Способ разупрочнения ледяного покрова


 


Владельцы патента RU 2533025:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к проведению предупредительных работ для предотвращения заторообразования на участке реки и может быть использовано для разупрочнения ледяного покрова в местах подводных коммуникаций. Очищенный от снега ледяной покров зачерняют и на его поверхности размещают ледяные объемные линзы. Ледяные линзы фокусируют солнечные лучи на зачерненной поверхности и внутри ледяного покрова. Обеспечивается ускорение разупрочнения ледяного покрова. 1 з.п. ф-лы.

 

Область, к которой относится изобретение

Изобретение относится к проведению предупредительных работ для предотвращения заторообразования на участке реки и может быть использовано для разупрочнения ледяного покрова в местах подводных коммуникаций, в частности над подводными переходами магистральных газопроводов и нефтепроводов.

Уровень техники

Известен способ разупрочнения льда (1. http://www.ysia.ru/print/53924), в котором с целью быстрого разрушения ледяного покрова с наступлением теплых дней пропиливают 2/3 толщины льда. Недостатком данного технического решения является большая трудоемкость проводимых работ, а в случае заливания водой пропиленных участков ледяной покров при низких температурах вновь превращается в монолитное ледяное поле.

Наиболее близким техническим решением является радиационный метод, основанный на усилении поглощающей способности льда солнечной энергии при нанесении на поверхности ледяного покрова зачерняющих материалов (2. Организация работ по безопасному пропуску весеннего половодья. - Челябинск, 2013. 50 с.). Недостатком указанного метода является низкая скорость проникновения в лед зачерняющих частиц.

Известно, что солнечная энергия, проникая внутрь льда, разрушает его, растапливая лед в межкристаллических прослойках. Под действием солнечной радиации таяние зачерненного льда может происходить при отрицательных температурах воздуха в дневное время суток (2).

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является эффективное использование солнечной энергии для разупрочнения льда с помощью объемных ледяных линз различной конфигурации.

Преимуществом способа является использование бесплатной солнечной энергии и усиление ее без использования искусственных источников энергии. Способ особенно будет эффективным в условиях большой продолжительности времени солнцестояния в течении суток, например в Арктике и на Крайнем Севере, где весной температура наружного воздуха долго держится отрицательной, из-за чего на реках, текущих с юга на север, наблюдаются разрушительные затопления населенных пунктов и объектов экономики.

Техническим результатом является ускорение разупрочнения льда за счет усиления солнечной радиации.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: зачернение поверхности ледяного покрова, расчищенного от снега.

Отличительные: размещение на зачерненной поверхности льда ледяных объемных линз, собирающих солнечные лучи.

Осуществление изобретения

На поверхности очищенного от снега и зачерненного ледяного покрова размещаются ледяные объемные линзы (далее линзы). Солнечные лучи, проходя через линзы, фокусируются и передают концентрированную солнечную энергию на зачерняющие вещества, из-за чего последние более быстро внедряются внутрь льда, растапливая лед в межкристаллических прослойках. При подъеме солнца над горизонтом и его перемещении также будет перемещаться собранный линзой луч, растапливая новые участки по поверхности льда. Линзы изготавливаются замораживанием воды в специальных формах в виде линз, усеченных конусов, цилиндров или полуцилиндров и т.д., фокусирующих солнечные лучи. С наступлением теплого времени года разупрочненный таким способом лед быстрее распадется и растает или при подходе паводковой воды разрушится. Для увеличения воздушной прослойки между линзой и льдом в последнем делают цилиндрическое углубление, например лунку рыбацким буром диаметром меньшим, чем диаметр линзы, а лунку накрывают линзой. Такой способ в случае занесения снегом поверхности льда предохранит лунку от попадания снега и обеспечит эффективное разрушение льда. Для упрощения работы на поверхности льда можно сделать канавы, ширина которых меньше, чем основание линз, которыми накрывают эти канавы.

