RU166625U1

RU166625U1 - ICE PROTECTION DEVICE

Info

Publication number: RU166625U1
Application number: RU2016110302/13U
Authority: RU
Inventors: Владимир Трофимович Чемодуров; Сергей Геннадиевич Ажермачев; Ксения Сергеевна Пшеничная-Ажермачёва
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2016-12-10

Abstract

Полезная модель относится к гидротехническим сооружениям и служит для их защиты от движущегося под действием ветра или течений льда, в т.ч. и в шельфовой зоне для защиты сооружений для разведки и добычи углеводородов. Льдозащитное устройство включает опору, окружающую наклонную конусную поверхность, способную изменять угол наклона движущегося ледового поля к горизонту, и отличается тем, что на конусной поверхности установлены вращающиеся катки, ось вращения которых перпендикулярна траектории надвижки льда. Конусная поверхность позволяет эффективно разрушать лед при надвигании его с любой стороны, при этом горизонтальная сила, воздействующая на опору, резко снижается за счет почти полного отсутствия сил трения льда о поверхность конуса, благодаря наличию катков вращения. The utility model relates to hydraulic structures and serves to protect them from moving under the influence of wind or ice currents, including and in the offshore area to protect hydrocarbon exploration and production facilities. The ice protection device includes a support surrounding an inclined conical surface capable of changing the angle of inclination of the moving ice field to the horizon, and is characterized in that rotating rollers are installed on the conical surface, the axis of rotation of which is perpendicular to the trajectory of the ice slide. The conical surface allows you to effectively destroy ice when you push it on either side, while the horizontal force acting on the support is sharply reduced due to the almost complete absence of friction forces of ice on the surface of the cone, due to the presence of rollers of rotation.

Description

Полезная модель относится к гидротехническим сооружениям и служит для их защиты от движущегося под действием ветра или течений льда, в т.ч. и в шельфовой зоне для защиты сооружений для разведки и добычи углеводородов.The utility model relates to hydraulic structures and serves to protect them from moving under the influence of wind or ice currents, including and in the offshore area to protect hydrocarbon exploration and production facilities.

Известно конструктивное решение для защиты сооружения от движущегося льда (Патент Украины №13074, «Устройство для защиты гидротехнического сооружения от воздействия льда», МПК Е02В 17/00, Е02В 15/02 от 15.03.2006. Бюл. №3), включающее опору, механизм для разрушения льда с льдоразрушающим приспособлением, имеющим положительную плавучесть, установленное на опоре с возможностью вертикального перемещения, содержит не менее трех пар фиксаторов, расположенных около опоры, механизм для разрушения льда оснащен не менее чем тремя парами пружин сжатия, опертых на фиксаторы, и катками для перемещения по опоре, льдоразрушающее приспособление механизма разрушения льда выполнено в виде тела, образованного двумя усеченными конусами, имеющими единое большее основание. Недостатком является большая сила трения при надвижке льда на поверхность льдозащитного устройства.A known constructive solution for protecting a structure from moving ice (Patent of Ukraine No. 13074, “Device for protecting a hydraulic structure from ice”, IPC EV 02/17, EV 02/15 of 03/15/2006. Bull. No. 3), including support, a mechanism for breaking ice with an ice-breaking device having positive buoyancy mounted on a support with the possibility of vertical movement, contains at least three pairs of retainers located near the support, the mechanism for breaking ice is equipped with at least three pairs of compression springs supported on the clamps, and rollers to move around the support, the ice-destroying device of the mechanism of ice destruction is made in the form of a body formed by two truncated cones having a single larger base. The disadvantage is the high friction force when sliding the ice onto the surface of the ice protection device.

