Транспортний засіб для внесення лужних речовин у водойми

Реферат: Винахід належить до самохідного плавзасобу (1) для внесення лужних речовин у водойми. Винахід відрізняється тим, що плавзасіб має (1) щонайменше одну цистерну для запасів (2) для лужних речовин, щонайменше один всмоктувальний пристрій (3) для води з водойми, щонайменше один дозуючий пристрій (4) для одержання суспензії, а також щонайменше одну нагнітальну помпу (5) і щонайменше одну з щонайменше однією нагнітальною помпою (5) зв'язану розподілювальну форсунку 6а, 6b для розприскування суспензії на поверхню води, причому плавзасіб (1) відносно габаритів і власної ваги має такі розміри, що за допомогою транспортного засобу (7) він може транспортуватися суходолом до його відповідного місця застосування. UA 100861 C2 (12) UA 100861 C2 UA 100861 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Транспортний засіб для внесення лужних речовин у водойми Винахід відноситься до плавзасобу для внесення лужних речовин у кислі водойми для нейтралізації й подальшого догляду цих водойм, зокрема, так званих озер, що утворені на місці вибраного кар'єру відкритим способом, які внаслідок історії їх виникнення мають високу кислотність і із припливом кислих потоків ґрунтових вод потребують довготривалого спостереження відносно підтримки нейтрального водного режиму. Надалі винахід відноситься до розташування для внесення лужних речовин у водоймі. Без створення нейтральних і гідрохімічно дозволених умов у таких водоймах є неможливим їх впуск у відкриті проточні води. До цього слід додати, що при припливі кислотоутворюючої ґрунтової води з доданим потім в озерах, що утворені на місці вибраного кар'єру відкритим способом, контактуванням з атмосферою й разом з тим процесами окиснення, що протікають, насамперед перетворенням двохвалентного заліза у тривалентне тощо, далі у водойми піднімається кислотний потенціал й у такий спосіб озеро діє як кислотний генератор й розташовані вниз за течією території навантажуються кислими ґрунтовими й при певних умовах також поверхневими водами. Тому поряд зі стартовою нейтралізацією в більшості випадків для таких водойм потрібні циклічно повторювані подальше спостереження і обробка для підтримки нейтрального режиму. З рівня техніки відомо, що за допомогою так званого способу in-lake (в озері) є можливою як стартова нейтралізація, так і подальший догляд таких водойм. В документі DE 19 961 243 описано, що за допомогою ресуспендування енергетичних попелів, які утворюються, приміром, від згоряння бурого вугілля, з ще наявною основною місткістю, може бути здійснена нейтралізація кислих озер, утворених в відкритих кар'єрах. Проте, цей метод обмежений місцезнаходженнями, де поблизу в розпорядженні є подібні залишкові речовини. Доставка таких речовин з великих відстаней є неприйнятною з причин витрат. Інший спосіб згідно з документом DE 103 04 009.9 має своєю метою те, що за допомогою технології in-Lake (в озері) лужно діючі речовини як, наприклад, гідроокис кальцію (Ca(OH) 2), нелюсоване вапно (CaO) або відповідні доломіти, або натровий луг спеціальними розподільними пристроями розподіляють у водоймі так, що якомога більше застосованої речовини в озері піддається взаємодії у лужність і цим досягається високий ступінь ефективності при зниженні кислотності. До того ж розподільний пристрій сконструйований як розподільний трубопровід довжиною від 50 м до 2000 м і шириною від 5 см до 40 см, який прокладений в озері плаваючим над поплавком. Проте, в багатьох випадках витрати на такий процес є неприйнятними, так що це й досі майже не знаходить застосування. В документі DE 20 2004 002 159.5 описане розташування, яке складається з комбінації за допомогою паливозаправника/ автомобіля-цистерни для перевезення