RU2168439C1

RU2168439C1 - Icebreaking craft

Info

Publication number: RU2168439C1
Application number: RU99126019/28A
Authority: RU
Inventors: В.С. Красюк
Original assignee: Калининградский государственный технический университет
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2001-06-10

Abstract

FIELD: shipbuilding; shipboard units for cleaning water from ice. SUBSTANCE: icebreaking craft is provided with under-bottom passage; distance between breaking members is lesser than width of under-bottom passage. Icebreaking members are mounted on fore extremity for performing reciprocating and reciprocal and cyclic motion in vertical plane. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к судостроению, в частности к судовым устройствам для очистки воды ото льда. The present invention relates to shipbuilding, in particular to ship devices for cleaning water from ice.

Известно плавучее средство (патент N 2013306, МПК В 63 H 5/16, опубл. 30.05.94 г. , БИ N 10), содержащее корпус с бортами и подднищевой канал переменного сечения, в котором размещены движители. Known floating equipment (patent N 2013306, IPC B 63 H 5/16, publ. 05/30/94, BI N 10), comprising a housing with sides and a sub-channel channel of variable cross section in which the propulsors are located.

Недостатком этого средства является затрудненное плавание в сплошном и крупном битом льду. The disadvantage of this tool is the difficulty in swimming in continuous and large broken ice.

Известно судовое ледорезное устройство (авт. св. СССР N 950587, МПК В 63 В 35/12, опубл. 15.08.82, БИ N 30, 1982), включающее несущую конструкцию с установленными на ней режущими средствами, содержащими резцы, связанные с носовой частью ледокола. Режущие средства расположены в плоскостях, параллельных диаметральной плоскости ледокола, а режущая кромка резцов обращена в сторону движения ледокола. Сплошной ледовой покров перед носовой частью ледокола устройством разрезается на несколько полос. A ship ice-breaking device is known (ed. St. USSR N 950587, IPC B 63 V 35/12, publ. 08/15/82, BI N 30, 1982), including a supporting structure with cutting tools mounted on it containing cutters associated with the bow part of the icebreaker. The cutting means are located in planes parallel to the diametrical plane of the icebreaker, and the cutting edge of the cutters is facing the icebreaker. The continuous ice cover in front of the bow of the icebreaker is cut into several lanes.

Недостатком описанного устройства является то, что энергетические затраты при прорезании очень велики, а сопротивление ледового покрова движению судна остается значительным. The disadvantage of the described device is that the energy costs during cutting are very high, and the resistance of the ice cover to the movement of the vessel remains significant.

Известно ледокольное устройство (авт. св. СССР N 1518193, МПК В 63 В 35/12; опубл. 30.10.89, БИ N 40, 1989), содержащее раму с центральной и боковыми продольными балками и ледокольно-ледорезные элементы с режущими кромками. Резцы установлены с возможностью регулирования их положения по высоте, а ледокольно-ледорезные элементы установлены с возможностью регулирования угла их наклона к горизонту и продольной перестановки вдоль балок, при этом боковые продольные балки закреплены на раме с возможностью поперечной перестановки. Known icebreaking device (ed. St. USSR N 1518193, IPC B 63 V 35/12; publ. 30.10.89, BI N 40, 1989), containing a frame with central and lateral longitudinal beams and ice-breaking elements with ice cutting edges. The cutters are installed with the possibility of adjusting their height position, and ice-breaking elements are mounted with the possibility of adjusting the angle of inclination to the horizon and longitudinal rearrangement along the beams, while the lateral longitudinal beams are mounted on the frame with the possibility of transverse rearrangement.

Недостатками вышеописанного устройства являются сильное сопротивление колотого льда движению плавучего средства вперед, невозможность регулировать работу устройства без вывода из эксплуатации и значительные энергетические затраты. The disadvantages of the above device are the strong resistance of crushed ice to the movement of the floating means forward, the inability to regulate the operation of the device without decommissioning and significant energy costs.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы ледокольного устройства, снижение сопротивления колотого льда и, как следствие, увеличение срока эксплуатации ледокольного плавучего средства. The objective of the invention is to increase the efficiency of the icebreaking device, reducing the resistance of crushed ice and, as a result, increasing the life of the icebreaking floating means.

Для решения поставленной задачи предлагается ледокольное плавучее средство выполнить с подднищевым каналом по всей длине переменного сечения с установленными в его суживающейся части движителями. Ледокольные элементы установлены в обойме на носовой оконечности плавучего средства с возможностью совершать поступательные и вращательные возвратно-циклические движения в вертикальной плоскости. Причем расстояния между колунами выбираются меньше ширины подднищевого канала. Ледокольные элементы выполнены в виде обоюдоострых ножей с ромбовидным поперечным сечением. To solve this problem, an icebreaking floating vehicle is proposed to be carried out with a sub-channel channel along the entire length of a variable section with movers installed in its tapering part. Icebreaking elements are mounted in a ferrule on the bow of the floating means with the ability to make translational and rotational reciprocating movements in a vertical plane. Moreover, the distances between the cleavers are selected less than the width of the sub-plate channel. Icebreaking elements are made in the form of double-edged knives with a diamond-shaped cross section.

На фиг. 1 представлено ледокольное устройство в плане; на фиг. 2 - то же, разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2 - схема установки колунов; на фиг. 4 - схема изгиба ледяной пластины колунами в активном режиме колки льда. In FIG. 1 shows an icebreaking device in plan; in FIG. 2 is the same, a section along AA of FIG. 1; in FIG. 3 - node I in FIG. 2 - installation diagram of splitters; in FIG. 4 is a diagram of the bending of the ice plate by the cleavers in the active ice-breaking mode.