Известно приспособление для защиты гидротехнического сооружения от действия льда [а.с. СССР №1663118, МПК Е02В 17/00; 15/02; 1991], включающее опору с кронштейном и механизмом для разрушения льда, установленным на опоре с возможностью вертикального перемещения. Приспособление оснащено втулкой, присоединенной к кронштейну по ее образующей, пружиной сжатия и стержнем, пропущенным в отверстие втулки и соединенным нижним концом с механизмом для разрушения льда, выполненным в виде усеченной сферы, охватывающей пустотелый шар с положительной плавучестью (льдоразрушающее устройство) с образованием между ними замкнутого пространства, заполненного шариками, причем усеченная сфера повернутая вниз срезанной поверхностью, плоскость которой проходит ниже центра сферы, при этом пружина сжатия расположена на стержне между кронштейном (непосредственно между его втулкой) и механизмом для разрушения льда. Недостатками являются низкая надежность из-за сложности конструкции, а также низкая эффективность устройства ввиду значительных энергозатрат на слом льда, который возможен только при погружении льда. Отмеченные недостатки препятствуют получению отмеченного технического результата при использовании ближайшего аналога.A device is known for protecting a hydraulic structure from ice [a.s. USSR No. 1663118, IPC Е02В 17/00; 15/02; 1991], including a support with a bracket and an ice breaking mechanism mounted on the support with the possibility of vertical movement. The device is equipped with a sleeve attached to the bracket along its generatrix, a compression spring and a rod passed into the hole of the sleeve and connected to the lower end with an ice breaking mechanism made in the form of a truncated sphere covering a hollow ball with positive buoyancy (ice-breaking device) with the formation between them closed space filled with balls, and a truncated sphere turned down by a cut surface, the plane of which passes below the center of the sphere, while the compression spring is located and on the rod between the bracket (directly between its hub) and a mechanism for breaking the ice. The disadvantages are low reliability due to the complexity of the design, as well as the low efficiency of the device due to the significant energy consumption for ice breaking, which is possible only when the ice is submerged. The noted disadvantages impede the receipt of the marked technical result when using the closest analogue.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату и выбранным в качестве прототипа является «Устройство для защиты гидротехнических сооружений от действия льда» (патент Украины №20856 МПК Е0217/00 от 15.02.2007, Бюл. №2), включающее опору, механизм для разрушения льда с льдоразрушающим приспособлением, имеющим положительную плавучесть, установленный на опоре с возможностью вертикального перемещения и оснащенный катками для вертикального перемещения по опоре и не менее чем тремя фиксаторами, расположенными около опоры, на которые оперты пружины сжатия, льдоразрушающее приспособление выполнено в виде усеченного конуса, ориентированного большим основанием вниз, содержит не менее трех пар катков, которые выполнены дополнительно с возможностью горизонтального и косого перемещения по опоре, катки закреплены на опоре прижимными пружинами, соединяемыми с механизмом для разрушения льда.The closest in technical essence and the achieved technical result and selected as a prototype is “Device for protecting hydraulic structures from ice” (Ukrainian patent No. 20856 IPC E0217 / 00 dated 02.15.2007, Bull. No. 2), including a support, a mechanism for destruction of ice with an ice-breaking device having positive buoyancy mounted on a support with the possibility of vertical movement and equipped with rollers for vertical movement on the support and at least three detents located about the holes, on which the compression springs are supported, the ice-breaking device is made in the form of a truncated cone oriented with a large base downwards, contains at least three pairs of rollers, which are additionally made with the possibility of horizontal and oblique movement along the support, the rollers are fixed to the support by pressure springs connected to the mechanism for breaking ice.

Недостатком известного конструктивного решения является действие на сооружение значительной горизонтальной силы в результате надвижки ледового покрова при его продвижении по поверхности конуса.A disadvantage of the known constructive solution is the effect on the construction of significant horizontal force as a result of sliding the ice cover as it moves along the surface of the cone.

Техническим результатом является уменьшение горизонтальной силы, воздействующей на сооружение при подвижке льда и его разрушении и повышение устойчивости сооружения.The technical result is to reduce the horizontal force acting on the structure during the movement of ice and its destruction and increase the stability of the structure.

Льдозащитное устройство включает опору, окружающую наклонную конусную поверхность, способную изменять угол наклона движущегося ледового поля к горизонту и отличается тем, что на конусной поверхности установлены вращающиеся катки, ось вращения которых перпендикулярна траектории надвижки льда.The ice protection device includes a support surrounding an inclined conical surface capable of changing the angle of inclination of the moving ice field to the horizon and is characterized in that rotating rollers are installed on the conical surface, the axis of rotation of which is perpendicular to the trajectory of the ice slide.

