Способ разрушения льда

Авторы патента:

F42D3/00 - Взрывные работы специального назначения

Владельцы патента RU 2589232:

Чернявец Владимир Васильевич (RU)

Изобретение относится к средствам защиты гидротехнических сооружений от давления льда. Способ включает периодический выпуск смеси газов порциями в нижние слои воды акватории, а в качестве смеси газов используют углеводородные соединения с окислителем, например метан, пропан, ацетилен, мелкодиспергированные нефтепродукты, вместе с кислородом или газом его содержащим, например воздухом. Смесь газов в нижние слои воды акватории выпускают через эластичные оболочки, выполненные из полиэтилена высокого давления, которые выводятся в нижние слои воды акватории через специально проделанные лунки диаметром 0,5-1 м и размещаются в продольной и поперечной плоскостях в нижних слоях воды акватории посредством глайдера, управляемого по гидроакустическому каналу связи. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа разрушения льда.

Изобретение относится к средствам защиты гидротехнических сооружений от давления льда для поддержания майн, свободных ото льда, удаления ледяного покрова в акваториях у конструкций различных гидротехнических объектов: водопропускных ворот гидроузлов, плотин, дамб, платформ и сооружений, несущих оборудование для добычи углеводородов на шельфах, причалов и портов, и предназначено для борьбы с ледовыми заторами.

Известен способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в непрерывной подаче сжатого воздуха в нижние слои воды акваторий с помощью пневматической (барботажной) установки через перфорированные трубопроводы или отдельные сопла, образованные в воде при барботаже пузырьки воздуха, обладая подъемной силой, движутся к поверхности и увлекают за собой массы более теплой придонной воды, которая, отдавая свое тепло, препятствует ледообразованию или способствует растоплению льда (В.В. Богородский, В.П. Гаврило, О.А. Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат, 1983, с. 141-142 [1]).

К недостаткам этого способа относятся низкая производительность по подъему увлекаемой барботажем воды и неэффективность при малых запасах тепла в воде акватории.

Известен также способ импульсной подачи сжатого воздуха в воду для разрушения ледяного покрова, заключающийся в периодическом выпуске воздуха в нижние слои воды акватории порциями (В.В. Богородский, В.П. Гаврило, О.А. Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат, 1983, с. 145 [2]), в котором воздух подается и накапливается в накопителе, из которого по достижении некоторого объема периодически выпускается в нижние слои воды акваторий порциями, обеспечивая подачу воздуха в виде пузырей большего объема. С увеличением объема пузыря увеличивается скорость его подъема. Повышенная скорость подъема пузырей приводит к увеличению расхода воды, вовлекаемой барботажем, к ледяному покрову, что в свою очередь повышает производительность способа по сравнению со способом при непрерывной подаче сжатого воздуха.

Недостаток известного способа [2] заключается в неэффективности разрушения ледяного покрова при малых запасах тепла в воде акватории. Аналогичным недостатком обладают и известные технические решения, приведенные в описаниях к авторским свидетельствам и патентам: SU №1242582 A1, 07.07.1986 [3], SU №1086063 A1, 15.04.1984 [4], RU №2304757 C2, 20.08.2007 [5], RU №2210657 C2, 20.08.2003 [6], US №4279537 A, 21.07.1981 [7].

Техническим результатом, на достижение которого направлено также известное техническое решение (патент RU №2373331, 20.11.2009 [8]), является повышение эффективности разрушения льда.

Для достижения названного технического результата в известном способе [8], включающем периодический выпуск смеси газов порциями в нижние слои воды акватории, согласно изобретению выпуск смеси газов производят путем их подрыва, а в качестве смеси газов используют водород и кислород при следующем соотношении компонентов, мас. %: водород 6,0-95,0/кислород - остальное.

Кроме этого известное техническое решение [8] имеет факультативный признак, характеризующий его частный случай, а именно:

в качестве смеси газов используют углеводородные соединения с окислителем: метан, пропан, ацетилен, мелкодиспергированные нефтепродукты и др. вместе с кислородом или газом его содержащим - воздухом и др.