сипких речовин, контейнера для проміжного зберігання й плаваючого пересувного пристрою, що вносить, у вигляді плаваючої на понтоні цистерни з великою кількістю випускних отворів, яке тягнеться плавзасобом (буксирний корабель) через відкриту водойму. Розподіл можливих застосовних речовин відбувається через спеціальні пристрої на пересувній плаваючій одиниці. Однак в більшості випадків при такому рішенні також не можуть бути виконані економічно виправдані проекти. Задачею винаходу є створення пересувного пристрою для внесення лужно діючих речовин у кислі водойми, придатного як для стартової нейтралізації, так і для подальшого догляду, яке має дуже просту конструкцію, гарантує високу специфічну продуктивність при внесенні речовин насамперед у зв'язку з високим ступенем перетворення лужної застосовної речовини і може застосовуватися для нейтралізації водойми без великих витрат і видатків у різних місцях. Відповідно до винаходу задача вирішується за допомогою самохідного плавзасобу для внесення лужних речовин у водойму шляхом того, що плавзасіб має щонайменше одну цистерну для запасів для лужних речовин, щонайменше один всмоктуючий пристрій для води з водойми, щонайменше один дозуючий пристрій для одержання суспензії, а також щонайменше одну нагнітальну помпу і щонайменше одну зв'язану з щонайменше однією нагнітальною помпою розподілювальну форсунку для розприскування суспензії на поверхню води, причому відносно габаритів і власної ваги плавзасіб визначений таким чином, що він є транспортабельним за допомогою транспортного засобу суходолом до його відповідного місця експлуатації. У відповідному до винаходу плавзасобі різні необхідні для нейтралізації водойми компоненти, а саме всмоктуючий пристрій для водозабору з озера, дозуючий пристрій для одержання суспензії з відібраної води і застосовних лужних речовин, транспортуючі агрегати для суспензії й розподілювальний пристрій для розприскування суспензії на поверхню води 1 UA 100861 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 поєднані у високо-мобільну технічну одиницю таким чином, що для специфічних умов відповідної водойми надані оптимальні умови для найвищої рентабельності. Плавзасіб виконаний таким чином, що він може бути застосовним з засобами дорожнього транспорту і за допомогою мобільних допоміжних механізмів біля будь-якого берегового місця кар'єрного озера. Поповнення запасів нейтралізуючої речовини в плавзасобі розроблене таким чином, що можуть застосовуватися як тверді, так і рідкі речовини. Завдяки поверхневому розприскуванню суспензії через розподілювальну форсунку досягають великого радіуса дії, так що з порівняно незначним числом поїздок для внесення може бути оброблена велика площа водойми. У такий спосіб з високим ступенем ефективності забезпечується оптимальна за витратами і швидка обробка кислих водойм як у рамках стартової нейтралізації, так і подальшого догляду. Як постачальники лужності переважно застосовують нелюсоване вапно, випалений доломіт, вапно й доломітове молоко, гідроокис кальцію, доломітовий гідроокис кальцію, їдкий натр й порівнянні продукти. Домішування цих продуктів у водний потік відбувається переважно на всмоктувальному боці транспортуючого агрегату за допомогою дозуючого пристрою, який точно регулює концентрацію речовин кожного разу застосованої лужної речовини в суспензії, яку вносять. Згідно з першою формою здійснення винаходу передбачено, що плавзасіб має довжину між 5 і 15 м, переважно від 8 до 12 м, ширину від 2 до 4 м, переважно від 3,0 до 3,5 м, і висоту від 1,5 до 4 м. Таким чином, з одного боку, забезпечується досить висока місткість - переважно 3 резервуар для зберігання має вантажомісткість  3 м - для лужних речовин. З іншого боку, гарантується, що плавзасіб, як