На плавучем средстве 1 в носовой его оконечности закреплена съемная обойма 2 с ледокольным устройством, состоящим из вертикальных направляющих 3, в которых расположено нечетное количество (от 3 до 7) колунов 4 и 5, имеющих форму обоюдоострых ножей с ромбовидным поперечным сечением. Каждый колун крепится в хвостовой и средней части пальцами 6 к ползунам (не показаны), которые перемещаются по вертикальным направляющим 7 и фиксируются штоками (не показаны) гидравлических (или механических) домкратов 8, оси 9 которых вертикальны. Кромка льда обозначена позицией 10. A removable ferrule 2 with an ice-breaking device consisting of vertical guides 3, in which an odd number (from 3 to 7) of the axles 4 and 5, having the shape of double-edged knives with a diamond-shaped cross section, is fixed on the floating device 1 in its fore tip. Each cleaver is attached in the tail and middle part with fingers 6 to sliders (not shown), which move along vertical guides 7 and are fixed by rods (not shown) of hydraulic (or mechanical) jacks 8, whose axes 9 are vertical. The ice edge is indicated at 10.

Для управления работой устройства на плавучем средстве устанавливается станция (пульт) управления (не показана). To control the operation of the device on a floating vehicle, a control station (console) (not shown) is installed.

Ледокольное устройство может работать в двух режимах: пассивном и активном. The icebreaking device can operate in two modes: passive and active.

В пассивном режиме нечетные колуны 5 устанавливаются домкратами с положительными углами наклона к горизонту +α так, чтобы при движении средства вперед они выходили на кромку льда 10, выгибая пластину льда вниз в продольном и поперечном направлении, постепенно наращивая кривизну и, следовательно, изгибающий момент на пластине до ее излома. In passive mode, the odd splitters 5 are installed with jacks with positive angles of inclination to the horizon + α so that when the product moves forward, they go to the ice edge 10, bending the ice plate down in the longitudinal and transverse directions, gradually increasing the curvature and, therefore, the bending moment by plate to its break.

Усилению эффекта колки льда способствует концентрация напряжений в пластине льда при сосредоточении перерезывающих сил и местной деформации пластины на острой кромке колуна. Четные колуны 4 устанавливаются с отрицательными углами наклона к горизонту -α, осуществляя такое же воздействие на пластину льда, но выгибая пластину вверх, что резко увеличивает кривизну и, соответственно, разрушающие напряжения в пластине особенно в поперечном направлении. Strengthening the effect of ice chopping is facilitated by the concentration of stresses in the ice plate with the concentration of shear forces and local deformation of the plate on the sharp edge of the cleaver. Even splitters 4 are installed with negative angles of inclination to the α horizon, exerting the same effect on the ice plate, but bending the plate up, which sharply increases the curvature and, accordingly, the breaking stresses in the plate, especially in the transverse direction.

Углы установки колунов и их положение по высоте регулируется и фиксируется домкратами в зависимости от осадки средства, толщины и консистенции льда. The angles of installation of the cleavers and their position in height is regulated and fixed by jacks, depending on the precipitation of the product, the thickness and consistency of the ice.

В активном режиме при работе в полях разнородного по толщине и консистенции льда при невозможности осуществить колку льда в пассивном режиме, по программам, задаваемым с пульта управления, колуны начинают совершать поступательные и вращательные возвратно-циклические движения в вертикальной плоскости, создавая знакопеременные (+, -), изгибающие моменты и напряжения в пластине льда и, тем самым, вызывая усталостное ее разрушение. In active mode, when working in fields of ice of varying thickness and consistency, when it is impossible to chop ice in a passive mode, according to the programs specified from the control panel, the cleavers begin to make translational and rotational reciprocal-cyclic movements in the vertical plane, creating alternating (+, - ), bending moments and stresses in the ice plate and, thereby, causing its fatigue fracture.

Колотый лед отсасывается по подднищевому каналу 11 за корму средства, что в свою очередь облегчает колку и уменьшает сопротивление битого льда движению средства вперед, для чего движители средства 12 выполняются в защищенном ото льда исполнении, а расстояния между колунами делаются меньше ширины подднищевого канала. Crushed ice is sucked out through the subdiscal channel 11 for the stern of the product, which in turn makes it easier to chop and reduces the resistance of the broken ice to the forward movement of the product, for which the propulsors of the tool 12 are made in an ice-protected design, and the distances between the splitters are made smaller than the width of the subdiscal channel.

Разрушение льда происходит в определенном месте и только путем интенсивного изгиба ледяной пластины в двух направлениях без применения каких-либо специальных ледорезных элементов, т.к. разрушающие лед напряжения при изгибе во много раз меньше разрушающих напряжений при прорезании, что снижает энергозатраты. The destruction of ice occurs in a certain place and only by intensive bending of the ice plate in two directions without the use of any special ice-cutting elements, because destructive ice stresses in bending are many times less than destructive stresses during cutting, which reduces energy consumption.

Конструкция устройства и колунов позволяет регулировать работу устройства в двух режимах в зависимости от толщины и консистенции льда в процессе работы без вывода из эксплуатации для какой-либо перенастройки, что увеличивает эффективность за счет увеличения эксплуатационного времени. The design of the device and splitters allows you to adjust the operation of the device in two modes depending on the thickness and consistency of ice during operation without decommissioning for any reconfiguration, which increases efficiency by increasing operating time.

Claims

1. Icebreaking floating means, including a removable icebreaking device with icebreaking elements installed with a selected angle to the horizon, characterized in that the floating means is made with a sub-ice channel, the distance between the ice-breaking elements is selected less than the width of the sub-ice channel, and the ice-breaking elements are installed with the ability to translational and rotational reciprocating movements in a vertical plane.

2. Icebreaking floating means according to claim 1, characterized in that the icebreaking elements are made in the form of double-edged knives with a diamond-shaped cross section.