Ледорезная машина

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 441140 А 19 5 С 5/02 ЕТЕ С: ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ И ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Кременчугский филиал Харьковского политехнического института им, В. И. Ленина (72) В. В, Костин и В. П. Черепанов (53) 621.581 (088.8)(57) Изобретение относится к ледорезным фрезерным машинам и предназначено для прорезания щелей во льду водоемов. Целью изобретения является повышение скорости резки льда и надежности работы фрезы при резке льда с твердыми включениями. Машина использует тепло выхлопных газов (ВГ) от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) или воздушно-реактивной горелки (Г). Машина содержит раму 1, лебедку 3 с тяговым тросом 4 и вращающуюся фрезу 5, Пластинчатые ножи попарно установлены на двух противоположных сторонах фрезы 5. Трубопровод 7 связывает выхлопной тракт ДВС с радиальными каналами фрезы 5 между ножами, обеспечивая нагрев фрезы 5 и подвод ВГ на лед, Фреза вращается вокруг полого вала. ВГ от ДВС по трубопроводу 7 поступают в полость вала, откуда попадают на лед при совмещении радиальных каналов фрезы 5 и отверстий в стенке вала Г может устанавливаться соосно фрезе 5. Из Г газ истекает в полость вала, нагревает фрезу 5 и направляется на забой через радиальные каналы фрезы, выполненные в форме сопла Лаваля, Радиальные каналы фрезы могут соединять полость вала канавкой для схода стружки. 2 з. и. ф-лы, 5 ил.1Изобретение относится к ледорезным фрезерным машинам и предназначено для прорезания щелей во льду водоема,Цель изобретения - повышение скорости резки льда, а также повышение надежности работы фрезы при резке льда с твердыми включениями в условиях низкой температуры.На фиг. 1 изображена ледорезная машина с фрезой, связанной посредством гибкого трубопровода с выхлопным трактом двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1, на фиг. 3 - размещение воздушно-реактивной горелки на валу; на фиг. 4 - сечение Б - Б на фиг. 3; на фиг. 5 - фреза с радиальными каналами, соединяющими полость вала для схода стружки.Ледорезная машина содержит установленные на передвижной раме 1 источник высокотемпературного газа, например двигатель 2 внутреннего сгорания, лебедку 3 с тяговым тросом 4 и вращающуюся фрезу 5. Пластинчатые ножи 6 установлены попарно на двух противоположных сторонах фрезы 5. Трубопровод 7 связывает выхлопной тракт двигателя 2 внутреннего сгорания с полым валом 8 фрезы 5 и радиальными каналами 9, выполненными вдоль фрезы 5 между ножами 6 и расположенными диаметрально противоположно.фреза 5 монтируется с возможностью вращения вокруг неподвижного полого вала 8. Полый вал 8 имеет ряд отверстий 10, выполненных в его стенке с одной стороны на уровне радиальных каналов 9, которые совмещаются при повороте фрезы 5 на 180,В качестве источника высокотемпературного газа может. быть использована воздушно-реактивная горелка 11. В этом случае радиальные каналы 9 имеют форму сопла Лаваля.Кроме того, радиальные каналы 9 и отверстия 10 в стенке вала 8 могут быть выполнены под углом, обеспечивающим и выход газа в канавку 12 для схода стружки.Ледорезная машина работает следующим образом.При работающем двигателе 2 фреза 5 вращается и режет лед ножами 6, а вся машина перемещается от лебедки 3 посредством тягового троса 4.