Устройство для замораживания грунта

 

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 Е 020 3/115.(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3414833/29-33, (22) 01. 04. 82 (46) 07.08.83. Бюл. 9 29 (72) В.Н.Пчелин, В.П.Чернюк, A.Ä.Äýèáóê и В.Г.Батурчик (71) Брестский инженерно-строительный институт (53) 624.139 .62(088.8 j (561 1. anees С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. Л

Стройиздат, 1969,. с. 18-21.

2. Патент Японии 9 49-49061, кл. 86(31) 3 7, опублик. 1974 (прототип ) (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗМ4ОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА, включающее эаглубленный в грунт и заполненный теплоносителем корпус и коаксиально размещенную в корпусе трубу, выполненную с закрытым верхним торцом и с нижними фланцами, перекрывающими образованную трубой и корпусом кольцевую полость, которая заполнена теплонзоли.Би„„дщщй а,рующей средой и соединена с приспособлением для создания давления теплоизолирукшей срерва, о т. л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, труба монтирована с воэможностью продольного перемещения и выцвижения ее из корпуса, а приспособление для создания давления теплоизолирующей среды выполнено в виде емкости с размещенным в ней поршнем, разделяющим емкость на .две камеры, одна иэ которых гидравлически ссобщена с кольцевой полостью, а другая заполнена легкокипящей жидкостью.

2 ° Устройство по п 1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снаб- Е

И жено резервуаром, гидравлически сообщенным с полостью трубы и -заполненным теплоносителем, минимальный уровень которого расположен выше верхнего торца трубы при ее максимальном выдвижении из корпуса. Я

1033635

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства. цель достигается тем, что в уст- 40 ройстве для замораживания грунта, включающем эаглубленный в грунт и заполненный теплоносителем корпус и коаксиально размещенную в корпусе .трубу, выполненную с закрытым верхним торцом и с нижними фланцами, перекрывающими образованную трубой и корпусом кольцевую полость, которая заполнена теплоиэолирующей средой и соединена с приспособлением для создания давления теплоизолирующей среды, труба монтирована с воэможностью продольного перемещения и выдвижения ее цз корпуса, а приспособление для создания давления теплоиэолирующей среды выполнены в 55 виде емкости с размещенным в ней поршнем, разделяющим емкость на две камеры, одна из которых гидравлически сообщена с кольцевой полостью, а другая заполнена легкокипящей 60 жидкостью, при этом устройство может быть снабжено резервуаром, гидравлически сообщенным с полостью трубы и заполненным теплоносителем,, минимальный уровень которого в реИзобретение относится к строительству и касается замораживания. грунта, используемого в качестве основания различных сооружений.

Известно устройство для замораживания грунта, выполненное в .виде частично заглубленного в грунт и заполненного теплоносителем корпуса (1 j.

Недостатком данного устройства является его отепляющее действие на грунт в теплый период года, что приводит к оттаиванию грунта вокруг устройства и резко снижает его несущую способность.

Наиболее близким к изобретению 15 является устройство для замораживания грунта, включающее заглубленный в грунт и заполненный теплоно,Сителем корпус и коаксиально размещенную в корпусе трубу, выполнен- 0 ную с закрытым верхним торцом и с нижними фланцами, перекрывающими образованную трубой и корпусом кольцевую полость, которая соединена с насосам, создающим в ней вакуум, теплоизолирующий эту полость (2 J.

В известном устройстве кольцевая полость с созданным в ней вакуумом исключает отепляющее действие устройства на грунт. Однако при работе устройства указанная полость препятствует охлаждение грунта в зоне ее размещения, в результате чего верхние слои грунта охлаждаются только эа счет воздействия на него только атмосферного воз- З5 духа. зервуаре расположен выше верхнего торца трубы при ее максимальном выдвижении из корпуса.

На фиг ° 1 изображено устройство в холодный период года, продольный разрез; на фиг. 2 — устройство в теплый период года, продольный разрез.

Устройство для замораживания грунта содержит размещенный в грунте трубчатый корпус 1, заполненный теплоносителем 2, например керосином.

В корпусе 1 коаксиально установлена труба 3 с зазорами относительно его стенок, образующими кольцевую полость 4. Труба 3 установлена с воэможностью продольного перемещения и выдвижения иэ корпуса 1 и заглушена крышкой 5, диаметр которой боль-ше размеров верхнего торца трубы 3.

Нижний торец трубы 3 и верхний торец корпуса 1 выполнены с фланцами

6 и 7, представляющими собой, например, кольцо с сальником. Полость

4 заполнена теплоиэолирующей жидкостью 8 и подключена посредством трубопровода 9 к приспособлению для создания в ней давления.

Внутренняя труба 3 подключена через трубопровод 10 с участком из гибкого шланга и перепускное устройство, например вентиль 11, к емкости 12, расположенной выше уровня трубы 3 в крайнем верхнем положении (фиг. 1). Приспособление для создания давления изготовлено в виде полого цилиндра 13, полость которого разделена поршнем 14 на две камеры, одна из которых заполнена легкокипящей жидкостью 15, а другая сообщена с полостью 4.

Крышка 5 имеет на части выступающей эа пределы трубы 3 вырез 16 для обес-. ,печения сохранности трубопровода 9 при задвижке труби 3 в корпус 1.

Работа устройства основывается на том, что в холодный период года теплоноситель 2 из емкости 12 через трубопровод 10 и открытый вентиль 11 поступает в корпус 1 за счет гидростатического давления, обеспечиваемого превышением уровня размещения емкости 12 над уровнем внутренней трубы 3. При этом легкокипящая жидкость 8 в полости цилиндра

13, охлаждаясь, конденсируется, что обеспечивает возможность свободного вытеснения жидкости 8 из полости 4 в цилиндр 13 и выдвижения трубы 3 иэ 1 до момента касания фланцев б и 7. Выдвижение трубы 3 иэ корпуса 1 обусловливает резкое увеличение площади контакта устройства с холодным наружным воздухом, что приводит к замораживанию грунтового массива за счет естественной конвек-! ции теплоносителя 2. В теплый период

1033635

3 года:легкокипящая жидкость 15 испаряется, создавая избыточное давление, эа счет которого осуществляется перемещение поршня 14, вытесняющего жидкость 8 в камеру 4. Создаваемое избыточное давление определяет вытеснение теплоносителя 2 из полости корпуса 1 через трубопровод 10 и. вентиль .11 в емкость 12 путем, задвижки трубы 3 в .корпус 1.

Перемещенне трубы 3 вниз происходит до опирания крышки 5 во фланец 7, после чего вентиль 11 перекрывается, а приспособление для регулирования давления отключается. Для уменьшения потерь холода в теплый период года крышка 5 может быть утеплена (.не показано . Кроме того, емкость

12 и приспособление для регулирования давления могут быть подсоединены сразу к группе устройств, что позволяет улучшить технико-зкономические показатели устройства.

Уменьшение площади контакта с теплым воздухом за счет обеспечения .возможности задвижки внутренней тру10 бы в корпус позволяет снизить потери холода в теплый периЬд года, отепляка ее воздействие устройства на грунт, что приводит к повышению эффективности замораживания грунта 5 и несущей способности устройства по грунту.

1033635

Составитель Г. Гаврищук

РЕдактор . Н. Пуыненкова. Техред М.КоытуРа Корректор А, Ильий<

Эаказ 5577/31 Тиран 673 Подписное . ВВИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

ЮЮЮ

Ф Ю Ю » р

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4