close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6377

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6377
(13) C1
(19)
7
(51) B 09B 5/00,
(12)
F 25D 31/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ БОКТЕРАННЫ УДАЛЕНИЯ ИЗ АКВАТОРИИ МИРОВОГО
ОКЕАНА ЗАТОПЛЕННЫХ РОССЫПЬЮ ВРЕДНОСТЕЙ И ДРУГИХ
ПРЕДМЕТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 19980805
(22) 1998.08.27
(46) 2004.09.30
(71) Заявители: Тявловский Михаил
Доминикович; Тявловская Люция
Болеславовна (BY)
(72) Авторы: Тявловский Михаил Доминикович; Тявловская Люция Болеславовна (BY)
(73) Патентообладатели: Тявловский Михаил Доминикович; Тявловская Люция
Болеславовна (BY)
BY 6377 C1
(57)
1. Способ удаления из акватории мирового океана затопленных россыпью вредностей
и других предметов, включающий размещение захватника над россыпью вдоль ее длины,
захват части россыпи захватником, замораживание содержащейся в захватнике массы,
включающей донный ил, вредности и другие предметы и воду, подъем образовавшегося
ледяного конгломерата на поверхность водоема, отличающийся тем, что для замораживания массы, содержащейся в цилиндрообразном захватнике, используют надеваемый на
него с обеспечением полного жесткого контакта теплообменник, через который прокачивают переохлажденный до -196 °С газообразный азот, после предварительного замерзания
содержащейся в захватнике массы систему, состоящую из захватника и теплообменника,
горизонтально смещают вдоль россыпи на 0,5-1 метра, затем приподнимают над дном водоема на высоту, достаточную для образования прочного сплошного монолитного ледяного панциря необходимой толщины.
Фиг. 1
BY 6377 C1
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для освобождения захватника от ледяного
панциря пропускают через теплообменник теплый или горячий газ или воздух, после таяния льда на поверхностях захватника и теплообменника разрушают на теплообменнике
ледяной панцирь и разъединяют захватник и теплообменник путем подъема последнего,
затем включают механизм раскрытия створок захватника и освобождают ледяной блок,
находящийся внутри захватника.
3. Устройство для удаления из акватории мирового океана затопленных россыпью
вредностей и других предметов, содержащее захватник с секционными тросами для его
опускания и подъема и теплообменник, отличающееся тем, что захватник цилиндрообразной формы включает две полуцилиндрические створки необходимой длины, в каждой
из которых с одной стороны имеется поперечная стенка, предназначенная для исключения
выплывания вредностей и других предметов из внутренней полости захватника при его
закрытии, в обеих створках и их поперечных стенках имеются окна для выхода лишней
воды при закрытии створок захватника, два механизма раскрытия и закрытия створок, при
этом величина раскрытия створок больше ширины россыпи, теплообменник включает две
нижние продольные трубы, верхнюю продольную трубу, поперечные трубы, арочный
трубопровод для распределения переохлажденного азота или нагретого газа или воздуха в
нижние продольные трубы и серьги для присоединения секционных тросов, образующие
внутреннюю поверхность теплообменника, сопрягаемую с наружной поверхностью створок захватника в закрытом состоянии, содержит секционные трубопроводы для подачи
переохлажденного азота или нагретого газа или воздуха в теплообменник и отвода отработавшего азота или нагретого газа или воздуха и секционные тросы для опускания и
подъема теплообменника.
(56)
US 5636457 A, 1997.
US 5660055 A, 1997.
WO 95/27830 A1.
SU 1145084 A, 1985.
US 4966493, 1990.
DE 3817691 A1, 1989.
JP 61021235 A, 1986.
RU 2021976 C1, 1994.
US 5416257 A, 1995.
RU 2047693 C1, 1996.
Изобретение относится к области очистки вод Мирового океана, включая Балтику и
другие водоемы Земного шара, путем удаления из них затопленных россыпью боевых отравляющих веществ (БОВ) или радиоактивных отходов, или других опасных объектов и
устройство для его осуществления. Изобретение также может быть использовано для извлечения различных предметов из Мирового океана и других водоемов.
