Спосіб намораживания льодових покриттів

 

Спосіб відноситься до галузі створення штучного льоду з застосуванням у різних галузях промисловості (харчова, хімічна, будівельна тощо), а також для використання в будівництві крижаних покриттів майданчиків, ковзанок, ковзанярських доріжок, льодових камер і складів (типу складу Крилова), льодових переправ і зимников, гребель тощо

Широко відомий спосіб заморожування шару води, налитої по поверхні льоду або майданчика при мінусовій температурі повітря. Вплив негативної температури, особливо в нічний час, призводить до заморожування шару льоду, на який наливають наступну порцію води і знову заморожують. Прийнято називати такий лід штучним, в протилежність льоду на річках і озерах, замерзаючої в природних умовах.

Недолік способу полягає в тривалому часу заморожування шару води, особливо при невеликій негативній температурі повітря (від 0°C до -15°C). Шар води товщиною 50 мм вимагає багатьох годин витримки (як правило, в нічний час) для свого замерзання в зазначеному інтервалі температур. Крім того, утворюються повітряні порожнини, такі ж, які ми бачимо восени під тонкою скоринкою льоду при перших заморозках.

Відомий патент США ратури нижче -45°F (за Фаренгейтом, або за Цельсієм -7,2°C). Спочатку лід добувають, подрібнюють і потім відсівають всю «дрібниця», тобто частинки льоду менше ніж 0,1 дюйма (2,5 мм). Залишився крижаний щебінь розподіляють по робочій поверхні. Верхній шар щебеню пов'язують шляхом розпилення з підігрівом води під час одного або декількох проходів.

Недоліки такого способу очевидні:

а) незважаючи на те що замерзання такого шару аналогічної товщини 50 мм відбувається багато разів швидше (за нашими лабораторними даними - всього дві години проти більш ніж десяти), оскільки в шарі вже міститься 60-80% льоду і вода замерзає в просторах між шматочками льоду, доводиться витрачати час і енергію на відсів дрібниці, яка заважає проходу води між гранулами при розпиленні;

б) іншим серйозним недоліком даного способу є зниження міцності одержуваного шару порівняно з монолітним шаром льоду, замороженого з води. При дробленні шматочки льоду мають в основному плоскі або слабокриволинейние межі, між якими (при заливці гранул водою) утримуються повітряні бульбашки і прошарку. І чим вище швидкість заливки, тим більше і більшого розміру повітряні каверни;

в) до недоліків способу слід віднести і те обстоятельствает час замерзання всієї маси, оскільки процес замерзанні суцільного шару води проходить найбільш повільно. Тому доводиться робити кілька проходів для зв'язки щебеню;

г) витрати енергії на підігрів води для кращого проникнення рідини, оскільки тепла вода має меншу в'язкість і краще проходить в зазорах між гранулами;

д) збільшення часу замерзання полотна у зв'язку з підігрівом всієї маси лід-вода.

Подібний спосіб використовується також при ремонтних роботах в Росії: тріщини в крижаних покриттях стадіонів шириною до 15 см заповнюють колотим льодом [1, с. 17], до 4-5 см - крижаною крихтою [2, п. 3.51] і заливають водою. У такому разі замерзання проходить ще швидше за рахунок холоду стінок тріщини.

Також відомий патент США №4.544.304 від 03 жовтня 1983 р. Описано метод і апарат для створення крижаного дорожнього покриття, в яких відмінною особливістю є циркуляція відпрацьованої води після зрошення щебеневого шару льоду.

Недоліки такого способу аналогічні попередньому патенту, крім того, додається витрата енергії на перекачування циркулюючої води.

Завданням цього винаходу є:

- усунення спливання гранульованої маси;

- значне скорочення часу замерзання споследовательности:

- насипають шар овально-сферичних гранул льоду;

- утворюють з цього шару жорсткий каркас шляхом поливу гранул цівками води, відстань між якими встановлюють менше двох середніх діаметрів гранул, з температурою близько 0°C і в кількості, достатній для утворення льодових перемичок між гранулами і примерзання нижнього шару гранул до підкладки (лід водоймища, річки, озера, поверхня майданчика) за рахунок холоду самих гранул і підкладки;

- після витримки 1-3 сек заливають в односторонньому напрямку межгранульное простір шару водою зі швидкістю, що не перевищує швидкість спливання бульбашок повітря у воді;

- залишають шар на холоді для досягнення міцності, достатньої, щоб витримати вагу пішохода.

Пропонований спосіб проілюстровано малюнками і фотографіями.

