Способ GLORIA DEO удаления из водоемов затопленных россыпью вредностей и опасных предметов и устройство для его осуществления

25 31/00, 21 9/04 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБУДАЛЕНИЯ ИЗ ВОДОЕМОВ ЗАТОПЛЕННЫХ РОССЫПЬЮ ВРЕДНОСТЕЙ И ОПАСНЫХ ПРЕДМЕТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(72) Авторы Тявловский Михаил Доминико(22) 1998.09.28 вич Тявловская Люция Болеславовна(46) 2004.09.30 Тявловская Тереза Михайловна Тявлов(71) Заявители Тявловский Михаил Домиский Анатолий Александрович Курзова никович Тявловская Люция БолеслаВиктория Михайловна Курзов Игорь вовна Тявловская Тереза Михайловна ВасильевичТявловский Анатолий Александро- (73) Патентообладатели Тявловский Михаил вич Курзова Виктория Михайловна Доминикович Тявловская Люция БолеКурзов Игорь Васильевичславовна Тявловская Тереза Михайловна Тявловский Анатолий Александрович Курзова Виктория Михайловна Курзов Игорь Васильевич(57) 1. Способ удаления из водоемов затопленных россыпью вредностей и опасных предметов, включающий размещение захватника над россыпью вдоль ее длины, опускание на дно водоема, захват части россыпи захватником, через который прокачивают хладагент и подъем после замерзания содержащейся в захватнике массы в виде ледяного конгломерата на поверхность водоема, отличающийся тем, что используют цилиндрообразный двухстворчатый захватник, через змеевики которого прокачивают газообразный хладагент, причем после предварительного замерзания содержащейся в захватнике массы,его приподнимают над дном водоема на высоту, достаточную для образования прочного,одинаковой толщины со всех сторон, ледяного панциря. 6364 1 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве газообразного хладагента используют переохлажденный до -196 С газообразный азот. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что после подъема ледяного конгломерата на поверхность водоема через змеевики захватника прокачивают теплый или горячий газ или воздух, плавят лед только на наружной и внутренней поверхностях захватника, разрушают на нем ледяной панцирь, включают механизм раскрытия створок захватника и освобождают ледяной блок, содержащий в себе извлеченные из водоема предметы. 4. Устройство для удаления из водоемов затопленных россыпью вредностей и опасных предметов, содержащее захватник со змеевиками и секционные тросы для его опускания и подъема, отличающееся тем, что захватник включает две створки цилиндрообразной формы необходимой длины, с одной стороны которых выполнены поперечные стенки, в обеих створках и их поперечных стенках имеются окна для выхода лишней воды при закрытии створок, а змеевики из трубы круглого или прямоугольного сечения закреплены на внешней стороне каждой створки и соединены сильфонами с патрубками подачи и отвода хладагента или нагретого воздуха или газа, механизмы раскрытия и закрытия створок и приспособления для обогрева механизмов, теплоизолированный гибкий эластичный трубопровод, состоящий из двух труб, соединенный посредством соединительной муфты с патрубками.(56)5636457 , 1997.5660055 , 1997.95/27830 1.1145084 , 1985.4966493, 1990.3817691 1, 1989.61021235 , 1986.2021976 1, 1994.5416257 , 1995.2047693 1, 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 предметов. 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 в контейнерах, которые могут нанести непоправимый вред Мировому океану, биосфере Земного шара и всему человечеству или для извлечения из вод других объектов или любых других предметов. Поставленная задача решается предлагаемым нами способом и устройством для его осуществления. Для реализации нашего способа вдоль длины россыпи корпусов, содержащих БОВ,или вдоль других объектов располагают специальное захватывающее устройство - цилиндрообразный двухстворчатый захватник, которым захватывают часть россыпи вдоль ее длины. На внешней поверхности цилиндрообразного двухстворчатого захватника имеется трубчатый змеевик, через который прокачивают (нагнетают) газообразный переохлажденный азот (до -196 С). После предварительного замерзания содержащейся в захватывающем устройстве массы, состоящей из донного ила, находящихся в нем корпусов боевых отравляющих веществ и воды, цилиндрообразный двухстворчатый захватник не 2 6364 1 значительно (на 0,5-1 метр) горизонтально смещают вдоль россыпи в направлении, противоположном россыпи для того, чтобы отсоединить замерзшую массу от россыпи, находящейся на дне. После этого цилиндрообразный двухстворчатый захватник приподнимают над дном водоема на высоту, достаточную для образования прочного