Задача изобретения заключается в очистке вод Мирового океана, включая Балтику и
другие водоемы Земного шара, путем удаления из них затопленных россыпью корпусов,
содержащих боевые отравляющие вещества (БОВ) или радиоактивных отходов, или других
опасных объектов и вредностей, которые могут нанести непоправимый вред Мировому
океану, биосфере Земного шара и всему человечеству, или для извлечения из вод других
объектов.
Поставленная задача решается предлагаемым нами способом и устройством для его
осуществления.
Для реализации нашего способа вдоль длины россыпи корпусов, содержащих БОВ
или других объектов располагают специальное захватывающее устройство - захватник,
2
BY 6377 C1
которым захватывают часть россыпи вдоль ее длины. После этого на сомкнувшиеся
створки захватника надевают арочный трубчатый теплообменник, через который прокачивают (нагнетают) газообразный переохлажденный до -196 °С азот. После предварительного замерзания содержащейся в захватывающем устройстве массы, состоящей из
донного ила, находящихся в нем корпусов боевых отравляющих веществ и воды, систему,
состоящую из захватника и арочного трубчатого теплообменника, незначительно (на 0,5-1 м)
горизонтально смещают вдоль россыпи в направлении, противоположном россыпи. После
этого захватник с надетым на него арочным трубчатым теплообменником приподнимают
над дном водоема на высоту, достаточную для образования прочного монолитного ледяного панциря необходимой толщины. После образования панциря его поднимают на поверхность водоема. После этого используют следующее свободное такое же устройство и
снова повторяют вышеописанный технологический цикл, в результате чего постепенно и
последовательно продвигаются вдоль всей россыпи и завершают полное ее изъятие и извлечение на поверхность водоема.
Способ предусматривает также освобождение захватника и арочного трубчатого теплообменника от ледяного панциря и ледяного блока, содержащего замороженные корпуса
боевых отравляющих веществ и других предметов в донном иле. Для этого через арочный
трубчатый теплообменник пропускают теплый или горячий газ или воздух, который осуществляет поверхностное расплавление льда. Это позволяет разъединить захватник и
арочный трубчатый теплообменник путем подъема последнего. Затем посредством механизма закрытия и раскрытия створок захватника раскрывают его створки и освобождают
содержащийся в них ледяной блок.
Устройство, предназначенное для реализации вышеописанного способа, состоит из
двух основных частей: захватника и арочного трубчатого теплообменника. Захватник
имеет цилиндрообразную форму и состоит из двух продольных створок, каждая из которых напоминает ковш бульдозера. В каждой створке имеются окна для выхода воды при
смыкании створок. Посредством системы рычагов и специального механизма обе створки
могут сходиться друг с другом или расходиться на определенную величину L, называемую зевом. Зев захватывающего устройства должен быть несколько больше ширины россыпи. С одной стороны, расположенной в противоположном направлении от россыпи,
каждая створка имеет поперечную стенку.
Обе стенки при смыкании обеих створок захватника смыкаются внахлест, полностью
перекрывая торец захватника. Это препятствует выплыванию (удалению) находящихся в
полости захватника захваченных объектов, например корпусов БОВ, из этой полости в
пространство водоема, уже очищенное от извлеченных объектов. После того как обе створки сведены, на закрытый захватник надевают арочный трубчатый теплообменник, изготовленный из труб круглого или прямоугольного, или иного другого сечения.
Арочный трубчатый теплообменник представляет собой ребристую конструкцию, состоящую из двух нижних и одной верхней прямолинейных продольных труб, между которыми с равномерным шагом расположены поперечные трубы, форма которых копирует
наружную поверхность захватника в закрытом состоянии. Все трубы охладителя арочного
трубчатого теплообменника герметично соединены (сварены) между собой так, что внутренние полости всех труб соединены друг с другом. Это позволяет переохлажденному до
-196 °С газообразному азоту свободно циркулировать по всему теплообменнику, который
имеет два вертикальных патрубка. Один из них посредством дугообразной трубы - арочного трубопровода соединен с двумя нижними продольными трубами. Этот патрубок
предназначен для подачи переохлажденного до -196 °С газообразного азота в теплообменник. Второй патрубок присоединен к верхней продольной трубе и предназначен для
удаления отработавшего азота из теплообменника. Оба патрубка соединены специальными разъемами с теплоизолированными трубами, что препятствует намерзанию на них
льда. По этим трубам поступает переохлажденный азот в арочный трубчатый теплообменник и удаляется отработавший в нем азот.
