RU2243324C1

RU2243324C1 - Device to prevent formation of ice jams

Info

Publication number: RU2243324C1
Application number: RU2003118478/03A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин (RU); В.М. Козин
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2004-12-27

Abstract

FIELD: hydraulic engineering.

SUBSTANCE: invention relates to ice breaking devices installed on piers of river bridges and it is designed to prevent formation of ice jams before bridges at ice coverage and ice drift periods. Proposed device is ice breaking structure installed on bridge pair upstream and made in form of horizontal cantilever beams on ends f which ice breaking device is secured. Said device is made in form of screw freely rotating at interaction with moving-on ice field owing to river current and creating downward vertical load breaking the ice. To create torque on screw even at symmetrical load from moving-on ice relative to axis of rotation, asymmetrical recesses are made on edges of screw similar in form of teeth of wood-working saws, i.e. in form of cutter with shape of teeth providing rotation of screw at contact with ice in direction making for predrowning of edges of ice cover. Diameter of screws should be not less than cross size of bridge piers to provide unobstructed passing of ice fields between bridge piers.

EFFECT: improved efficiency of ice breaking.

2 dwg

Description

Изобретение относится к ледотехнике, в частности, к ледоразрушающим устройствам, устанавливаемых на опорах мостов через реку и предназначенным для предотвращения заторообразований перед мостами в периоды ледостава и ледохода в осенний и весенний периоды.The invention relates to ice technology, in particular, to ice-breaking devices mounted on bridge supports over the river and designed to prevent congestion in front of bridges during periods of freezing and ice drift in the autumn and spring.

Известно устройство (см. [1] В.В.Богородский, В.П.Гаврило, О.А.Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983, стр.48. Патент США №3913511), представляющее собой платформу, установленную на герметичных барабанах с шипами, обеспечивающих устройству плавучесть, и вращаемых электродвигателями. В носовой части установлены дисковые фрезы с приводами. Лед распиливается фрезами на полосы, которые разламываются передним барабаном. Обломки захватываются наклонным транспортером и подаются на поперечные транспортеры, которые сбрасывают их затем по обе стороны канала на ледяное поле.A device is known (see [1] VV Bogorodsky, V. P. Gavrilo, O. A. Nedoshivin. Destruction of ice. Methods, technical means. - L .: Gidrometeoizdat, 1983, p. 48. US patent No. 3913511 ), which is a platform mounted on airtight drums with spikes providing buoyancy to the device, and rotated by electric motors. In the bow mounted disk cutters with drives. Ice is cut by milling cutters into strips that are broken by the front drum. The debris is captured by an inclined conveyor and fed to the transverse conveyors, which then dump them on both sides of the channel into an ice field.

Недостатками устройства являются его сложность и необходимость использования приводов.The disadvantages of the device are its complexity and the need to use drives.

Сущность изобретения заключается в упрощении конструкции устройства и в обеспечении его ледоразрушающей способности за счет использования энергии подвижек льда.The essence of the invention is to simplify the design of the device and to ensure its ice-breaking ability due to the use of energy of ice movements.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда за счет отсутствия энергозатрат при его работе.The technical result obtained by the implementation of the invention is to increase the efficiency of ice destruction due to the absence of energy consumption during its operation.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.The essential features characterizing the invention.

Ограничительные: устройство для предотвращения заторообразований, представляющее собой ледоразрушающую конструкцию.Restrictive: a device to prevent congestion, which is an ice-breaking structure.