монолитного ледяного панциря необходимой толщины и выдерживают в течение времени, достаточного для образования ледяного панциря, после чего всю систему поднимают на поверхность водоема. Способ предусматривает также освобождение цилиндрообразного двухстворчатого захватника от ледяного панциря и извлечение ледяного блока, содержащего корпуса боевых отравляющих веществ в донном иле. Для этого через трубчатые змеевики захватника прокачивают теплый или горячий воздух, который осуществляет поверхностное расплавление льда. Плавят лед только на наружной и внутренней поверхностях захватника с целью разрушения на нем ледяного панциря. Посредством механизма закрытия и раскрытия створок раскрывают захватник и освобождают ледяной блок, содержащий в себе извлеченные из водоема предметы. Устройство, предназначенное для реализации вышеописанного способа, содержит цилиндрообразный захватник со змеевиками и секционные тросы для его опускания и подъема. Захватник включает две продольные створки цилиндрообразной формы необходимой длины, с одной стороны которых выполнены поперечные стенки. Посредством системы рычагов и специального механизма обе створки могут сходиться друг с другом или расходиться на определенную величину , называемую зевом. Зев захватывающего устройства должен быть несколько больше ширины россыпи . Каждая створка цилиндрообразной формы имеет поперечную стенку со стороны, направленной в противоположную сторону от россыпи. Обе стенки при смыкании обеих створок захватника смыкаются внахлест, полностью перекрывая торец захватника. Это препятствует выплыванию (удалению) находящихся в полости цилиндрообразного двухстворчатого захватника захваченных объектов, например, корпусов БОВ из этой полости в пространство водоема, уже очищенное от извлеченных объектов. В обеих створках и их поперечных стенках имеются окна для выхода лишней воды при закрытии створок. Змеевики, изготовленные из трубы круглого или прямоугольного сечения, закреплены на внешней стороне каждой из створок и соединены посредством сильфонов с патрубками подачи и отвода хладагента или нагретого воздуха или газа. Один патрубок предназначен для подачи переохлажденного газообразного азота (до -196 С) в змеевики. Второй патрубок предназначен для удаления отработавшего азота из змеевиков. Оба патрубка посредством специальной муфты соединены с теплоизолированным гибким эластичным трубопроводом, состоящим из двух труб. Это препятствует намерзанию на них льда. После того, как обе створки сведены, в змеевики закрытого захватника подают переохлажденный азот. Устройство также оснащено механизмами раскрытия и закрытия створок и приспособлениями для их обогрева. Указанная выше проблема и обусловленная ею задача возникли в связи с тем, что после 2-ой Мировой войны в 1946-47 гг. державы антигитлеровской коалиции затопили отравляющие вещества фашистской Германии в Балтийском море и в проливе Скагеррак,соединяющем Балтийское море с Северным морем. Тогда в этой акватории Мирового океана 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 указанном проливе. СССР затопил россыпью 35 тысяч тонн БОВ в Балтийском море в районе города Лиепая и острова Борнхольм. Аналогичные захоронения имеются и в других точках акватории Мирового океана. Расчеты показывают, что, с учетом скорости коррозии металлических корпусов, в которых хранятся БОВ и заряды взрывчатых веществ для их распыления, через 5-7 лет может произойти залповый выброс БОВ в воды Мирового океана. 3 6364 1 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 и 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 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, человечество не сможет существовать на Земле. Оно погибнет, погибнет также и фауна Земли. Установлено, что совместное отравляющее действие БОВ и радиоактивных отходов усиливается почти в одну тысячу раз по сравнению с токсичностью каждого из указанных веществ в отдельности. 