3
BY 6377 C1
Указанная выше проблема и обусловленная ею задача возникли в связи с тем, что после
2-й Мировой войны в 1946-47 гг. державы антигитлеровской коалиции затопили отравляющие вещества фашистской Германии в проливах Скагеррак и Каттегат, соединяющих
Балтийское море с Северным морем, и в Балтийском море. Тогда было захоронено свыше
303 тысяч тонн БОВ. Из них 268 тысяч тонн БОВ США и Англия загрузили почти в 50
старых судов и затопили их в указанных проливах, 35 тысяч тонн затопил СССР. В нарушение договора, затопление осуществлено россыпью в 65-70 милях юго-западнее Латвийского порта Лиепая и в районе датского острова Борнхольм.
Такие же и им аналогичные захоронения имеются и в других точках акватории Мирового
океана, например в Бискайском заливе, Средиземном море, на Дальнем Востоке и т.д.
Расчеты показывают, что, с учетом скорости коррозии металлических корпусов, в которых хранятся БОВ и имеются заряды взрывчатых веществ для их распыления, через 5-7 лет
может произойти залповый выброс из этих корпусов БОВ в воды Мирового океана.
Исследования, проведенные в Англии, России и других странах, показали, что даже
одной молекулы иприта достаточно для того, чтобы вызвать мутации в течение 3-5 поколений людей. По данным других ученых эти мутагенные и онкогенные свойства могут сохраняться до 800 лет и действовать на 40-50 поколений людей.
Также следует учитывать, что за счет различных течений, флуктуаций, перемещений
массы воды в Мировом океане эти отравляющие вещества, выброшенные в Мировой океан в результате разрушения корпусов, в которых они хранились, могут поразить и привести к гибели фитопланктон, обитающий в Мировом океане и являющийся основным
генератором кислорода на Земном шаре (до 60-ти процентов кислорода на планете генерируется фитопланктоном). Это вызовет резкое снижение содержания кислорода в атмосфере Земли и, если его концентрация понизится с 21-го процента, что имеется сейчас, до
катастрофического значения, соответствующего 17 процентам и менее, человечество не
сможет существовать на Земле. Оно погибнет, погибнет также и фауна Земли.
Поэтому нельзя допускать отравления вод Мирового океана БОВ, радиоактивными
отходами и другими вредностями. Эту задачу призвано решить предлагаемое нами изобретение.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
Фиг. 1 - главный вид относительного положения основных частей устройства - захватника и арочного трубчатого теплообменника в начале технологического цикла.
Фиг. 2 - вид сбоку относительного положения основных частей устройства - захватника и арочного трубчатого теплообменника в начале технологического цикла.
Фиг. 3 - главный вид ледяного конгломерата.
Фиг. 4 - вид ледяного конгломерата сбоку.
Фиг. 5 -главный вид устройства во время извлечения из него ледяного блока, содержащего замороженные корпуса БОВ.
Фиг. 6 - вид устройства сбоку во время извлечения из него ледяного блока, содержащего замороженные корпуса БОВ.
На фиг. 1-6 изображены: 1 - створки захватника; 2 - положение створок в момент максимального раскрытия зева; 3 - окна для отвода воды с внутренней полости захватника в
процессе закрытия створок; 4 - поперечная стенка створок, препятствующая выплыванию
корпусов боеприпасов из захватника; 5 - механизм раскрытия и закрытия створок захватника; 6 - секционный трос для опускания и подъема захватника; 7 - нижняя продольная
труба арочного трубчатого теплообменника; 8 - верхняя продольная труба арочного трубчатого теплообменника; 9 - поперечные трубы арочного трубчатого теплообменника; 10 распределительный арочный трубопровод; 11 - трубопровод подачи переохлажденного
газа; 12 - трубопровод отвода отработавшего газа; 13 - серьги для присоединения тросов;
14 - секционный трос опускания и подъема охладителя; 15 - корпуса БОВ; 16 - донный ил;
17 - грунт водоема; 18 - ледяной панцирь; 19 - ледяной блок, содержащий корпуса БОВ; 20
- осколки ледяного панциря.
