Устройство для оттаивания грунта Советский патент 1991 года по МПК E02F5/30 E02D3/11 

Изобретение относится к строительству л касается выполнения устройства для оттаивания грунта.

Цель изобретения - снижение энергоемкости оттаивания.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,

Устройство содержит электрод 1, представляющий собой изолированный медный проводник, размещенный в заполненной электролитам 2 (например, рассолом) стальном корпусе 3. Электрод 1 и корпус 3 подключены к источнику 4 электрического тока, например комплектной трансформаторной подстанции, посредством подводящих проводов 5.

Электрод 1 имеет оголенную токопро- водпа ую часть 6, Таких частей по всей длине электрода 1 может быть выполнено несколько (их количество определяется длиной замораживающей колонки). Для предупреждения разрушения оголенной части 6 электрода 1 на нее одета методом опрес- совки защитная стальная трубка 7. Выполнение защитной трубки 7 и корпуса 3 из стали (т.е. из одного и того же материала) позволяет избежать образование гальванической пары и защитить тем самым оголенную токопроводящую часть 6 электрода 1 от электрохимической зррозии. Для исключения попадания электролита 2 на медь электрода 1 в местах стыков защитной трубки 7 с изоляцией электрода 1 выполнено уплотнение 8.

На изолированной части электрода 1 вокруг его оголенной токопроводящей части 6 с помощью хомутов 9 коицеитрично м с зазором 10 смонтирован цилиндрический экран 11 из диэлектрического материала, стойкого к электролиту 2. Зазор 10 обеспечивает возможность протекания электрического тока между оголенной частью 6 электрода 1 и корпусом 3 через электролит 2 по пути, указанному стрелками на фиг. 1.

Для того, чтобы получить максимальное выделение тепла непосредственно в корпусе 3 устройства следует увеличить величину электрического сопротивления участка электрод-электролит-корпус по сравнению с величиной электрического сопротивления подводящих проводов,

В предлагаемом устройстве это достигается посредством диэлектрического экрана 11 и его геометрических параметров, в частности его длины и внутреннего диаметра.

Чем больше длина экрана 11 и чем меньше внутренний диаметр экрана 11, определяемый размером зазора 10, тем боль-

ше сопротивление участка проводника (электролита 2). Выполняя экран с соответствующими геометрическими размерами, можно получить требуемое значение величины электролита 2, в котором требуется выделить необходимую тепловую энергию. Параметры экрана 11 выбираются таким образом, чтобы величина электролитического сопротивления электролита 2, заключенно0 го в зазоре 10, была бы больше величины электрического сопротивления подводящих проводов 5. Исходя из практических соображений (реальные параметры устройства, допустимые потери и т.д.), целесообразно,

5 чтобы величина электрического сопротивления электролита 2 в зазоре 10 была бы в 10-100 раз больше величины электрического сопротивления подводящих проводов. При таком соотношении обеспечивается эф0 фективный нагрев электролита 2 и, следовательно, оттаивание мерзлого грунта вокруг корпуса 3.

Устройство работает следующим образом.

5Включают источник 4 электрического

тока, От оголенной части G электрода 1 электрический ток. через электролит 2 проходит к корпусу 3 устройства. Диэлектрический экран 1 препятствует прямолинейному (по

0 радиусу корпуса) прохождению электрического тока (одновременно исключая контакт оголенной токопроводящей части б электрода 1 с корпусом 3). Вследствие этого путь электрического тока увеличивается(показа5 но стрелками на фиг. 1). Это приводит к увеличению электрического сопротивления участка, которое зависит от длины экрана 11 и его внутреннего диаметра. В результате при прохождении электрического тока на

0 этом участке выделяется большее количество тепла. Поскольку длина и внутренний диаметр экрана 11 выбраны такими, что величина электрического сопротивления, находящегося в зазоре 10 электролита 2,

5 больше величины электрического сопротивления подводящих проводов 5, то и тепло, выделяемое в электролите 2, больше количества тепла, выделяемого в подводящих проводах 5, чем повышается КПД такого ус0 тройства.

После отдаивания устройство отсоединяют от источника 4 электрического тока, вынимают из корпуса 3 и с помощью специального сборудования извлекают сам кор5 пус 3 из оттаявшего грунта.

Предлагаемое устройство может быть использовано в качестве замораживающей колонки. В зтог.. случае корпус 3 заполняется хладагентом-электролитом, а электрод 1 подключается к источнику 4 при извлечении

колонки для оттаивания окружающего ее мерзлого грунта.

Формула изобретения 1. Устройство для оттаивания грунта, включающее в себя электрод, размещенный в заполненном электролитом корпусе и выполненный в виде проводника с оголенной токопро водя щей частью, и подводящие провода, отличающееся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса оттаивания, вокруг оголенной токопроводя0

щей части электрода с кольцевым зазором установлен цилиндрический экран из диэлектрического материала, а электрическое сопротивление электролита, заключенного в кольцевом зазоре, превышает электрическое сопротивление подводящих проводов. 2. Устройство поп, 1,отличзющее- с я тем, что электрическое сопротивление электролита,заключенного в кольцевом зазоре, превышает электрическое сопротивление подводящих проводов в 10-100 раз.

Изобретение относится к строительству и позволяет снизить энергоемкость оттаивания. Устройство включает заполненный электролитом 2 корпус 3, в котором размещен изолированный электрод 1, имеющий оголенную токопроводящую часть б. Электрод 1 и корпус 3 подсоединены к источнику л тока подводящими проводами 5. Вокруг оголенной части 6 электрода 1 с кольцевым зазором 10 установлен диэлектрический экран 11 для того, чтобы увеличить в 10-100 раз величину электрического сопротивления электролита 2 в кольцевом зазоре 10 по сравнению с величиной электрического сопротивления подводящих проводов 5. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ъЦ Оч а ел о о Место опрессо&ки S

1

Фж.2