На фіг.1 показана для наочності імітація руху цівок підфарбованої води, порціями якою поливали плоску поверхню крижаних пластин. Слід цівки замерзав за рахунок холоду крижаний пластини протягом 1-3 секунд, а самі краплі, охолоджуючись при русі до нульової температури, не встигали скотитися до низу пластини і замерзали із залишковим об'ємом води, який видно у вигляді темних крапок слеее вода замерзала і тим коротше був слід краплі, що видно по крайній правій доріжці.

На фіг.2 показаний стовпчик овально-сферичних гранул, що відповідає висоті реального шару намораживаемого льоду, який змочений підфарбованою чорним кольором водою в струменевому режимі. Гранули поміщені в дротяний кондуктор, встановлений на крижаній пластині. На правому стовпчику чітко видно в місцях контакту гранул перемички зчеплення - диски рідини, утворені капілярними силами зазору. Вони замерзають протягом 1-3 секунд і скріплюють гранули в жорсткий каркас. Між нижньою гранулой і підкладкою видно растекшаяся рідина, яка при замерзанні утримує весь скелет від спливання при заливці каркаса. За даними цих дослідів визначено питому витрату зрошення рідини при зв'язуванні скелета.

На фіг.3 показаний вертикально розташований шар гранул, приморожених між собою і до підкладці підфарбованою рідиною, поданої в односторонньому напрямку. Видно, що межгранульное простір шару повністю заповнене рідиною, а самі гранули приморожени до підкладки.

На фіг.4 показана схема заповнення водою межгранульного просранства насипаного шару гранул шириною b і товщиною s: 1 - вода річки, 2 - лід річки, 3 - сніговий бурт, 4 - шар гранул (ка� для пріморажіванія гранул між собою і до підкладки.

Реалізацію способу проводять у наступній послідовності.

Насипають шар овально-сферичних гранул і обмежують його по краях буртами снігу. Зрошують шар водою з температурою 0...0,5°C та щільністю зрошення від 0,1 до 5 дм3на 1 см висоти шару площею 1 м2. Гранули утворюють протягом 1-3 сек жорсткий каркас.

Він не спливає при подальшій заливці водою межгранульного простору і всього шару. Заливку ведуть річковий (або озерної) водою з температурою +0,1...5°C. Швидкість подачі води залежить від діаметра гранул. Діаметр утворюються бульбашок газу для гранул 15 мм в діаметрі дорівнює максимально 6 мм Швидкість підйому у воді у каркасі менше 0,4 м/сек. Звідси розраховують швидкість підйому рівня води.

Після заливки дають витримку на морозі при температурі -5°C і нижче, тривалістю до 2-х годин, протягом яких межгранульная вода замерзає і каркас набирає міцність, здатну витримати вагу устаткування.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. Інструкція з проектування, будівництва та експлуатації льодових переправ (на заміну ВСН 40-68). - М: 1998. - 49 с.

2. Інструктивні вказівки по безпечній організації переправ на річках і водоймах, (друге видання) РД 34.03.221. РазработанЕвневич. Затверджені Відділом техніки безпеки Міністерства енергетики і електрифікації СРСР 18 жовтня 1967 р.; Президією ЦК профспілки робітників електростанцій і електропромисловості, протокол №14 від 30 листопада 1967 р.

Спосіб заморожування льодових покриттів, що включає зрошення водою шару гранульованого льоду для змерзання каркаса, відрізняється тим, що гранули шару мають овально-сферичну форму, після змерзання каркаса заповнюють водою межгранульное простір шару, при цьому вода для зрошення має температуру 0...0,5°С в кількості 0,1...5 дм3на 1 см висоти шару площею 1 м2, а вода для заповнення каркасу має температуру 0,1...5°С і швидкість підйому рівня менше 0,4 м/с.



 

Схожі патенти:

Спосіб підвищення швидкісних властивостей масиву льоду

Винахід відноситься до технологій створення спортивних майданчиків з льодовим покриттям у закритих приміщеннях для тренувань і виступів на ковзанах і, зокрема, до способу підвищення швидкісних властивостей масиву льоду. Спосіб містить етапи, на яких: на заздалегідь підготовленій бетонній плиті виробляють заливку чорнового масиву льоду певним чином; завершують заливку чорнового льоду виконанням стругання останнього шару льодовим комбайном на глибину 0,35 мм з комбайнового заливкою шару водою з температурою 40-55°C; виробляють заливку чистового масиву льоду поверх чорнового масиву льоду певним чином; завершують заливку чистового льоду виконанням стругання останнього шару льодовим комбайном на глибину 0,35 мм з комбайнового заливкою шару водою з температурою 55-70°C; і проводять одноразову хімічну модифікацію поверхневого шару масиву льоду льодовим комбайном струганням на глибину 0,3 мм з комбайнового заливкою шару водою з температурою 55-70°C, яка містить полівінілпіролідон (ПВП) у кількості 0,000524%±0,000055% від маси води і гліцерину в кількості 0,00262%±0,00039% від маси води. Результатом є отримання масиву льоду з високими швидкісними властивостями з можливістю і�

Спосіб і пристрій для моделювання крижаного покриву в льодовому дослідному басейні

Спосіб моделювання крижаного покриву із заданими міцнісними характеристиками в льодовому дослідному басейні включає пониження температури повітря до -10 градусів Цельсія, чашу басейну з переохолодженої солоною водою засівають ядрами кристалізації льоду шляхом розпилення прісної води з дрібнодисперсного форсунки в кількості близько 0,1 кг на квадратний метр поверхні з рівномірно рухається візки протягом 1-2 хвилин, після чого деякий час вичікують до утворення суцільного шару тонкого льоду і далі за певним графіком регулюють температуру повітря в басейні в бік зниження або підвищення в залежності від необхідної товщини і міцності крижаного покриву. Пристрій для моделювання крижаного покриву містить закрите приміщення з системою охолодження і вентиляції, чашу басейну, яка заповнена переохолодженої солоною водою і забезпечена буксирувальної візком з рейковим ходом, на якій встановлена дрібнодисперсійна форсунка, яка виконана з можливістю регулювання розмірів ядер кристалізації льоду. Використання даної групи винаходів забезпечує приготування крижаного покриву в басейні з заданими міцнісними характеристиками. 2 н. п. ф-л�
Винахід відноситься до галузі використання поновлюваних джерел енергії, які можуть бути використані при отриманні льоду, і може бути використане в харчовій, рибопереробної, фармацевтичної, мікробіологічної промисловості, а також на підприємствах агропромислового комплексу. Аэростатическое пристрій містить два аеростата, сполучених гнучкою зв'язком, перекинутій через вал оборотної електричної машини, яка працюючи в режимі електромотора, піднімає або опускає аеростат, а в режимі електрогенератора виробляє електричний струм. Аеростати виконані з можливістю почергового заповнення насиченим водяною парою з температурою понад 100°С, а їх оболонки містять герметично закриті клапан. 5 з.п. ф-ли.

Холодильно-технологічний комплекс для попереднього охолодження і тимчасового зберігання риби

Установка для виробництва бінарного льоду, що містять замкнутий контур холодоагенту, що включає послідовно з'єднані трубопроводом перший компресор, масловіддільник, конденсатор, ресивер, віддільник рідини, перший електромагнітний клапан, чотири паралельні лінії, кожна з яких містить терморегулюючий вентиль і кристалізатор-випарник. Всі кристалізатори-випарники виходами пов'язані з віддільником рідини, контур розсолу включає послідовно з'єднані трубопроводом розсолу перший кран, фільтр грубого очищення, фільтр тонкого очищення, циркуляційний насос, регулюючий вентиль, циліндри кристалізаторів-випарників, триходовий кран і перший пристрій видачі льоду. Вихід масловіддільника масляним з'єднаний трубопроводом через другий кран, другий електромагнітний клапан і оглядове скло з зазначеним компресором. Використання даного винаходу забезпечує спрощення конструкції, підвищення надійності і зниження енергоспоживання установки. 4 з.п. ф-ли, 1 іл.

Спосіб генерування льоду

Винахід відноситься до галузі засобів і способів отримання льоду, зокрема лускатого льоду, і може бути використане в хімічної, фармацевтичної, мікробіологічної промисловості, а також на підприємствах агропромислового комплексу і в системах теплових акумуляторів

Спосіб отримання льдосодержащей пульпи

Винахід відноситься до холодильній техніці, зокрема до способів отримання льдосодержащих пульп або суспензій, і може бути використане для охолодження і консервації рибного сировини безпосередньо на судах в районі промислу

Багатофункціональна візок льодового опитового басейну

Винахід відноситься до галузі експериментальної гідродинаміки морського транспорту

Холодильно-технологічний комплекс для попереднього охолодження і тимчасового зберігання риби

Винахід відноситься до холодильної техніки і може бути використане для виробництва бінарного льоду (рідкого гелеобразного льоду, крижаний шуги, айс-сларри) в холодильно-технологічному комплексі для попереднього охолодження і тимчасового зберігання риби
Винахід відноситься до способів виготовлення покриттів, що використовуються для спорудження тротуарів, дитячих та спортивних майданчиків
Винахід відноситься до створення штучного льоду і може бути використане в спорті і будівництві при створенні штучних ковзанок і їх різновидів - ковзанярських доріжок, хокейних майданчиків та ін
Винахід відноситься до створення штучного льоду і може бути використане в спорті і будівництві при створенні штучних ковзанок, ковзанярських доріжок тощо
Винахід відноситься до створення штучного льоду і може бути використане в спорті і будівництві при створенні штучних ковзанок, ковзанярських доріжок тощо
Up!