Таким образом, за счет усиления солнечной радиации путем фокусирования солнечных лучей с помощью ледяных объемных линз можно ускорить разупрочнение льда без распиловки и использования искусственных источников энергии.

1. Способ разупрочнения ледяного покрова, заключающийся в зачернении зачищенного от снега поверхности льда, отличающийся тем, что на поверхности зачерненного льда размещаются ледяные объемные линзы, фокусирующие солнечные лучи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ледяные объемные линзы, фокусирующие солнечные лучи, располагаются над углублениями во льду, имеющими меньший размер, чем основание ледяной объемной линзы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ледотехнике, в частности, к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Во время морского отлива судно на воздушной подушке движется с резонансной скоростью вдоль береговой линии на расстоянии от кромки примерзшего к берегу льда и возбуждает во льду резонансные изгибно-гравитационные волны, при этом судну сообщают поперечные периодические перемещения с амплитудой, не превышающей половину длины волны статического прогиба льда, и частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн.

Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе, включает защитные элементы 2 и закрепляющие элементы, соединяющие защитные элементы с дном акватории.

Изобретение относится к области эксплуатации гидротехнических сооружений, работающих в ледовых условиях, и предназначено для предотвращения обледенения подводной части сооружений в водоемах.

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к разрушению ледяного покрова на реках. Способ разрушения речного ледяного покрова включает подачу под ледяной покров взрывчатой газовой смеси в эластичной газонепроницаемой оболочке с последующим инициированием взрыва в ней.
Изобретение относится к способам аэрации водоемов в условиях длительного морозного периода. Способ аэрации водоемов включает устройство лунок для поступления к поверхности воды атмосферного воздуха.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам на воздушной подушке, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Судно на воздушной подушке одновременно с поступательной скоростью в выбранном направлении, равной резонансной, перемещают по синусоидальной траектории.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Способ разрушения ледяного покрова осуществляют путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при движении подводного судна, при этом под ледяным покровом дополнительно создают гидравлический удар посредством резкого торможения подводного судна и образования в кормовой оконечности в момент торможения судна местного гидравлического сопротивления.

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: судно на воздушной подушке движется по ледяному покрову и возбуждает во льду резонансные изгибно-гравитационные волны (ИГВ), при этом на лед создаются дополнительные нагрузки с помощью гидропушки, предварительно установленной на судне, выстреливающей порции воды с частотой, равной частоте резонансных ИГВ, в направлении движения судна на расстояние, равное ¾ длины резонансных ИГВ от места нахождения судна, вызывая у судна знакопеременный дифферент.
Изобретение может быть использовано при разрушении льда с использованием судов, в частности ледоколов. Способ разрушения льда заключается в том, что непосредственно перед раскалыванием льда в результате механического воздействия на лед судна, как минимум, одну выбранную область поверхности льда, а также незначительную часть его толщи вблизи упомянутой области облучают под заданным углом мощным сфокусированным инфракрасным излучением, энергия которого достаточна, по крайней мере, для расплавления поверхности льда с образованием проталины.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке обводненных месторождений полезных ископаемых. Способ включает укладку на поверхность воды теплоизолирующего материала.

Изобретение относится к области судостроения и касается эксплуатации судов в ледовых условиях. При ледовом плавании судов ледового и неледового класса предварительно суда неледового класса размещают в суда-доки ледового класса, после чего все суда ледового класса вместе с ледоколом соединяют в кильватерную колонну «в упор» введением носовой части судна в кормовую выемку впереди идущего судна и стыковки с помощью унифицированного стыковочного узла.

Изобретение относится к ледотехнике, в частности, к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Во время морского отлива судно на воздушной подушке движется с резонансной скоростью вдоль береговой линии на расстоянии от кромки примерзшего к берегу льда и возбуждает во льду резонансные изгибно-гравитационные волны, при этом судну сообщают поперечные периодические перемещения с амплитудой, не превышающей половину длины волны статического прогиба льда, и частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн.

