Устройство для искусственного замораживания грунтов в основании сооружений Советский патент 1977 года по МПК E02D3/12 

няется с подземной частью 1 замораживающего устройства -патрубками 8 и 9. Принудительная вентиляция полости 7 осуществляется от элемента 10, который может быть либо вентилятором, либо боковым отводом воздуховода.

При необходимости непрерывного комплексного замораживания грунта полость 7 закрывается крышками И и 12. В одну из крышек, например крышку 12, .вмонтированы трубки 13. На внешнюю поверх1ность надземной части устройства уложена съемная тепловая изоляция 14.

Под воздействием разности давлений (самотяги) различно нагретых сообщающихся столбов жидкости возникает вынужденное движение жидкости в контуре устройства. Охлаждаемая в кольцевом зазоре 4 рабочая жидкость через патрубок 9 направляется в подземную часть 1 устройства, где нагревается и через патрубок 8 возвращается в кольцевой зазор 4 надземиой части.

Для того, чтобы в кольцевом зазоре 4 не возникло застойных зон, а также с целью удлинения лути движения жидкости вдоль охлаждаемых поверхностей, патрубок 8 смоктир01ван тангенциально по отношению к кольцевому зазору 4. Жидкость в кольцевом зазоре 4 движется сверху вниз по спиральной траектории. Обе ограничивающие кольцевой зазор 4 поверхности труб 2 и 3 охлаждаются холодным воздухом.

В открытой полости 7 за счет нагрева воздуха возникает самотяга, способствующая естественной (Вентиляции полости 7.

Таким образом, поверхность теплообмена у /кольцевого зазора почти в два раза больше, чем у обычного цилиндра. Температура рабочей жидкости пропорциональна отношевито площади поверхности теплообмена надземной части к площади теплообмена в подземной части теплообменника, поэтому конструкция полого цилиндрического теплообменника повыщает интенсивность замораживания грунта.

Дальнейшее увеличение эффектиБНОсти замораживания грунта может быть достигнуто путем повышения интенсивности теплопередачи от жидкости, содержащейся в кольцевом зазоре надземной части, к атмосферному воздуху. Это может быть достигнуто оребрением по-верхностей труб 2 и 3, соприкасающихся с атмосферным воздухом, и принудительной вентиляцией внутренней полости 7. Обдув поверхности трубы 3 осуществляется без дополнительных конструктивных элементов, которые могли бы снизить эффективность замораживания без принудительного Обдува.

При необходимости непрерывного замораживания грунта охлаждение рабочей жидкости в надземной части устройства производится комплексно: холодным атмосферным воздухом зимой через внешнюю поверхность трубы 2 кольцевого зазора 4 и холодным рассолом или хладагентом от холодильной машины летом через внутреннюю поверхность трубы 3 закрытой с двух сторон крышками II и 12. На .летнее время внешняя поверхность надземной части защищается съемной тепло-вой изоляцией 14 от теплового воздействия атмосферы. В зависимости от конкретных условиях внутренняя полость 7 может открываться на зиму или оставаться закрытой постоянно. Для практики искусственного замораживания грунтов характерны два этапа: первый - замораживание грунта в заданном объеме, второй - сохранение замороженного массива. Устройство предложенной конструкции позволяет осуществить замораживание грунта в оптимальном режиме: на первом этапе при замораживании талого массива обеспечивается высокая интенсивность за мораживания за счет принудительного обдува, а на втором этапе, когда требуется толъко поддержание отрицательных температур в замороженном массиве, теплопередача к атмосферному воздуху обеспечивается естественной конвекцией воздуха у двух поверх ностей теплообменника. При необходимости непрерывного замораживания грунтов устройство позволяет применить комплексное замораживание за счет охлаждения надземной части воздухом в зимнее время и от холодильной машины летом.

.,

Формула изобретения

1.Устройство для искуюствеиного замораживания грунтов в основании сооружений, возводимых (Преимущественно в районах распространения вечномерзлых грунтов, включающее подземную замораживающую часть и надземный теплообменник, выполненные в виде соединенных одна с другой труб, заполненных незамерзающей жидкостью, отличающееся тем, что, с делью повышения эффективности замораживания грунтов, труба надземного теплообменника выполнена двухстенной с кольцевым зазором между стенками, соединенным с подземной замораживающей частью тангенциально смонтированными патрубками.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя полость двухстенной трубы надземного теплообменника снабжена

съемными торцовыми крышками.

Источники информации, принятые во внимание лри экспертизе

1.Гапеев С. И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. Л., Изд-во литературы

по строительству, 1969, с. 18-20.

2.Патент США № 3220470, кл. 165-40, опубл. 1975.

2J- -