Отличительным признаком известного способа [8] является выпуск смеси газов в нижние слои воды акватории, путем ее подрыва с образованием множества быстродвижущихся пузырьков, которые имеют не только значительно больший суммарный объем, чем исходная смесь, но и высокие скорости движения в воде, что позволяет повысить эффективность разрушения льда по сравнению с аналогами [1-7].

Однако ввиду того, что нижняя часть ледового образования представляет собой множество килей, особенно в морских условиях, которые представляет собой неоднородную рельефную поверхность, то периодический выпуск смеси газов порциями в нижние слои воды акватории, путем их подрыва, может оказаться неэффективным и может привести к необходимости выполнения нескольких этапов выпуска смеси газов и, соответственно, их подрыва, что может существенно повысить трудоемкость процесса разрушения льда.

Выявленный недостаток известного технического решения [8] существенно сужает область его применения, т.е. его применение ограниченно локальными и небольшими по площади водоемами.

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей способа разрушения льда.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе разрушения льда, включающем периодический выпуск смеси газов порциями в нижние слои воды акватории, в качестве смеси газов используют углеводородные соединения с окислителем, например метан, пропан, ацетилен, мелкодиспергированные нефтепродукты, вместе с кислородом или газом его содержащим, например воздухом, в отличие от прототипа [8], смесь газов в нижние слои воды акватории выпускают через эластичные оболочки, выполненные из полиэтилена высокого давления, которые выводятся в нижние слои воды акватории через специально проделанные лунки диаметром 0,5-1 м и размещаются в продольной и поперечной плоскостях в нижних слоях воды акватории посредством глайдера, управляемого по гидроакустическому каналу связи.

Способ осуществляют следующим образом.

В установленную в нижнем слое воды акватории эластичную оболочку, выполненную из полиэтилена высокого давления и снабженную электрическим взрывателем, посредством глайдера, управляемого по гидроакустическому каналу связи, соответствующего объема подают порциями смесь газов, например гремучего газа или смеси водорода и кислорода (пропан, бутан, метан). В этом случае целесообразно получать гремучий газ непосредственно из воды путем электролиза. Вместо гремучего газа возможно использование смесей иных взрывчатых газов: углеводородных соединений с окислителем: метана, пропана, ацетилена, мелкодиспергированных нефтепродуктов и др. вместе с кислородом или газом его содержащим - воздухом и др.

После накопления смеси газов в эластичной оболочке производят ее выпуск в воду путем подрыва, осуществляемого посредством высоковольтной искры от электрического взрывателя или добавлением в смесь инициирующего взрыв вещества.

При установке нескольких оболочек в продольной и поперечной плоскостях в нижних слоях воды акватории выполняют синхронный подрыв, что существенно увеличивает площадь разрушения ледового образования.

Эластичные оболочки, выполненные из полиэтилена высокого давления выводятся в нижние слои воды акватории через специально проделанные лунки диаметром 0,5-1 м и размещаются в продольной и поперечной плоскостях в нижних слоях воды акватории посредством глайдера (ru.wiktionary.org/wiki/glider), управляемого по гидроакустическому каналу связи.

В случае использования смеси ацетилена и кислорода в качестве инициирующего вещества применяют окись фтора. Процессы накопления и выпуска газа путем подрыва повторяют с периодом от 1 с до 30 с. При периодическом подрыве смеси газа в нижнем слое воды акватории образуется множество стремящихся вверх барботирующих пузырьков, наполненных нагретым от взрыва газом. Таким образом, в акватории создаются циркуляционные течения. Вертикально восходящий аэрированный поток теплой воды на поверхности преобразуется в поверхностное течение, которое препятствует образованию ледяного покрова либо разрушает уже образованный. Для уменьшения давления льда накопитель располагают у защищаемого сооружения.

Увеличение суммарного (барботажного) объема и скорости движения пузырьков способствует большему расходу увлекаемой барботажем воды, т.е. приводит к увеличению циркуляционного течения от дна к поверхности акватории. Повышение расхода циркуляционного течения в акватории обуславливает более эффективное разрушение ледяного покрова. Образование в воде множества (с большой площадью поверхности теплопередачи) быстродвижущихся (с высокими коэффициентами теплопередачи) пузырьков способствует быстрому их охлаждению и передаче тепла газов пузырьков к окружающему их циркуляционному течению, что в свою очередь повышает эффективность разрушения ледяного покрова.