Изобретение относится к области судостроения и касается судна или плавучей конструкции, работающей в покрытых льдом водах. Судно содержит корпус или ему подобную конструкцию (1, 1'), включающий по меньшей мере один дугообразный конец или подобный участок (2, 2') корпуса, который подвержен нагружающему воздействию льда при перемещении льда или судна.

Изобретение относится к области судостроения и касается защиты корпуса морских ледостойких платформ от внешнего ледового воздействия. Корпус морской ледостойкой платформы имеет усиленную, преимущественно вертикальную ледовую обшивку с подкрепляющим набором, снабжен жесткими элементами, имеющими в поперечном сечении треугольную форму, установленными на поверхности обшивки и размещенными по ее поверхности с образованием многозаходной спирали, которая имеет угол наклона образующей к горизонту 10÷70 градусов, и с шагом спирали - не более 1/3 максимальной толщины льда в районе эксплуатации платформы.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к морским технологическим ледостойким платформам для эксплуатации в арктических условиях. Морская технологическая ледостойкая платформа содержит надводную часть с горизонтальными площадками и установленным на них технологическим оборудованием, подводную часть, выполненную в виде водоизмещающего корпуса, якорную систему удержания, обеспечивающую возможность платформе разворачиваться относительно вертикальной оси, балластные цистерны, расположенные в водоизмещающем корпусе.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к морским судам, предназначенным для транспортировки и хранения сжиженного природного газа (СПГ) при низких температурах, и решает задачу по повышению технико-экономической эффективности судна-газовоза для перевозки СПГ.

Изобретение относится к области судостроения и касается создания ледостойких платформ для освоения месторождений нефти и газа на шельфе замерзающих морей. Морская технологическая ледостойкая плавучая платформа оборудована выносным турельным устройством, состоящим из блока и размещенной в нем турели, расположенным вне корпуса платформы и обеспечивающим ей возможность самопроизвольного разворота в направлении действия главного вектора внешних сил, и удерживается на месте с помощью якорной системы удержания, соединенной с турелью.

Изобретение относится к области судостроения. Буксируемое устройство имеет корпус, который состоит из симметрично расположенных относительно диаметральной плоскости устройства двух боковых ледокольных корпусов и центрального вспомогательного ледокольного корпуса, который расположен в диаметральной плоскости устройства впереди боковых ледокольных корпусов так, что плоскость его мидель-шпангоута находится вблизи линии, проходящей через форштевни двух боковых ледокольных корпусов, а его ширина по миделю равна не менее 0,2 аналогичной ширины боковых ледокольных корпусов.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Способ разрушения ледяного покрова осуществляют путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при движении подводного судна, при этом под ледяным покровом дополнительно создают гидравлический удар посредством резкого торможения подводного судна и образования в кормовой оконечности в момент торможения судна местного гидравлического сопротивления.

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: судно на воздушной подушке движется по ледяному покрову и возбуждает во льду резонансные изгибно-гравитационные волны (ИГВ), при этом на лед создаются дополнительные нагрузки с помощью гидропушки, предварительно установленной на судне, выстреливающей порции воды с частотой, равной частоте резонансных ИГВ, в направлении движения судна на расстояние, равное ¾ длины резонансных ИГВ от места нахождения судна, вызывая у судна знакопеременный дифферент.

Изобретение относится к области судостроения и касается разрушения ледяного покрова морскими ледокольными судами для перевозки грузов. Предложен способ разрушения ледяного покрова, при котором при движении полупогружного судна создают выталкивающую архимедову силу, давящую на нижнюю поверхность льда в вертикальном направлении, и разрушают лед заведенным под него тараном с ледоразрушающим ребром, связанным с корпусом судна. Вертикальную выталкивающую силу создают всей положительной плавучестью полупогружного судна и подъемной силой его горизонтальных гидродинамических рулей, при этом таран воздействует на лед в горизонтальном направлении как своим наклонным разрушающим ребром, так и всей своей поверхностью. Предложено также полупогружное ледокольное судно. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова и ледопроходимости судна для перевозки грузов. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх