Устройство для искусственного замораживания грунтов в основании сооружений Советский патент 1980 года по МПК E02D3/12 E02B1/00 

Изобретение относится к устройствам для искусственного замораживания грунтов в основании сооружени преимущественно гидротехнических, например водосливной стенки водосб сов глухих плотин с мерзлой противофильтрационной завесой в основани возводимых, как правило, в районах .распространения вечномерзлых грунтов . Известно устройство для искусств ного замораживания грунтов в основа нии сооружений, включающее двухсте ный трубчяаа;й элемент с кольцевой полостью, сообщающейся с трубчатой замораживаюцСй колонкой, расположе ной в основании 1. Указанное известное устройство не может быть использовано в основа нии водосбросов, ввиду необходимос специальных мероприятий по его раз мещению и защиты от льда, проходящ над порогом водосброса в весенний паводок . Известно также устройство для и кусственного замораживания грунтов в основании водосливной стенки водосброса, включающее образованный в ней вентилируемый цилиндрический канал о коаксиально расположенными кожухами - обр йзую;г ими кольцевые поrOKiiecH с трубчатыми .ПОСТИ , СООО1Д;: ;:; колонками, также заморлжнвающ:; : кольцевой полостью Недос татк с ; этого известного устройстра ЯЕ 1 .четея то, что с целью 1 ро-зрутения заморажи ; на пороге водосброВйюцгй сисгс;.: льдом ее на время паса. проходяшим зодка демонти руют или устраняют пое водосброса для перитерну в порог стки KOJiOi-iOK воздушной од:ической O4;s системы; в перекрызз;.;орлживаюше тии потерны п радуематриваются спе каждой колонки цкальные люхн лк же потепн у выполняют проходкой, н о б ол ь ших ра зм ер ОБ , т.е, лостаточ что требуется только для ремоЕ{та колонок, кото рые из-за намерзания ХОД.ят из строя, но не конденсата БЫ .1Ой систа.1ы. Предотлля работы са вратить посту плеиие воды в потерну больших размер ОБ с множеством съемьма трудно. Все это нь;х Л;оков весь сыи;;сает эффек гивн(х;ть i надежнск:ть ства с воздушной заработы устрой мораживающей сиотемой и удорожает строительство и эксплуата11ию ссоруж а н и яв U ел ом Целью изобретения является повышение эффективности и эксплуатационгюй надежности устройства,а так устранение и других отмеченных кедостатков. Поставленная цель достигается тем что известное устройство для искусственного заморалсиБания грунтов в основании сооружений, преимушестве но гидротехнических, например, водосливной стенки водосброса, включающее образованный в теле сооружения вентилируемый цилиндрический канал с коаксиально расположенными кожухами, образующими кольцевые полости, сообщающиеся с трубчатыми замораживающими колонками, также выполненными с кольцевой полостью( снабжено трубчатыми элементами, каждый из которых радиально соединен с соответствующей кольцевой полостью, образованной кожухами, и с кольцевой полостью трубчатых замораживающих к лонок. Кроме того, вентилируемый ци линдрический канал может быть выполнен с компенсаторами. На фиг, 1 показано устройство дпя искусственного замораживания грунтов в основании водосливной стен ки водосброса, поперечный разрез на фиг, 2 -- то же, продольный раз рез Устройство смонтировано внутри Еодосливной стенки водосброса, которая содержит бетонную водосливную часть 1, разбитую на блоки температурными швами 2, с вентилируемой голостью 3, образованной вентилируемым цилиндрическим каналом в виде трубы 4С местными кольцевыми полостями, кс1орая является одновремен но внутренней полостью теплообменни ков замораживающих устройств. Кольцевые полости образованы кожухсами 5 привариваемыми к горизонтальной трубе 4 , В местах пересечения с Teivinepaтурными швами 2 бетонных блоков тру ба 4 снабжена линзовыми компенсатора ми 6,- для чего предусмотрены ниши 7 Внутренняя полость 3 соединяется с береговыми вентиляционно-смотров:ыми шахтами 8, над которыми установлены трубы 9 и 10 приточно-вытяжной естес венной вентиляции. Наружный кожух 5 теплообменника соединен снизу с внутренней трубой 11 замораживающей колонки, а сверху - с трубчатьм эле ментом. 12, соединенным при помощи патрубка 13с кольцевой полостью 14 замораживающей колонки, и имее заливной патрубок 15, выходящий на поверхность гребня водЬелива и закрывающийся герметичной пробкой (стрел ками показано направление движения рабочей жидкости) . Устройство работает следующим образом. В зимний период , когда температура наружного воздуха становится ниже температуры грунта основания, водослиЕная стенка, контактируя с атмосферой наружной бетонной поверхности водосливной части 1 и внутренней металлической поверхностью полости 3, целиком выполняет функции теплообменников жидKOCTHEix замораживающих устройств, обеспечивая охлаждение рабочей жидкости в кольцевых полостях до температуры наружного воздуха, в результате чего возникает циркуляция рабочей жидкости в колонках мерзлотной завесы и происходит процесс выноса тепла из основания сооружения, т.е. его замораживание. С повьплением температуры наружного воздуха до значений.температуры грунта в основании и выше циркуляция рабочей жидкости в колонках прекращается , С появлением естественного стокав теплый период года водосливная стенка обеспечивает автоматический сброс излишней воды при повышении уровня воды в водоеме выхие отметки гребня водосливной стенки. Диаметр внутренней полости 3 в бетонной ст-енке водослива назначается исходя из обеспечения необходимой площади теплопередаю;.1ей поверхности для жидкостных замораживающих устройств. При естественной вентиляции размеры будут несколько большими, чем при принудительной продувке. Во внутреннюю полость 3 можно подавать хладагент или промежуточнгэгй теплоноситель от холодильной машины,, чем обеспечивается возможность замораживания грунта- не только зимой, но и в летнее время при аварийных ситуаци ях. Компактность стенки с вмонтированной замораживающей системой определяет низкую стоимость строительства, а использование л(идкостных замораживающих устройств практически полностью снимает энергетические эксплуатационные расходы. Бетонная часть стенки защиц-ает теплообменники замораживающих устройств от коррозии и от повреждения льдом и сбрасываег Ой водой, а цельнометаллическая труба 4 защищает полость в бетонной стенке от возможности затопления. Устройство разработано для реконструкции водосброса Иреляхского гидроузла (г. Мирный ЯАССР) ,, причем экономия капитальньк затрат, без учета экономии эксплуатационные: расходов, составляет примерно 290 тыс. рублей. Формула изобретения 1, Устройство для искусственного замораживания грунтов в основании

сооружений, преимущественно гидротехнических , например,водоолив ной стенки водосброса, включающее образованный в теле сооружения вентилируемый цилиндрический канал с коаксиально расположенными кожухами, кольцевые полости, сообщающиеся с трубчатыми замораживающими колонками также выполненными с кольцевой полостью, отличающееся тем, что, с целью повьпиения эффективности и эксплуатационной надежности, оно снабжено трубчатыми элементами, каждый из которых радиально соединен с соответствующей кольцевой полостью

образованной кожухами, к с кольцевой полЬстью трубчатых замораживающих колонок,

2. Устройство по пЛ, о т л ич а ю ш е е с я тем, что вентили- руемый цилиндрический канал выполнен с компенсаторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 582362, Е 02 В 3/12, 1976,

2.Бияков 1.Ф. Плотины на вечной мерзлоте. М .,Энергия, 1975,

с. 166, 167.

wm

ipuz.l