тільки він навантажений на відповідний транспортний засіб, на якому він може транспортуватися дорогами загального користування між різними місцями застосування. До того ж власна вага плавзасобу переважно становить максимально 20 т., переважно максимально 12 т. Концентрація речовин, необхідна на кожну одиницю площі на поверхні водойми, для економічно оптимальної витрати речовин регулюється швидкістю руху плавзасобу, яка переважно знаходиться в межах від 2 до 30 км/год., і встановленою в дозуючому пристрої концентрацією суспензії таким чином, що досягають повної взаємодії речовин у водоймі. При цьому окремі цикли руху судна відповідно до часу й місця керуються морфологією й погодними умовами у відповідному місцезнаходженні. Концентрація речовин суспензії, що вноситься, може регулюватися за допомогою регулювального механізму або передбаченого в дозуючому пристрої регулюванні витрати використовуваних лужних речовин для усмоктувального трубопроводу суспензійної нагнітальної помпи, або кількістю води, яка всмоктується з озера. Згідно з іншою переважною формою здійснення винаходу в передній частині плавзасобу передбачений впускний отвір всмоктувального обладнання. Ця позиція в напрямку руху судна сприяє тому, що виникаючий зі швидкістю руху корабля швидкісний тиск енергетично використовується для подання води для одержання суспензії. Зокрема, на початку нейтралізації водойми, приміром, озера, що залишилося від розробки відкритим способом, воно має ще дуже низьке значення pH і в такий спосіб викликає сильну корозію. Відповідно до цього обшивка плавзасобу згідно з винаходом виконана з нержавіючого матеріалу, переважно нержавіючого металевого матеріалу. Переважно обшивка виконана головним чином з алюмінію. Для рівномірного і великого внесення лужної суспензії вирішальне значення має виконання й направлення передбаченої на плавзасобі відповідно до винаходу щонайменше однієї розподілювальної форсунки. Тому згідно з наступною переважною формою здійснення винаходу передбачено, що плавзасіб має дві розподілювальні форсунки і кожна з розподілювальних форсунок випорскує суспензію з відповідної сторони плавзасобу під кутом () від 30° до 110° до напрямку руху плавзасобу й одночасно під кутом () від 10° до 60° до поверхні води. При цьому переважні розподілювальні форсунки мають такі визначені розміри й взаємодіють з щонайменше однією нагнітальною помпою таким чином, що суспензія вноситься зі швидкістю витікання від 5 до 50 м/сек. Поряд з поверхневим внесенням лужної суспензії також може бути раціональним введення суспензії безпосередньо в більш глибокі шари водойми, зокрема, в гіполімніон. До того ж плавзасіб нижче ватерлінії переважно має щонайменше одну розподілювальну форсунку для введення суспензії в більш глибокі шари води. Далі зазначена спочатку задача вирішується за допомогою розташування для внесення лужних речовин у водойми, причому розташування включає плавзасіб за будь-яким з пунктів від 1 до 11, а також транспортний засіб для наземного транспортування плавзасобу й одиницю для запасів лужних речовин, якими навантажується плавзасіб. 2 UA 100861 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Як транспортний засіб переважно застосовується автомобіль з великою вантажопідйомністю. Одиниця для запасів для лужних речовин переважно виконана як автоцистерна, так що гарантується повна мобільність усього розташування. Надалі винахід пояснюється детальніше за допомогою фігур, що представляють приклад виконання. Показано: Фіг. 1самохідний плавзасіб відповідно до винаходу для внесення лужних речовин у водойми у вигляді бічного часткового перерізу, Фіг. 2розпилення суспензії, утвореної з лужної речовини і озерної води, через розподілювальні форсунки плавзасобу з Фіг. 1 у вигляді