Безопасность предложенного способа обеспечивается использованием периодического выпуска смеси газов порциями в воду нижних слоев акватории путем периодического подрыва небольших количеств смеси взрывчатых веществ. По расчетам для формирования устойчивого восходящего течения в акватории достаточно выпуска в воду путем подрыва порций смеси газов, например гремучего (смеси водорода и кислорода) газа объемом 0,0005 куб. м с периодичностью 2-5 с, таким образом, мощность единичного взрыва составит менее 30 кДж, что соответствует избыточному давлению волны сжатия на расстоянии всего лишь 0,5 м от места взрыва менее 0,02 МПа. При этом избыточном давлении ударная волна неощутима и не представляет опасности для окружающей среды.

Использование предлагаемого способа позволит повысить эффективность разрушения льда при малых запасах тепла в воде акватории, путем размещения эластичных оболочек, выполненных из полиэтилена высокого давления и которые выводятся в нижние слои воды акватории через специально проделанные лунки диаметром 0,5-1 м, и размещаются в продольной и поперечной плоскостях в нижних слоях воды акватории посредством глайдера, управляемого по гидроакустическому каналу связи.

Источники информации

1. В.В. Богородский, В.П. Гаврило, О.А. Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат, 1983, С. 141-142.

2. В.В. Богородский, В.П. Гаврило, О.А. Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат, 1983, с. 145.

3. Авторское свидетельство SU №1242582 A1, 07.07.1986.

4. Авторское свидетельство SU №1086063 A1, 15.04.1984.

5. Патент RU №2304757 С2, 20.08.2007.

6. Патент RU №2210657 С2, 20.08.2003.

7. Патент US №4279537 А, 21.07.1981.

8. Патент RU №2373331, 20.11.2009.

Способ разрушения льда, включающий периодический выпуск смеси газов порциями в нижние слои воды акватории, а в качестве смеси газов используют углеводородные соединения с окислителем, например метан, пропан, ацетилен, мелкодиспергированные нефтепродукты, вместе с кислородом или газом его содержащим, например воздухом, отличающийся тем, что смесь газов в нижние слои воды акватории выпускают через эластичные оболочки, выполненные из полиэтилена высокого давления, которые выводятся в нижние слои воды акватории через специально проделанные лунки диаметром 0,5-1 м и размещаются в продольной и поперечной плоскостях, в нижних слоях воды акватории посредством глайдера, управляемого по гидроакустическому каналу связи.

Настоящее изобретение относится к устройству, инициирующему принудительный сход лавины. Данное устройство содержит опору (4), прикрепляемую на склоне (1) горы, например, на бетонном основании, и камеру (3), один из концов (19) которой открыт.

Переносной противолавинный комплекс // 2542676

Изобретение относится к гидрометеорологии, а именно к техническим средствам и методам воздействия на склоновые процессы с целью предупредительного спуска лавин путем обстрела снежных склонов из орудий и минометов.

Установка, инициирующая сход лавин // 2539051

Предложена установка, инициирующая сход лавин, содержащая трубу (1) с закрытым концом, установленным на основании (5), например, бетонном блоке (6), который закреплен на горном склоне (7).

Изделие для взрывных работ с поверхности // 2532821

Изобретение относится к изделиям для взрывных работ с поверхности. Изделие включает контейнер, взрывчатое вещество внутри контейнера, механизм инициирования взрывчатого вещества, приемное гнездо, которое содержит адгезив, и устройство исполнительного механизма для вытеснения адгезива для его перемещения из приемного гнезда на наружную поверхность контейнера.

Заряд // 2524829

Изобретение относится к подрывным зарядам высокой мощности и предназначено для проведения взрывных работ при разрушении крепких пород шпуровыми и скважинными зарядами, а также для повышения эффективности осколочно-фугасного действия боеприпасов.

Способ разрушения речного ледяного покрова и устройство для его реализации // 2519072

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.

Устройство, инициирующее сход лавин // 2486462

Изобретение относится к устройствам, инициирующим принудительный сход лавин. .

Способ удаления соединительных элементов корпусных узлов выемочных комбайнов // 2471985

Изобретение относится к области разработки угольных месторождений, а именно к выемке угольных пластов с помощью выемочных комбайнов с последующим демонтажем корпусных узлов комбайна, соединенных штифтами, осями, валиками и т.п.

Авиационный противолавинный комплекс // 2471141

Изобретение относится к области технических средств обеспечения преждевременного спуска лавин, в частности к авиационным противолавинным комплексам. .

Способ осушения породоугольного массива // 2454541

Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при открытой разработке полезных ископаемых.

Способ разрушения ледяного покрова // 2589190

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к средствам разрушения ледяного покрова. Способ разрушения ледяного покрова осуществляется судном на воздушной подушке при его движении по льду с резонансной скоростью.

Ледокольно-ледоочистное судно // 2581974

Изобретение относится к области судостроения, в частности к ледокольным и ледоочистным судам. Ледокольно-ледоочистное судно 1 содержит ледоразводящий клин, состоящий из рабочих днищ 2R, 2L с бортами 3R, 3L.

Способ ослабления ледового монолита рек и устройство для его реализации // 2577589

Изобретение относится к освобождению русел рек от льда и может применяться для ослабления ледового монолита. Способ ослабления ледового монолита рек предусматривает подачу воды из нижних слоев потока на уровень раздела сред «вода - лед».

Устройство для защиты опор стационарных морских инженерных сооружений от внешнего ледового воздействия // 2572344

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых континентального шельфа замерзающих морей и предназначено для защиты опор стационарных морских инженерных сооружений от внешнего ледового воздействия.

Устройство для предотвращения образования льда на водной поверхности // 2570314

Изобретение относится к области эксплуатации гидротехнических сооружений и может быть применено для предотвращения обледенения подводной части сооружений в водоемах.

Способ аэрации водоема в период ледостава // 2569959

Изобретение относится к озерному рыбоводству и может быть использовано для создания и поддержания незамерзающей зоны акватории (майны) в заморных рыбных водоемах, обогащения кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов.

Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе // 2567562

Изобретение относится к устройствам для защиты гидротехнических сооружений, расположенных на мелководном континентальном шельфе от воздействия ледовых полей. Технический результат заключается в повышении эффективности защиты гидротехнического сооружения от льда.

Способ ослабления ледяного покрова водоемов // 2561216

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к технике проведения работ для предупреждения заторообразования и разрушения стационарных объектов льдинами, например, на участке реки.

Способ разрушения ледяных заторов // 2560070

Изобретение относится к способам разрушения ледяных заторов, образующихся в период вскрытия рек, особенно, в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока, вызывающих подъемы уровня воды и затопление местности.

Устройство очистки от льда открытых водоёмов и водотоков // 2555148

Устройство очистки от льда открытых водоёмов и водотоков состоит из тросовой системы, несущей на рабочем конце источник высокого или сверхвысокого давления. Источником высокого или сверхвысокого давления служат электрически изолированные электроды, соединённые на нерабочем конце с генератором импульсов с высокой или сверхвысокой разностью потенциалов.

Способ разупрочнения ледяного покрова // 2594115

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, а также на акваториях с морскими объектами хозяйственной деятельности. Способ разупрочнения ледяного покрова заключается в зачернении зачищенной от снега поверхности льда и размещении на поверхности зачерненного льда объемных линз, фокусирующих солнечные лучи. При этом объемные линзы, фокусирующие солнечные лучи, располагаются над углублениями во льду. Объемные линзы изготовлены из макролона в виде линз Френеля и установлены на лед посредством беспилотного летательного аппарата. Зачернение поверхности льда выполняется путем распыления зачерняющего вещества непосредственно с беспилотного летательного аппарата, посредством которого также осуществляется очистка льда от снега. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа за счет увеличения площади разупрочнения ледяного покрова с одновременным повышением производительности выполняемых при этом операций. 1 з.п. ф-лы.