сооружение из льда

Формула изобретения

СООРУЖЕНИЕ ИЗ ЛЬДА, включающее массив намороженного льда, теплоизолирующий слой и охлаждающую вентиляционную систему из труб, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности сооружения, оно снабжено жесткой полой конструкцией, заполненной материалом с температурой таяния, равной или меньшей, чем у намороженного льда, и расположенной между массивом намороженного льда и теплоизолирующим слоем, а охлаждающая вентиляционная система размещена по примыкающей к массиву намороженного льда поверхности жесткой полой конструкции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, преимущественно гидротехнического, и может быть использовано для возведения ледовых гидротехнических сооружений.

Известна конструкция острова, опирающегося на дно. Начало намораживания осуществляется на припайном льду слоями. По мере возрастания намороженной массы площадка погружается в воду и садится на дно.

Недостаток такого острова - малый срок службы.

Известна конструкция для создания ледовых сооружений, выбранная в качестве прототипа, содержащая теплоизоляционный слой и систему трубопроводов. Недостаток конструкции - трудности при обеспечении надежности и долговечности гидротехнического сооружения.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности ледовых гидротехнических сооружений путем задержки проникновения температуры таяния льда в массив намороженного льда.

Указанная цель достигается тем, что в гидротехническом сооружении, включающем массив намороженного льда, теплоизолирующий слой, охлаждающую вентиляционную систему из труб, между массивом намороженного льда и теплоизолирующим слоем выполнена жесткая полая конструкция, заполненная материалом с температурой таяния, равной или меньшей, чем у намороженного льда. Охлаждающая вентиляционная система из труб выполнена по поверхности жесткой полой конструкции.

Отличием заявляемого от известных ранее решений является то, что между массивом намороженного льда и слоем теплоизоляции выполнена жесткая полая конструкция, заполненная материалом с температурой замерзания равной или меньше, чем у намороженного массива.

В известных технических решениях признаков, сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, заявителями не обнаружено. Таким образом заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

В предлагаемом техническом решении благодаря размещению жесткой полой конструкции, заполненной материалом с температурой замерзания равной или меньше, чем у намороженного льда, между изолирующим слоем и массивом намороженного льда появляется новое свойство, а именно: задержка проникновения температуры таяния в массив намороженного льда. На основании изложенного можно сделать вывод, что заявляемое устройство для обеспечения защиты ледового гидротехнического сооружения соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже изображено гидротехническое сооружение, поперечный разрез.

Ограждающая конструкция 1 выполнена по периметру ледяного сооружения, ядром которого служит массив льда 2 для поддержания конфигурации и восприятия внешних нагрузок и давления теплоизолирующего слоя 4, выполненного, например, из грунта. С внутренней поверхности по периметру теплоизоляционного слоя 4 выполнена жесткая полая конструкция 3, заполненная материалом с температурой замерзания, равной или меньшей, чем у материала намороженного массива. По наружной поверхности ледяного ядра выполнена охлаждающая вентиляционная система из труб 5.

Сооружение функционирует следующим образом. При достаточно низкой температуре воздуха путем принудительной вентиляции через охлаждающую вентиляционную систему из труб 5 понижают температуру замороженного материала, имеющего температуру замерзания, равную или меньшую, чем у намороженного массива льда. При этом температура массива намороженного льда будет значительно ниже его температуры таяния, а лед будет находиться в твердомерзлом состоянии.

При повышении температуры воздуха изотерма температуры таяния намороженного массива после прохождения ограждающей конструкции, теплоизолирующего слоя будет задерживаться в жесткой полой конструкции, заполненной материалом с температурой замерзания ниже, чем у массива намороженного льда. При этом основной массив намороженного льда будет иметь температуру ниже температуры замерзания морской воды и находиться в замерзшем состоянии. Поэтому массив намороженного льда будет сохранять несущую способность, чем и будет обеспечиваться надежность и долговечность гидротехнического сооружения.

Задержка изотермы, соответствующей температуре замерзания морской воды, будет происходить вследствие фазового превращения материала в полой жесткой конструкции.

Предлагаемое гидротехническое сооружение может возводиться путем забивки шпунта и далее с выполнением намораживания ледяного массива с параллельным устройством охлаждающей вентиляционной системы и жесткой полой конструкции с материалом, имеющим температуру замерзания равную или меньшую, чем у намораживаемого массива льда. Затем производится засыпка песка (теплоизоляционный слой). Жесткая полая конструкция, заполняемая материалом, имеющим температуру замерзания, равную или меньшую, чем у намороженного ледяного массива, может быть выполнена из бочек. Это может быть также металлический каркас, обтянутый изнутри эластичным водонепроницаемым материалом.

Изготовленные на полигоне и доставленные к месту строительства полости (емкости) укладываются по периметру намороженного ледяного массива, смораживаются и погружаются вместе с ними, являясь таким образом одновременно опалубкой для намораживания.

Строительство подобных сооружений в условиях севера ограничивается недостаточной их надежностью и долговечностью.

Использование предложенного устройства по сравнению с известными решениями позволит повысить надежность и долговечность ледовых гидротехнических сооружений, что позволит получить значительный экономический эффект за счет снижения капитальных затрат на строительство и ремонт сооружений (например причальных).