збоку, Фіг. 3розприскування суспензії плавзасобом з Фіг. 1 у горизонтальній проекції, Фіг. 4плавзасіб з Фіг. 1 у навантаженому на транспортний засіб стані, Фіг. 5спуск на воду плавзасобу з Фіг. 1 і Фіг. 6заповнення плавзасобу з Фіг. 1 лужною речовиною для розпилення на поверхню води. На Фіг. 1 показаний відповідний до винаходу самохідний плавзасіб для внесення лужних речовин у водойми. Плавзасіб виконаний як човен 1 і з боку корми має кабіну керування 1a, а також привідний механізм і механізм керування (обидва не показані). Відповідно до винаходу в корпусі човна 1 розташовані контейнер для запасів 2 лужних речовин, всмоктувальний пристрій 3 для води з водойми, що піддають нейтралізації, дозуючий пристрій 4 для одержання суспензії із всмоктаної води й лужної речовини, що знаходиться у контейнері для запасів 2, й нагнітальна помпа 5. Нагнітальна помпа 5 пов'язана з двома розташованими на передній палубі розподілювальними форсунками 6a, 6b для розприскування суспензії, одержаної в дозуючому пристрої 4, на поверхню води водойми, що піддають нейтралізації. Надалі човен 1 включає іншу форсунку 6c, яка розташована в частині кіля човна 1 і спрямована на глибину, так що одержана в дозуючому пристрої 4 суспензія через нагнітальну помпу 5 може також вноситися у більш глибокі водні шари. Також не представлений у корпусі судна 1b передбачений механізм керування, завдяки якому в дозуючому пристрої 4 може точно встановлюватися концентрація суспензії. Відповідно до винаходу човен 1 відносно його габаритів і його власної ваги має такі розміри, що це може транспортуватися за допомогою транспортного засобу 7 (див. фігури 4 і 5) суходолом до його відповідного місця застосування. До того ж човен 1 має довжину в 5-15 м, переважно 8-12 м, ширину 2-4 м, переважно 3-3,5 м і висоту 1,5-4 м. Власна вага човна 1 становить максимально 20 т, в даному випадку 10 т, так що він без проблем може транспортуватися транспортним засобом 7 в навантаженому стані дорогами загального користування між різними місцями знаходження. Вантажопідйомність човна 1 також приблизно становить 10 т, так що в повністю навантаженому стані на початку циклу руху загальна маса складає 20 т. Тому що кислі водойми, зокрема, на початку нейтралізації сильно атакують сприйнятливі до корозії матеріали, то обшивка човна 1 складається, щонайменше, з матеріалу, що не піддається корозії, зокрема, з алюмінію. Згідноз винаходом одержана в дозуючому пристрої 4 суспензія виводиться на поверхню водойми через систему розподілювальних форсунок. Вона складається з однієї або декількох розташованих нерухомо або рухомо у фронтовій частині човна 1 окремих форсунок. Як уже було зазначено, система розподілювальних форсунок утворюється за допомогою двох розташованих на передній палубі поворотних розподілювальних форсунок 6a, 6b. Вони, як показано на Фіг. 3, розташовані поруч і у такий спосіб покривають сторону лівого борту (форсунка 6a) і сторону правого борту (форсунка 6b) човна 1. Однак форсунки 6a, 6b тільки з причин наочності представлені послідовно у виглядах бокової проекції фігур 1 і 2, а також 4-6. Дані розподілювальні форсунки 6a, 6b рухаються як у горизонтальному напрямку (це кутовий діапазон , див. Фіг. 3), так і у вертикальному напрямку (кутовий діапазон , див. Фіг. 3). У такий спосіб розподілювальні форсунки 6a, 6b можуть встановлюватися відповідно під кутом  від 30° - 110° до напрямку руху човна 1 і одночасно під кутом  від 10° - 60° до поверхні води. Далі розподілювальні форсунки 6a, 6b мають такі розміри й взаємодіють з нагнітальною помпою 5 таким чином, що одержана в дозуючому пристрої 4 суспензія розбризкується на водяну поверхню з вихідною швидкістю від 5-50 м/сек. Таким чином цілеспрямовано досягається спектр розпилення й водяна поверхня