Выхлопные газы от двигателя 2 внутреннего сгорания по гибкому трубопроводу 7 подводятся в полость вала 8, откуда попадают на забой лишь при совмещении радиальных каналов 9 на фрезе 5 и отверстий 10 на валу 8 периодически при повороте фрезы 5 на 180В случае использования газа от воздушно-реактивной горелки он истекает в полость вала 8. При этом газ интенсивно нагревает корпус фрезы 5 (температура га 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2за более 1000 К) . Проходя через радиальные каналы 9, которые выполнены в виде сопл Лаваля, газ приобретает сверхзвуковую скорость, В этом случае совместно с ножами 6 фрезы 5, разогретыми до высокой температуры, на забой воздействует жесткий сверхзвуковой высокотемпературный газовый поток,Высокотемпературный высокоскоростной газ может подводиться непосредственно в канавку 12 для схода стружки, где он расплавляет и удаляет ледяную стружку. На забой газ попадает в местах взаимодействия ножей 6 фрезы 5 со льдом.Обладая высокими термодинамическими параметрами (температура до 900 К и скорость истечения до 300 м/с), газы прогревают лед, размягчают его, плавят и частично уносят продукты разрушения из забоя. Ножи 6 фрезы 5 взаимодействуют с уже разогретым льдом (независимо от его первоначальной температуры), прочность которого значительно снижена. Снижение прочности льда способствует существенному снижению потребных усилий на фрезе 5, а следовательно, уменьшению затрат энергии, повышению эффективности фрезерования и КПД машины.Ледяная стружка, образуемая фрезой 5, при взаимодействии с газами, размягчается, тает и уносится газом из забоя. При этом снижаются энергозатраты машины на преодоление сопротивлений ледяной стружки и ее удаление из забоя, повышается КПД машины.Включения ила и мерзлого грунта под воздействием газа теряют свою прочность, легко разрушаются ножами 6 фрезы 5 и уносятся из забоя.Твердые включения (щепа, галька) под действием высокотемпературного газа выплавляются из монолита льда и удаляются из забоя.Кроме того, подогрев фрезы и льда газом повышает надежность фрезы в эксплуатации. Ее прочность не зависит от температуры окружающей среды. Производительность машины практически не зависит от первоначальной температуры льда.Воздействие на забой сверхзвуковой высокотемпературной газовой струи, генерируемой воздушно-реактивной горелкой, обеспечивает не только интенсивное разрушение льда, но и разрушение и унос включений ила, гальки, щепы и т. д., часто встречающихся в технологических водоемах. Кроме того, нагретая до высокой температуры фреза обеспечивает как механическое разрушение льда, так и его плавление, Эффективность и КПД машины в этом случае максимальны. Формула изобретения1. Ледорезная машина, содержащая установленные на передвижной раме источ1441140 ФОЕ Г Б Забои Составитель Е. НоТехред И. ВересТираж 482ого комитета СССР по делсква, Ж - 35, Раушскаяафическое предприятие, г. виковаКоррекПодписам изобретенинаб., д. 4/5Ужгород, ул. Редактор А. ОгарЗаказ 6108/40ВНИИПИ Государствен113035, МПроизводственно-полиг ор В. Романенкооей и открытий Проектная,3ник высокотемпературного газа, лебедку с тяговым тросом и установленную с возможностью вращения конусообразную фрезу с закрепленными вдоль нее попарно на противоположных сторонах ножами и имеющую канавки для схода стружки, отличающаяся тем, что, с целью повышения скорости резки льда, фреза установлена на неподвижном полом валу, полость которого соединена с источником высокотемпературного газа, при этом вдоль фрезы между парными ножами выполнены диаметрально расположенные радиальные каналы, а полый вал имеет ряд отверстий, выполненных в его 4стенке с одной стороны на уровне размещения радиальных каналов фрезы.2 Машина по п 1 отличающаясятем, что, с целью повышения надежности работы фрезы при резке льда с твердыми .включениями, источник высокотемпературного газа представляет собой воздушно реактивную горелку, а радиальные каналы фрезы выполнены в виде сопл Лаваля.3 Машина по пп 1 и 2 отличаю щаяся тем, что радиальные каналы фрезыи отверстия в стенке вала выполнены так, что обеспечивают выход газа в канавки для схода стружки.