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 цилиндрообразного двухстворчатого захватника. Фиг. 2. Вид цилиндрообразного двухстворчатого захватника сбоку во время захвата россыпи корпусов БОВ. Фиг. 3. Главный вид ледяного конгломерата, содержащего в себе цилиндрообразный двухстворчатый захватник с находящимися в нем корпусами БОВ. Фиг. 4. Вид ледяного конгломерата сбоку. Фиг. 5. Главный вид разрушенного ледяного конгломерата. Фиг. 6. Вид сбоку разрушенного ледяного конгломерата. На фиг. 1-6 изображены 1 - створки цилиндрообразного двухстворчатого захватника 2 - исходное положение створок цилиндрообразного двухстворчатого захватника 3 - поперечная стенка створок для исключения выплывания корпусов БОВ или других предметов из захватника 4 - змеевик для подачи хладагента, приваренный к створке захватника 5 - окна для выхода лишней воды из внутренней полости захватника в процессе закрытия его створок 6 - механизм раскрытия и закрытия створок захватника 7 - секционный трос для опускания и подъема цилиндрообразного двухстворчатого захватника 8 - сильфонные соединения змеевиков с патрубками 9 - патрубок для подачи переохлажденного хладагента, например, азота в змеевик 10 - патрубок для отвода отработавшего хладагента 11 соединительная муфта 12 - гибкий теплоизолированный синтетический двойной трубопровод для подачи и отвода хладагента 13 - контуры корпусов БОВ или других предметов 14 - грунт дна водоема 15 - ледяной панцирь 16 - осколки ледяного панциря 17 - ледяной блок, содержащий в себе замороженные корпуса БОВ. Предлагаемый нами способ реализуется в результате выполнения следующих последовательных действий вдоль длины россыпи корпусов непосредственно над россыпью располагают специальный цилиндрообразный захватник, изображенный на фиг. 1 раскрывают до максимума створки захватника 1 так, чтобы они полностью захватили ширину россыпи (фиг. 2). Затем опускают двухстворчатый захватник на дно водоема, закрывают створки цилиндрообразной формы и таким образом захватывают часть россыпи по ее длине и всю по ее ширине. После этого через змеевик 4 прокачивают (нагнетают) газообразный переохлажденный азот (до -196 С). Путь следования переохлажденного азота по змеевику показан стрелками на фиг. 1 и фиг. 3. 4 6364 1 После предварительного замерзания содержащейся в цилиндрообразном двухстворчатом захватнике-охладителе массы, состоящей из воды и донного ила, в котором находятся корпуса боевых отравляющих веществ, всю систему захватника незначительно (на 0,51 метр) смещают в горизонтальном направлении, противоположном россыпи. Это необходимо для извлечения тех извлекаемых объектов, которые были взяты цилиндрообразным захватником. После этого цилиндрообразный двухстворчатый захватник приподнимают над дном водоема на высоту (2-4 метра), достаточную для образования прочного, монолитного наружного ледяного панциря необходимой толщины, как это показано на фиг. 3 и выдерживают в таком положении в течение времени, достаточного для образования этого панциря. Затем подачу переохлажденного азота прекращают, а образовавшийся ледяной конгломерат поднимают на поверхность водоема. Предлагаемый нами способ предусматривает также освобождение цилиндрообразного двухстворчатого захватника от ледяного панциря 15 (фиг. 3 и фиг. 4) и ледяного блока 17,содержащего корпуса БОВ. Для этого через змеевики 4 (фиг. 3) , выполняющие в данном случае функцию нагревателя пропускают теплый или горячий газ (воздух). Это позволяет осуществить поверхностное расплавление льда. Плавят лед только на наружной и внутренней поверхностях захватника с целью разрушения наружного ледяного панциря. Затем посредством механизма 6 закрытия и раскрытия створок цилиндрообразного двухстворчатого захватника разламывают остатки ледяного панциря на отдельные куски 16 (фиг. 5 и фиг. 6) и освобождают содержащийся в них ледяной блок 17 с находящимися в нем корпусами БОВ или другими предметами (фиг. 6). Освободившийся ледяной блок 17, содержащий в себе извлеченные из водоема корпуса боевых отравляющих веществ 13 или других предметов, складируют в холодильном бункере и по мере наполнения бункера ледяными блоками, отправляют их на утилизацию или уничтожение. 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. Устройство, предназначенное для реализации вышеописанного способа, изображено на фиг. 1. и фиг. 2. Оно состоит из двух створок 1 цилиндрообразного двухстворчатого захватника каждая створка имеет одну поперечную стенку 3. На внешней стороне каждой створки укреплен, например, приварен, змеевик 4, изготовленный из трубы круглого или прямоугольного сечения. При этом прямоугольное сечение трубы является более предпочтительным, т.