Существенными признаками, совпадающими с прототипом, являются следующие:The essential features that match the prototype are the following:

- опора;- support;

- окружающая конусная поверхность, способная изменять угол наклона к горизонту за счет конструктивных закреплений на опоре.- the surrounding conical surface, capable of changing the angle of inclination to the horizon due to structural fastenings on the support.

Отличительными от прототипа существенными признаками являются:Distinctive features of the prototype essential features are:

- наличие вращающихся катков на поверхности конуса.- the presence of rotating rollers on the surface of the cone.

Между существенными признаками заявляемого конструктивного решения и достигаемым с их помощью техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.Between the essential features of the claimed constructive solution and the technical result achieved with their help, there is the following causal relationship.

Действительно, достижение технического результата - уменьшение горизонтальной силы, действующей на сооружение при подвижке льда, и повышение устойчивости сооружения невозможно при отсутствии существенного признака, указанного в формуле модели. При отсутствии катков вращения силы трения наползающего льда не уменьшаются, и общая горизонтальная сила передается на опору и конструкции, закрепляющие ее на основании.Indeed, the achievement of the technical result is a decrease in the horizontal force acting on the structure during ice movement, and an increase in the stability of the structure is impossible if there is no essential feature indicated in the model formula. In the absence of rotation rollers, the friction forces of the creeping ice do not decrease, and the total horizontal force is transmitted to the support and structures that fix it on the base.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-технической информации с выявлением источников, включающих аналоги заявляемому техническому решению, не выявил аналогов, идентичных заявляемому устройству. Поэтому можно утверждать, что заявляемая полезная модель отвечает критерию охраноспособности «новизна».The analysis of the prior art by the applicant, including a search for patents and scientific and technical information with the identification of sources including analogues of the claimed technical solution, did not reveal analogues that are identical to the claimed device. Therefore, it can be argued that the claimed utility model meets the eligibility criterion of "novelty."

Кроме того, полезная модель промышленно применима, т.к. заявленное техническое решение позволяет использовать его в гидротехнических объектах, подвергающихся воздействию движущегося льда. Возможность использования предлагаемой полезной модели подтверждается приводимым ниже описанием его практической реализации и иллюстрируется чертежом.In addition, the utility model is industrially applicable since The claimed technical solution allows its use in hydraulic engineering facilities exposed to moving ice. The possibility of using the proposed utility model is confirmed by the following description of its practical implementation and is illustrated by the drawing.

На фиг. 1 показан общий вид льдозащитного устройства. На фиг. 2 (А-А) показан план конусной части.In FIG. 1 shows a general view of an ice protection device. In FIG. 2 (A-A) shows a plan of the conical part.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При подвижке лед 4 надвигается на нижнюю кромку конусной поверхности 2, притапливает ее за счет поворота конусной части в узлах закрепления ее на опоре (узел условно не показан), создавая удобный угол для надвижки льда на конус. Кромка льда 4 попадает на вращающие катки 3 и по ним поднимается к вершине конуса 2, при этом лед 4 изгибается и, когда изгибные напряжения превышают прочность льда 4, он разламывается, по боковым поверхностям конуса 2 сползает в воду 5 и уносится.The inventive device operates as follows. When moving, ice 4 pushes on the lower edge of the conical surface 2, melt it due to the rotation of the conical part in the nodes of its fastening on the support (the unit is not shown conditionally), creating a convenient angle for sliding the ice onto the cone. The edge of ice 4 falls onto the rotating rollers 3 and rises along it to the top of cone 2, while ice 4 bends and, when the bending stresses exceed the strength of ice 4, it breaks, slides into the water 5 along the side surfaces of cone 2 and is carried away.

Конусная поверхность позволяет эффективно разрушать лед при надвигании его с любой стороны, при этом горизонтальная сила, воздействующая на опору, резко снижается за счет почти полного отсутствия сил трения льда о поверхность конуса, благодаря наличию катков вращения.The conical surface allows you to effectively destroy ice when you push it on either side, while the horizontal force acting on the support is sharply reduced due to the almost complete absence of friction forces of ice on the surface of the cone, due to the presence of rollers of rotation.

Claims

An ice protection device including a support surrounding an inclined conical surface capable of changing the angle of inclination of the moving ice field to the horizon, characterized in that rotating rollers are installed on the conical surface, the axis of rotation of which is perpendicular to the trajectory of the ice slide.