з обох боків човна 1 гомогенно й подібно килиму покривається лужною суспензією, як показано на Фіг. 3, причому ширина килима обробки, що утворюється, кожного разу переважно становить від 10 до 80 м по обидві боки човна 1. На поверхні водойми на кожну одиницю площі необхідна концентрація речовин для економічно оптимальної витрати речовини регулюється швидкістю руху судна в межах від 2 до 30 км/год. і одержаною в дозуючому пристрої 4 концентрацією суспензії таким чином, що у 3 UA 100861 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 водоймі досягають повної взаємодії речовин. При цьому окремі цикли руху судна відповідно до часу й місця залежать від морфології й погодних умов у відповідному місцезнаходженні. Концентрація речовини суспензії, яку вносять, може регулюватися в дозуючому пристрої 4 за допомогою регулюючого пристрою або кількісним регулюванням застосовуваних лужних речовин для всмоктувального трубопроводу суспензійної нагнітальної помпи 5, або кількістю води, яка всмоктується з озера. Принцип винаходу надалі ще раз роз'ясняється за допомогою конкретного прикладу. Відповідний до винаходу транспортабельний плавзасіб (човен) 1 з загальною масою у 20 т. і вантажопідйомністю 10 т. для лужних речовин пересувається по водоймі, яку обробляють, зі швидкістю 25 км/год. Через розташований під водою в носовій частині човна 1 отвір необхідну для одержання суспензії озерну воду пускають в усмоктувальний трубопровід суспензійної 3 нагнітальної помпи 5 в кількості 500 м /год. В усмоктувальний трубопровід помпи 5 через дозуючий пристрій 4 з цистерни для запасів 2 човна 1 дозують лужну речовину у кількості 100 3 м /год., так що утворюється 20 % суспензія. Ця суспензія скеровує нагнітальну помпу 5, яка доводить суспензію до необхідного для широкого внесення тиску у 4 бар і скеровує розподілювальні форсунки 6a, 6b через систему труб. Розподілювальні форсунки 6a, 6b випорскують на поверхню води суспензію зі швидкістю витікання з форсунок у 25 м/сек. ліворуч і праворуч до напрямку руху човна 1 під кутом  до напрямку руху у 80°, так що ліворуч і праворуч поряд із човном 1 кожного разу утворюється подібна до килима смуга обробки води шириною у 30 м, в якій лужна речовина відразу вступає в реакцію з озерною водою і піддається повній взаємодії. Встановлена за допомогою досягнутої таким чином оброблюваної поверхні у 2 125.000 м протягом 10 хв. концентрація речовини в поверхні озера дає насамперед чудові умови реакції для 100 % взаємодії речовин у водоймі, яку обробляють. Концентрація речовини кожного разу застосованого лужного матеріалу у вихідній суспензії пристосовується дозуючим пристроєм 4 і системою регулювання до умов озерної води. Окремі маршрути човна 1 розробляють таким чином, що дотримуючись морфології відповідної водойми й пануючих у водяній поверхні викликаних вітром течій весь об'єм озерної води, що знаходиться в гіполімніоні, рівномірно насичується лужною речовиною. Коли човен 1 сконструйований з кабіною керування la, так що керуючий човном безпосередньо управляє циклом руху і спостерігає, мається на увазі те, що цикли руху також можуть проводитися з берега дистанційним керуванням, приміром, за допомогою GPS. На Фіг. від 4 до 6 тепер представлене відповідне до винаходу розташування для внесення лужних речовин у водойми. Воно включає човен 1, як описаний вище, а також транспортний засіб 7 для наземного транспортування човна 1 і одиницю для запасів 8 для лужних речовин якими навантажується човен 1. Одиниця для запасів 8 в даному випадку виконана як автоцистерна 8 і тим самим також є мобільною. На Фіг. 4 човен 1 представлений в навантаженому на транспортний засіб 7 стані. Фіг. 5 показує, як човен 1 на березі водойми, яку піддають нейтралізації, приміром, кар'єрного озера, за допомогою придатної одиниці вантажної платформи 7a, яка є складовою частиною транспортного засобу 7, спускають на воду. Навантаження човна 1 проходить відповідним чином, наприклад, за допомогою линвової лебідки. На Фіг. 6 представлено, як спущений до води човен 1 безпосередньо до початку рухового циклу через відповідний трубопровід навантажують лужним матеріалом, приміром, гідроокисом кальцію. Також можливими є інші види навантаження у випадку твердих лужних речовин, наприклад, через самоскид. 