к. труба прямоугольного сечения, приваренная к створке большей стенкой,обеспечивает бльшую хладо- и теплоотдачу массе металла створки, а, следовательно,массе воды и предметов, захваченных при закрытии цилиндрообразных створок захватникаохладителя. В каждой створке 1 захватника и в каждой поперечной стенке 3 имеются окна 5 для выхода лишней воды с внутренней полости захватника-охладителя в процессе захвата предметов со дна водоема при закрытии створок. Устройство также содержит механизмы 6 раскрытия и закрытия створок цилиндрообразного двухстворчатого захватника-охладителя (в каждом механизме 6 имеется автономное устройство для подогрева) секционные тросы 7 для опускания и подъема цилиндрообразного двухстворчатого захватника-охладителя сильфонные соединения 8 змеевиков 4 с патрубком 9 для подачи переохлажденного газообразного хладагента, например азота, в змеевик 4 и с патрубком 10 для отвода отработавшего хладагента. Специальная муфта 11 предназначена для соединения патрубков 9 и 10 с гибким теплоизолированным синтетическим двойным трубопроводом 12 для подачи и отвода хладагента в змеевик 4 захватника-охладителя. Предлагаемое нами устройство работает следующим образом. С надводного плавающего устройства посредством секционных тросов 7 опускают в определенное место россыпи БОВ сориентированный вдоль этой россыпи цилиндрообразный 5 6364 1 двухстворчатый захватник-охладитель так, чтобы его створки были бы максимально раскрыты (фиг. 2, позиция 2). При этом величина максимального раскрытия створокдолжна быть больше максимальной ширины россыпи БОВ. Створки 1 цилиндрообразного двухстворчатого захватника располагают так, чтобы у начала россыпи по ее длине были бы поперечные стенки 3 створок. После этого включают механизмы 6 закрытия створок. При закрытии створок цилиндрообразного двухстворчатого захватника 1 часть россыпи БОВ захватывают вместе с донным илом, в котором находятся корпуса, содержащие БОВ или другие извлекаемые предметы. При этом поперечные стенки 3 створок препятствуют удалению корпусов БОВ и других извлекаемых объектов вместе с вытекающей лишней водой из захватника. Все излишки воды при закрывании створок удаляются через окна 5, которые имеются как в продольных, так и в поперечных стенках створок. После операции захватывания через змеевик 4 пропускают переохлажденный газообразный хладагент, например азот. После предварительного замерзания захватник-охладитель 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 1 цилиндрообразного двухстворчатого захватника. После этого цилиндрообразный двухстворчатый захватник-охладитель приподнимают над поверхностью дна на 2-4 метра. Затем посредством трубопровода 12 подают в змеевик 4 (фиг. 1 и фиг. 3) переохлажденный газообразный азот. Направление движения азота в змеевике на этих фигурах показано стрелками. Отработавший азот удаляется из охладителя через сильфонное соединение 8,патрубок 10 и трубопровод 12. Под действием переохлажденного азота, проходящего через цилиндрообразный двухстворчатый захватник, как это показано на фиг. 3, происходит замерзание воды как в захватнике, так и снаружи. В результате образуется ледяной конгломерат, содержащий в себе цилиндрообразный двухстворчатый захватник с находящимися в нем корпусами БОВ. После этого ледяной конгломерат извлекают на поверхность. Тросы 7 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 секций тросов. Для извлечения из ледяного конгломерата ледяного блока 17 (фиг. 6) через змеевик 6 пропускают теплый или горячий газ (воздух). Это расплавляет приповерхностный слой льда, прилегающий к створкам. В это время разрушают наружный ледяной панцирь и приводят в действие оба механизма 6 раскрытия цилиндрообразных створок 1 захватника. Эти механизмы могут иметь автономные обогревающие устройства, обеспечивающие нормальную работу механизмов. При раскрытии створок 1 цилиндрообразного двухстворчатого захватника окончательно разрушаются (раскалываются) остатки наружного ледяного панциря на отдельные куски 16. При необходимой величине раскрытия створок освобождается ледяной блок 17, содержащий в себе остатки донного ила и корпуса БОВ 13. Извлеченный из устройства ледяной блок 17 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 3-5 метров 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 (извле 6 6364 1 чению) из акватории Балтийского моря или другого водоема захороненных там россыпью 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. Замораживание коррозированных корпусов исключает степень риска выброса из них отравляющих веществ и степень риска детонации (взрыва) взрывателей,имеющихся в БОВ и предназначенных для распыления отравляющих веществ в боевых условиях. Способ и устройство также могут использоваться для извлечения из водоемов любых других предметов. Все вышеизложенное характеризует предельно низкую себестоимость способа, а также полную его возможность реализации методами безлюдной технологии. Финансовые и материальные, временные и энергетические затраты на реализацию этого способа минимальны. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.