Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для вскрытия ледяного покрова

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к устройству, используемому в подводных взрывных работах с целью освобождения водной поверхности от образующихся в зимне-весеннее время ледяных заторов и зажоров.

Известно устройство для разрушения ледяного затора на реках (RU 2260171, F42D 7/00, Е02В 15/02, 10.09.2005), представляющее собой установленные на льду заряды взрывчатых веществ, причем заряды, установленные на поверхности льда, чередуются с зарядами, установленными под ледяной массой затора, при этом заряды, установленные на поверхности льда, кроме подрываемого первым, снабжены датчиками вертикального ускорения для обеспечения подрыва этих зарядов при их совместном со льдом движении, направленном вниз, в момент уменьшения вертикального ускорения до нуля, а заряды, установленные под ледяной массой затора или под поверхностью льда, снабжены датчиками вертикального ускорения для обеспечения подрыва зарядов при их совместном со льдом движении, направленном вверх, в момент уменьшения ускорения до нуля.

Использование взрывчатых веществ предполагает возможность их подрыва во время их хранения и транспортировки, что обуславливает низкий уровень безопасности при использовании устройства для разрушения ледяного затора на реках.

Известно устройство для вскрытия ледяного покрова (RU 2422765, F42D 3/00, Е02В 15/02, 27.06.2011), выбранное в качестве прототипа и состоящее из корпуса с зарядом взрывчатого вещества, установленного под ледяным покровом на фиксированном расстоянии от него, и системы подрыва. Заряд взрывчатого вещества соединен через механический элемент с поплавковой камерой обтекаемой формы, заполненной газом или иным материалом, плотность которого ниже плотности воды. Поверхность заряда взрывчатого вещества, обращенная в сторону поплавковой камеры, выполнена выпуклой формы. Поплавковая камера снабжена узлом сцепления со льдом.

Возможность самопроизвольного подрыва заряда взрывчатого вещества при его хранении, транспортировке и установке подо льдом обуславливает низкий уровень безопасности при эксплуатации устройства для вскрытия ледяного покрова.

Задача изобретения - повышение уровня безопасности при эксплуатации устройства для вскрытия ледяного покрова за счет использования энергии электрического разряда в воде вместо энергии взрывчатого вещества.

Технический результат достигается следующим образом.

В устройстве для вскрытия ледяного покрова, содержащем корпус, в котором установлена система подрыва, корпус соединен через механический элемент с поплавковой камерой обтекаемой формы, заполненной газом или иным материалом, плотность которого ниже плотности воды, поплавковая камера снабжена узлом сцепления со льдом, корпус разделен герметичной перегородкой на верхний и нижний отсеки, в нижнем отсеке установлена система подрыва, соединенная с капсюлем управляемого коммутатора, первая пластина которого через герметичную перегородку соединена с первым электродом, установленным в верхнем отсеке, напротив первого электрода установлен второй электрод, который через герметичную перегородку соединен с первым выводом конденсаторной батареи, второй вывод которой соединен с второй пластиной управляемого коммутатора, выводы конденсаторной батареи соединены с зарядными разъемами, установленными в корпусе, причем стенка верхнего отсека выполнена перфорированной.

Предлагаемое устройство показано на чертеже.

Корпус 1 разделен герметичной перегородкой 2 на нижний 3 и верхний 4 отсеки. В нижнем отсеке 3 установлена система подрыва 5, например взрыватель типа УДВ-60, взрыватель с часовым механизмом ВГБ, неконтактный взрыватель типа ВБ-2. Система подрыва 5 соединена с капсюлем 6, например искрового или накального типа, управляемого коммутатора 7, например твердотельного разрядника (Техника больших импульсных токов и магнитных полей / Под ред. B.C. Комелькова. М.: Атомиздат, 1970. С. 256). Первая пластина 8 управляемого коммутатора 7 через герметичную перегородку 2 соединена с первым электродом 9, установленным в верхнем отсеке 4. Напротив первого электрода 9 установлен второй электрод 10, который через герметичную перегородку 2 соединен с первым выводом 11 конденсаторной батареи 12, второй вывод 13 которой соединен с второй пластиной 14 управляемого коммутатора 7. Между пластинами 8 и 14 управляемого коммутатора 7 расположена диэлектрическая пластина 15, изготовленная, например, из полиэтилена, фторопласта-3 и фторопласта-4, причем выводы 11 и 13 конденсаторной батареи 12 соединены с зарядными разъемами 16, установленными в корпусе 1.

Стенка 17 верхнего отсека 4 выполнена перфорированной. К второй пластине 14 управляемого коммутатора 7 жестко прикреплен капсюль 6.

Корпус 1 соединен через механический элемент 18 с поплавковой камерой 19 обтекаемой формы, заполненной газом или иным материалом, плотность которого ниже плотности воды, поплавковая камера 19 снабжена узлом сцепления 20 со льдом 21.

Работа устройства происходит следующим образом.

Перед погружением в воду конденсаторная батарея 12 через зарядные разъемы 16 заряжается от источника питания (не показан). Погруженное в воду устройство для вскрытия ледяного покрова, например, через лунку фиксируется подо льдом 21 в вертикальном положении действием выталкивающей силы, создаваемой конструкцией из механического элемента 18 и поплавковой камеры 19. Устройство для вскрытия ледяного покрова прижимается поплавковой камерой 19 к нижней поверхности льда 21 и сцепляется с ней узлом сцепления 20, который удерживает устройство от горизонтального перемещения. Когда устройство для вскрытия ледяного покрова попадает в воду, последняя через перфорированную стенку 17 проникает в верхний отсек 4 и заполняет последний. Затем срабатывает система подрыва 5 и вырабатывает электрический сигнал, который инициирует подрыв капсюля 6. Ударная волна и продукты взрыва капсюля 6 «прокалывают» вторую металлическую пластину 14 и диэлектрическую пластину 15 управляемого коммутатора 7, тем самым замыкая первую 8 и вторую 14 пластины. Таким образом, срабатывает управляемый коммутатор 7. После этого конденсаторная батарея 12 разряжается на искровой промежуток между первым 9 и вторым 10 электродами, и между ними возникает электрический разряд в воде, заполнившей верхний отсек 4. Образуются ударная волна и гидродинамические течения, вызванные пульсацией парогазовой полости (Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. - Л.: Машиностроение, 1986 г.), которые через практически несжимаемую воду передаются на лед 21, вызывают разрушение последнего.

В связи с тем, что в заявляемом устройстве нет необходимости в использовании взрывчатых веществ, повышается уровень безопасности эксплуатации устройства для вскрытия ледяного покрова по сравнению с прототипом.