4
BY 6377 C1
Предлагаемый нами способ реализуется в результате выполнения следующих последовательных действий: вдоль длины россыпи корпусов БОВ, непосредственно над россыпью располагают специальный захватник, изображенный на фиг. 1 и фиг. 2; раскрывают
до максимума его створки 1 так, чтобы они полностью захватили ширину россыпи 2
(фиг. 2). Затем опускают захватник на дно водоема, закрывают створки и таким образом
захватывают часть россыпи по ее длине и всю по ее ширине (фиг. 2, позиция 2). После
этого на сомкнутый захватник надевают арочный трубчатый теплообменник (фиг. 1 и
фиг. 2) для обеспечения полного жесткого контакта с захватником и затем через теплообменник прокачивают (нагнетают) газообразный переохлажденный до -196 °С азот.
После предварительного замерзания содержащейся в захватнике массы, состоящей из
донного ила, в котором находятся корпуса боевых отравляющих веществ, и воды, систему,
состоящую из захватника и теплообменника, незначительно (на 0,5-1 метр) смещают в горизонтальном направлении, противоположном россыпи. Это необходимо для извлечения
захваченных захватником извлекаемых объектов.
После этого систему, состоящую из захватника и теплообменника, приподнимают над
дном водоема на высоту (2-3 метра), достаточную для образования прочного, монолитного переохлажденного ледяного панциря необходимой толщины, как это показано на фиг. 3
и фиг. 4. Затем подачу переохлажденного азота прекращают, а образовавшийся ледяной
конгломерат поднимают на поверхность водоема.
После этого используют другое такое же свободное устройство и снова повторяют
вышеописанный технологический цикл, в результате чего постепенно и последовательно
продвигаются вдоль всей россыпи и осуществляют полное ее изъятие и извлечение на поверхность водоема.
Предлагаемый нами способ предусматривает также освобождение захватника и теплообменника от ледяного панциря 18 (фиг. 3) и извлечение ледяного блока 19 (фиг. 6), содержащего корпуса БОВ, находящиеся в донном иле. Для этого через теплообменник
пропускают теплый или горячий газ (воздух), что позволяет осуществить поверхностное
расплавление льда. В это время вдоль нижних продольных труб теплообменника разрушают ледяной панцирь 18 и поднимают теплообменник над захватником. Затем посредством механизма закрытия и раскрытия створок захватника 5 разламывают остатки ледяного
панциря на отдельные осколки 20 (фиг. 6) и освобождают содержащийся в них ледяной
блок 19 с находящимися в нем корпусами БОВ 15. Освободившийся ледяной блок 19
складируют в холодильном бункере и по мере наполнения бункера ледяными блоками отправляют их на утилизацию или уничтожение.
Устройство, предназначенное для реализации вышеописанного способа, изображено
на фиг. 1 и фиг. 2. Оно состоит из двух основных частей: захватника и теплообменника.
Захватник цилиндрообразной формы состоит из: двух створок 1; в обеих створках, подобных ковшам бульдозера, имеются окна 3 для выхода воды из замкнутого пространства
захватника. В каждой створке с одной стороны имеется поперечная стенка 4, в которой
также имеются окна для выхода воды из закрытого захватника. Захватник содержит два
механизма 5 раскрытия и закрытия створок и два секционных троса 6 для опускания и
подъема захватника.
Арочный трубчатый теплообменник состоит из двух нижних продольных труб 7;
верхней продольной трубы 8; поперечных труб 9; арочного трубопровода 10 для распределения переохлажденного азота в нижние продольные трубы 7 теплообменника; секционного теплоизолированного (для исключения намерзания льда) трубопровода 11 для
подачи переохлажденного азота в теплообменник; секционного теплоизолированного (для
исключения намерзания льда) трубопровода 12 отвода отработавшего азота; серьги 13 для
присоединения тросов; секционных тросов 14 опускания и подъема охладителя.
Предлагаемое нами устройство работает следующим образом.
С надводного плавающего устройства посредством секционных тросов 6 опускают в
определенное место россыпи БОВ захватник так, чтобы его створки были бы максимально
5
BY 6377 C1
раскрыты (фиг 2, позиция 2). При этом величина максимального раскрытия створок L
должна быть больше максимальной ширины россыпи БОВ. Створки захватника располагают так, чтобы у начала россыпи по ее длине были бы поперечные стенки 4 створок. После
этого включают механизмы 5 закрытия створок. При закрытии створок 1 часть россыпи
БОВ захватывают вместе с донным илом, в котором они находятся. При этом поперечные
стенки 4 створок препятствуют удалению корпусов БОВ вместе с водой из захватника.
