаемого пространства.
Сущность изобретения состоит в том, что гладкие трубопроводы, выполненные в виде змеевиков отдельными секциями или прямолинейными ребристыми, расположенными горизонтально или вертикально в несколько рядов, подвешиваются на глубину 0,1-5,0 метров стальными канатами к баллонам, плавающим близко к поверхности воды или к трубам с ребрами, обмотанными сеном или соломой, забитыми в грунт дна реки или к трубам с мембранами, расположенными вдоль реки.
На чертежах (фиг.1, 2, 3, 4, 5) изображена конструкция ледяной переправы. На фиг.1 показана конструкция ледяной переправы с горизонтальным расположением трубопроводов относительно поверхности воды. На фиг.2 изображены несколько рядов трубопроводов с горизонтальным положением. На фиг.3 показана ледяная переправа с вертикальным расположением трубопроводов (относительно поперечного слоя воды) в несколько рядов. На фиг.4 изображены трубы с ребрами, забитые в дно реки, а на фиг.5 показаны трубы, забитые в дно реки, которые соединены между собой мембранами.
Ледяная переправа содержит холодильную установку, которая снабжена баллонами 1 с газообразным азотом под давлением 10 МПа, редукторами 2 для понижения давления до (0,5-10) МПа и баллонами 3 с жидким азотом, соединенную муфтами с трубопроводами 4 гладкими, выполненными в виде змеевиков отдельными секциями или прямолинейными ребристыми, расположенными горизонтально в несколько рядов, трубопроводы 4 подвешиваются на глубину 0,1-5 метров стальными канатами 5 к баллонам 6, плавающим близко к поверхности воды, или к трубам с ребрами 7, обмотанным сеном или соломой, забитым в грунт дна, или к трубам, соединенным между собой мембранами 8 и расположенным вдоль реки. В конце трубы установлены вентили 9.
Замораживание ледяной переправы осуществляется следующим образом.
Открываются вентили баллонов 3, 1 (вентили баллонов на фиг.1 не показаны) и вентили 10, которые расположены на левом берегу озера при замкнутой системе трубопроводов (фиг.1) и вентиль 9 может быть расположен на правом берегу озера при разомкнутой системе трубопроводов (на фиг.1 разомкнутая система трубопроводов не показана). Газообразный азот из баллона 1, в редукторе 2 давление газа понижается до 0,5-1,0 МПа, поступает в баллон 3 с жидким азотом, и под давлением жидкий азот с газообразным азотом заполняют трубопроводы. Хладоагент с температурой 50°С быстро охлаждает трубопроводы и воду до замораживания на расстояние 3-5 км. После заполнения трубопроводов хладоагентом вентили закрываются. Через определенный промежуток времени вентили баллонов 3, 1 и вентили 10 открываются и подается новая порция хладоагента. Подача хладоагента продолжается до тех пор, пока не образуется необходимая толщина льда ледяной переправы. Поскольку конструкция трубопроводов разборная, то ее можно использовать многократно. На малых по ширине реках Сибири и Дальнего Востока с быстрым течением воды выбирается место ледяной переправы с медленным течением воды. Забиваются трубы с ребрами 6, обмотанные сеном или соломой 7, или трубы с мембранами 8 и к ним прикрепляется трубопровод с замкнутой системой охлаждения (см. фиг.1). По трубам подается хладоагент, который быстро замораживает воду. Закристаллизовавшиеся льдинки удерживаются на поверхности ребер труб, соломе (сене) или мембране, ускоряя при этом процесс образования ледяной переправы. Для увеличения диаметра труб, а также площади соприкосновения с водой лучше их обвязывать соломой или сеном.
На Дальнем Востоке перепад температур ночных и дневных резко меняется, поэтому нарастание льда на ребрах труб и соломе (сене), а также мембране может быстро происходить и без применения системы охлаждения.
Ледяная переправа, включающая холодильную установку, связаные с ней трубопроводы, при этом трубопроводы подвешены на глубине при помощи стальных канатов, отличающаяся тем, что в холодильную установку входят редукторы для понижения давления, баллоны с газообразным азотом под давлением 10 мПа и баллоны с жидким азотом для заполнения трубопроводов смесью жидкого и газообразного азота, которые выполнены в виде змеевиков отдельными секциями или прямолинейными ребристыми, расположены горизонтально или вертикально в несколько рядов и подвешены при помощи стальных канатов на глубину 0,1 - 5,0 м к плавающим у поверхности воды баллонам или к забитым в грунт дна реки ребристым трубам, обвязанным соломой или сеном, или к трубам, соединенным между собой мембранами.
