Устройство для аккумуляции холода в основании сооружений Советский патент 1980 года по МПК E02D3/12 E02D19/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯЦИИ ХОЛОДА В ОСНОВАНИИ СООРУЖЕНИЙ Изобретение относится к области строительства на вечномерзлых грунтах и касается выполнения устройств для аккумуляции холода в основании сооружений. Известно устройство для аккумуляции холода в основании сооружений, выполненное в виде полого корпуса, заполненного хладоносителем 1. Недостаток его заключается в его низкой эффективности, т. к. в зоне контакта теплого и холодного потоков хладоносителя происходит их перемешивание и снижение скорости циркуляции хладоиосителя. Известно также устройство для аккумуляции холода в основании сооружений, включающее заполненный хладоносителем полый корпус и коаксиально установленную в нем трубу с приспособлением для принудительной циркуляции хладоносителя, выполненным в виде противоположно направленных винтовых лопастей на соответственно внешней и внутренней боковых поверхностях трубы и посредством вала соединенным с ветровым двигателем 2. Последнее устройство является наиболее близким к описываемому изобретению. В этом устройстве не обеспечивается автоматическое отключение приспособления для принудительной циркуляции хладоносителя. Кроме того, выполнение этого устройства в виде винтовых лопастей на соответственно внешней и внутренней поверхностях трубы приводит к большим затратам энергии для преодоления сопротивления врашению. Все это приводит к снижению эффективности работы устройства. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства. Цель достигается за счет того, что в устройстве для аккумуляции холода в основании сооружений, включающем заполненный хладоносителем полый корпус, коаксиально установленную в нем трубу с приспособлением для принудительной циркуляции хладоносителя, которое ШсреДством вала соединено с ветровым двигателем, над верхним торцом корпуса установлен автоматический тормоз, а вал снабжен маховиком, причем автоматический тормоз выполнен в виде заполненных легкокипящей жидкостью горизонтальных сильфонов, маховик размещен между сильфонами, обращенные к маховику торцы сильфонов снабжены тормозными колодками, а приспособление для принудительной циркуляции хладоносителя выполнено в, виде крыльчатки.

На чертеже изображено предложенное устройство, общий вид.

Устройство состоит из вертикального замкнутого трубчатого корпуса 1, трубы 2, жестко закрепленной центрирующими распорками 3 к трубчатому корпусу 1, крыщки 4, закрепленной болтами за фланец 5.

На крышке 4 смонтировано цйркуляЦйонное устройство, состоящее из патрубка 6, закрепленного винтами за крышку 4, крыльчатки 7, насаженной на вал 8, шарикоподшипника 9, маховика 10, чашечной вертушки 11, являющейся ветровым двигателем.

Для исключения радиального биения крыльчатка торцовой проточенной частью помещается в центральное отверстие перфорированного диска 12, укрепленного в патрубке 6. Патрубок 6 соединяется с трубой 2 при помощи эластичной пластмассовой муфты 13, нейтральной к рабочей среде.

На крыщке 4 установлен автоматический тормоз, состоящий из сильфонов 14, заполненных легкокипящей жидкостью (например фреон 12) и закрепленных на кронштейнах 15, тормозных колодок 16, регулировочных винтов 17 с разгрузочнь1ми пружинами 18. Для улучшения теплообмена верхняя часть поверхности устройства изготавливается оребренной вертикально приваренными пластинами 19.

Устройство работает следующим образом.

Ветер вращает чащечную вертушку 11, приводя во вращение крыльчатку 7, которая по трубе 2 начинает поднимать хладоноситель (например, керосин) вверх, где он изливается через отверстие в патрубке 6 в полость трубчатого корпуса 1, охлаждается стенкой трубчатого корпуса 1 и за счет тяги, создаваемой крыльчаткой, устремляется вниз, охлаждая грунт. Пройдя до низа трубчатого корпуса. 1, степленная жидкость поступает в трубу и снова поднимается вверх. Таким образом, создается замкнутый контурциркуляции.

Автоматический тормоз настраивается на определенную температуру наружного воздуха (например -5°С) При повышении температуры сильфоны 14 удлиняются за счет повышения давления в них рабочего тела, начинают тормозить чашечную вертушку 11, прижимая тормозные колоДки к маховику и при дальнейшем повышении температуры

останавливают ее совсем. При понижении температуры сильфоны сжимаются, растормаживают чашечную вертушку, возобновляя ее работу. Во время отсутствия ветра охлаждающее устройство может работать за счет естественной циркуляции.

Повыщение эффективности описываемого устройства достигаетсятем, что для создания циркуляции рабочей жидкости применена крыльчатка, обладающая меньшим сопротивлением трению, позволяющая с больщим КПД использовать ветровой напор, а применение автоматического тормозного устройства позволяет использовать временные понижения температуры в переходные периоды (осень, весна, когда скорость ветра обычно максимальна), тем увеличивая период Охлаждения, а также исключает отрицательный эффект (отепление грунта) во время оттепелей.

Наряду с повышением охлаждающего эффекта устройства наличие автоматического тормоза позволит исключить трудозатраты на установку и снятие вручную чашечных вертушек, что будет особенно ощутимо при использовании устройства для понижения температуры грунта в теле дамб и под опорами продуктопроводов большой протяженности.

Формула изобретения

Устройство для аккумуляции холода в основании сооружений, включающее заполненный хладоносителем- полый корпус, коаксиально установленную в нем трубу с приспособлением для принудительной циркуляции хладоносителя, которое посредством соединено с ветровым двигателем, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, над верхним торцом корпуса установлен автоматический тормоз, а вал снабжен маховиком, причем автоматический тормоз выполнен в виде заполненных легкокипящей жидкостью горизонтальных сильфонов, маховик размещен между сильфонами, обращенные к маховику торцы сильфонов снабжены тормозными колодками, а приспособление для принудительной циркуляции хладоносителя выполнено в виде крыльчатки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Гапеев С. И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. Л., стройиздат, 1969, с. 18-20.

2.Авторское свидетельство СССР № 578401, кЛ. Е 02 D 3/12, 1976.