Отличительные: конструкцию устанавливают на опорах моста выше по течению реки и выполняют в виде горизонтальных консольных балок, на концах которых крепят ледоразрушающее устройство, представляющее собой шнек, свободно вращающийся от взаимодействия надвигающегося на него ледяного поля благодаря течению реки и создающего при этом разрушающую лед вертикальную нагрузку, направленную вниз, при этом для создания момента, вращающего шнек даже при симметричной относительно его оси вращения нагрузки от надвигающегося льда на кромках лопастей шнека, выполняют ассиметричные выборки, аналогичные форме зубьев древесных пил, т.е. в форме фрезы, с таким профилем их зубьев, чтобы при их контакте со льдом шнек вращался в направлении, способствующем притапливанию кромок ледяного поля, при этом диаметр шнеков для беспрепятственного пропуска ледяных полей между опорами моста должен быть не меньше поперечного размера опор моста.Distinctive: the structure is installed on the bridge piers upstream of the river and is made in the form of horizontal cantilever beams, at the ends of which an ice-breaking device is mounted, which is a screw that rotates freely from the interaction of the ice field approaching it due to the flow of the river and creates a vertical load that destroys ice downward, in order to create a moment that rotates the auger, even with a load symmetric with respect to its axis of rotation from impending ice at the edges of the blades th screw asymmetric sampling operate similar to the shape of teeth of wood saws, i.e. in the form of a milling cutter with such a profile of their teeth that, when they come in contact with ice, the screw rotates in a direction that contributes to the warming of the edges of the ice field, while the diameter of the screws for unhindered passage of ice fields between the bridge supports should be no less than the transverse size of the bridge supports.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показано устройство для предотвращения заторообразований; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a device for preventing congestion; figure 2 is a section aa in figure 1.

На опорах 1 моста 2 по течению реки 3 устанавливают ледоразрушающую конструкцию, которую выполняют в виде горизонтальных балок 4, на концах которых крепят ледоразрушающее устройство, представляющее собой шнек 5, свободно вращающийся от его взаимодействия с надвигающегося на него ледяного поля 6 благодаря течению реки 3 со скоростью v и создающего при этом разрушающую лед 6 вертикальную нагрузку Р, направленную вниз. Для создания момента, вращающего шнек в нужном направлении (в данном случае против часовой стрелки) на кромках лопастей шнека выполняют зубья 7, ассиметричной формы, благодаря которой даже при симметричной относительно оси вращения шнека из-за разницы в силах T₁ и Т₂ будет возникать момент, вращающий шнек 5. Поэтому при надвигании льда 6 на шнек 5 последний начнет вращаться с угловой скоростью ω, создавая при этом ледоразрушающую силу Р. Поскольку образующие поверхности шнека при его вращении начнут создавать притапливающие усилия, то ледяное поле 6 начнет разрушаться от изгибающих напряжений, что вызовет образование канала 8 и исключит вероятность заторообразований перед мостом 2.An ice-breaking structure is installed on the supports 1 of the bridge 2 along the river 3, which is made in the form of horizontal beams 4, at the ends of which an ice-breaking device is mounted, which is a screw 5, freely rotating from its interaction with the ice field 6 approaching on it due to the flow of the river 3 with speed v and creating a destructive ice 6 vertical load P directed downward. To create a moment that rotates the auger in the desired direction (in this case, counterclockwise), the edges of the auger blades carry teeth 7 of an asymmetric shape, due to which, even when the auger is symmetrical about the axis of rotation, due to the difference in forces T ₁ and T ₂ the moment the screw 5 rotates. Therefore, when ice 6 is pushed onto the screw 5, the latter starts to rotate with an angular velocity ω, creating ice-breaking force P. Since the forming surfaces of the screw during its rotation will begin to create warming forces, it’s icy e field 6 will begin to collapse from bending stresses, which will cause the formation of channel 8 and eliminate the likelihood of congestion in front of bridge 2.

Claims

A device for preventing congestion, which is an ice-breaking structure, characterized in that the ice-breaking structure is mounted on a bridge support upstream of the river and is made in the form of horizontal cantilever beams, at the ends of which an ice-breaking device is fixed, which is a screw that rotates freely from the interaction of an approaching one an ice field due to the flow of the river and at the same time creating a vertical load that destroys the ice, directed downward, while creating cient rotating the auger, even when its load symmetric about the axis of rotation of imminent ice on the edges of auger blades are made asymmetric sampling, similar shaped teeth wood saws, i.e. in the form of a milling cutter with such a profile of their teeth that, when they come in contact with ice, the screw rotates in a direction that contributes to the melting of the edges of the ice cover, while the diameter of the screws for unhindered passage of ice fields between the bridge supports should be no less than the transverse size of the bridge supports.