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 60 1. Самохідний плавзасіб (1) для внесення лужних речовин у водойми, який відрізняється тим, що плавзасіб має (1) щонайменше одну цистерну для запасів (2) для лужних речовин, щонайменше один всмоктуючий пристрій (3) для води з водойми, щонайменше один дозуючий пристрій (4) для одержання суспензії, а також щонайменше одну нагнітальну помпу (5) і щонайменше одну з щонайменше однією нагнітальною помпою (5) зв'язану розподілювальну форсунку (6а, 6b) для розприскування суспензії на поверхню води, причому плавзасіб (1) відносно габаритів і власної ваги має такі розміри, що він може транспортуватися за допомогою транспортного засобу (7) суходолом до його відповідного місця застосування. 2. Плавзасіб (1) за пунктом 1, який відрізняється тим, що плавзасіб (1) має довжину між 5 і 15 м, переважно від 8 до 12 м, ширину від 2 до 4 м, переважно від 3,0 до 3,5 м, і висоту від 1,5 до 4 м. 3. Плавзасіб (1) за пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що власна вага плавзасобу становить (1) максимально 20 т, переважно максимально 12 т. 4 UA 100861 C2 5 10 15 20 25 4. Плавзасіб (1) за будь-яким з пунктів від 1 до 3, який відрізняється тим, що його щонайменше 3 одна цистерна для запасів (2) має вантажомісткість ≥3 м . 5. Плавзасіб (1) за будь-яким з пунктів від 1 до 4, який відрізняється тим, що в передній частині плавзасобу (1) передбачений усмоктувальний отвір (3) всмоктувального пристрою. 6. Плавзасіб (1) за будь-яким з пунктів від 1 до 5, який відрізняється тим, що щонайменше обшивка плавзасобу (1) виконана з нержавіючого матеріалу. 7. Плавзасіб (1) за пунктом 6, який відрізняється грим, що обшивка переважно складається з алюмінію. 8. Плавзасіб (1) за будь-яким з пунктів від 1 до 7, який відрізняється тим, що плавзасіб (1) має дві розподілювальні форсунки (6а, b) й кожна з розподілювальних форсунок (6а, b) випорскує суспензію з кожного боку плавзасобу (1) під кутом () від 30° до 110° до напрямку руху плавзасобу (1) і одночасно під кутом (β) від 10° до 60° до поверхні води. 9. Плавзасіб (1) за будь-яким з пунктів від 1 до 8, який відрізняється тим, що щонайменше одна розподілювальна форсунка (6а, b) має такі розміри й взаємодіє з щонайменше однією нагнітальною помпою (5) таким чином, що суспензія випорскується зі швидкістю витікання від 5 до 50 м/сек. 10. Плавзасіб (1) за будь-яким з пунктів від 1 до 9, який відрізняється тим, що плавзасіб (1) має повідний механізм, який уможливлює швидкість руху між 2 і 30 км/год. 11. Плавзасіб (1) за будь-яким з пунктів від 1 до 10, який відрізняється тим, що плавзасіб (1) нижче ватерлінії має щонайменше одну розподілювальну форсунку (6с) для впуску суспензії в більш глибокі шари водойми. 12. Пристосування для внесення лужних речовин у водойму, причому пристосування включає плавзасіб (1) за будь-яким з пунктів від 1 до 11, а також транспортний засіб (7) для наземного транспортування плавзасобу (1) і одиницю для запасів (8) для лужних речовин, якими навантажують плавзасіб (1). 13. Пристосування за пунктом 12, яке відрізняється тим, що одиниця для запасів сконструйована як автоцистерна (8). 5 UA 100861 C2 6 UA 100861 C2 7 UA 100861 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8