Все излишки воды при закрывании створок удаляются через окна 3, которые имеются
как в продольных, так и в поперечных стенках створок. После операции захватывания извлекаемых объектов надевают арочный трубчатый теплообменник на захватник до полного жесткого контакта с последним, как это показано на фиг. 3 и фиг. 4. Теплообменник
имеет форму своей внутренней поверхности, соответствующую наружной поверхности
створок захватника в закрытом состоянии. При достижении жесткого контакта обеих частей устройства обеспечивается максимальная площадь их контакта. Это исключительно
важно для успешного теплопереноса и осуществления замораживания захватника и содержащейся в нем массы. Затем через теплообменник пропускают переохлажденный газообразный азот. После предварительного замерзания устройство смещают в горизонтальном
направлении в сторону, противоположную россыпи, на незначительную величину (0,5-1
метр) для того, чтобы извлечь из россыпи и донного ила те корпуса БОВ, которые оказались захваченными створками. После этого захватник приподнимают над поверхностью
дна на 2-4 метра.
Затем посредством трубопровода 11 подают в арочный распределительный трубопровод 10 (фиг. 2) переохлажденный газообразный азот. Отработавший азот удаляется из охладителя через секционный трубопровод 12.
Под действием переохлажденного азота происходит замерзание воды как в захватнике,
так и снаружи. В результате образуется ледяной конгломерат 18, содержащий в себе захватник с находящимися в нем корпусами БОВ. После этого ледяной конгломерат извлекают на поверхность. В процессе извлечения конгломерата постепенно снимают
вышедшие на поверхность воды теплоизолированные секции трубопроводов 11 и 12
(фиг. 3). Тросы 6 и 14 для подъема устройства на поверхность воды сделаны секционными.
Нижние секции тросов, вмерзшиеся в ледяной конгломерат, имеют петли, в которые заправляются крюки или иные устройства, свободные от ледяного конгломерата.
Для извлечения из ледяного конгломерата ледяного блока 19 (фиг. 6) через теплообменник пропускают теплый или горячий газ или воздух. Это расплавляет приповерхностный
слой льда, прилегающий к створкам. После этого разрушают ледяной панцирь вдоль нижних продольных труб теплообменника и приподнимают теплообменник для полного освобождения захватника. Затем приводят в действие оба механизма 5 раскрытия створок 1. Эти
механизмы могут иметь автономные обогревающие устройства, обеспечивающие нормальную работу механизмов. При раскрытии створок 1 дальше разрушаются (раскалываются) остатки ледяного панциря на отдельные осколки 20. При необходимой величине
раскрытия створок освобождается ледяной блок 19, содержащий в себе корпуса БОВ 15.
Извлеченный из устройства ледяной блок 19 поступает на складирование в специальное
холодильное устройство и (или) далее на утилизацию или уничтожение.
Технико-экономическая эффективность заявленных нами способа и устройства определяются тем, что для реализации способа не нужно транспортировать к месту работ такие основные технологические материалы, как азот и воду, которые в избытке имеются на
рабочем месте. Способ и устройство характеризуются также экологической чистотой, высокой степенью надежности и производственной безопасности, высокой производительностью. Один технологический цикл имеет продолжительность не более одних суток. При
длине створок захватника 3-4 метра за один месяц может быть обработано 90-120 метров
россыпи БОВ. За один год одна бригада может обработать от 1 до 1,5 километра россыпи
БОВ. Соответствующее число бригад может выполнить всю работу по удалению (извлечению) из акватории Балтийского моря или другого водоема захороненных там россыпью
6
BY 6377 C1
БОВ за один календарный год. Это вполне возможно потому, что заявленный нами способ
не критичен к временам года и может одинаково успешно выполняться весной, летом,
осенью и зимой.
Способ и устройство также могут использоваться для извлечения из водоемов любых
других предметов. Финансовые и материальные, временные и энергетические затраты на
реализацию этого способа минимальны.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
236 Кб
Теги
патент, by6377
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа