Способ замораживания грунта и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК E02D3/115 

1

Изобретение относится к строительству и касается замораживания грунта, используемого для создания мерзлых оснований и ледопородных ограждений.

Наиболее близ;ким к предлагаемому по техническому решению является способ замораживания грунта, заключаюш,ийся в размеш,ении в грунте колонки и заполнение ее газообразным хладагентом путем его беспрерывной подачи и вывода. Известный способ реализуется с помош.ью устройства, представляюш,его собой замораживаюш.ую трубу и размещенную в ней питаюш,ую трубу 1.

Недостаток заключается в неэффективном использовании холода, содержащегося в газообразном хладагенте, что отрицательно сказывается на эффективности замораживания.

Цель изобретения - повышение эффективности замораживания грунта.

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе замораживания грунта, включающем размещение в грунте колонки и заполнение ее газообразным хладагентом путем его беспрерывной подачи и вывода, при подаче хладагента

в колонку в него вводят сыпучий материал и выводят его из колонки одновременно с хладагентом, после чего отделяют сыпучий материал от хладагента с последующим введением отделенного сыпуче5 го материала в подаваемый в колонку хладагент.

При этом устройство для осуществления способа замораживания грунта, включающее колонку, выполненную в виде замораJQ живающей трубы и установленной в ней питающей трубы, снабжено струйным насосом с входными патрубками для хладагента и сыпучего материала и выходным патрубками и сепаратором с входным патрубком и выходными патрубками для хладагента и сыпучего материала, причем выходной патрубок насоса, замораживающая труба и выходной патрубок для сыпучего материала сепаратора гидравлически соединены соответственно с питающей

2Q трубой, входным патрубком сепаратора и входным патрубком для сыпучего материала насоса.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующего предлагаемый способ замораживания грунта, продольный разрез; на фиг. 2 - схема подключения устройства для замораживания грунта. Способ замораживания грунта осуществляют следующим образом. В грунте бурят скважины и устанавливают в них замораживающие колонки, представляющие собой замораживающую трубу 1 и размещенную в ней питающую трубу 2. Колонки от магистрали 3 заполняют газообразным хладагентом 4 путем его беспрерывной подачи и вывода, при этом при подаче хладагента 4 в колонки в него вводят сыпучий материал 5 и выводят его из колонки одновременно с-хладагентом. При выходе из колонки смеси от хладагента 4 отделяют сыпучий материал 5 и затем снова вводят его в подаваемый в колонку хладагент 4. При использовании способа в грунте может быть установлено несколько 1 олонок. В случае использования в качестве хладагента охлажденного воздуха сыпучий материал подается во все колонки, а при использовании в качестве хладагента сжиженного газа, например азота, последний поступает в колонку через последовательно соединенную с ней дополнительную колонку. Для реализации способа используется устройство, состоящее из колонки в виде замораживающей 1 и питательной 2 труб, струйного насоса 6 с входными патрубками 7 и 8 соответственно для хладагента 4 и сыпучего материала 5 и выходным патрубком 9 и сепаратора 10 с входным патрубком 11 и выходными патрубками 12 и 13 для хладагента 4 и сыпучего материал: 5. Выходной патрубок 9 насоса 6, замораживающая труба 1 и выходной патрубок 13 сепаратора 10 гидравлически соединены соответственно с питающей трубой 2, входным патрубком 11 сепаратора 10 и входным патрубком 8 насоса 6 с использованием соединительных трубопроводов 14. Устройство работает следующим обраИз магистрали 3 в струйный насос 6 поступает газообразный хладагент 4, а из сепаратора 10 за счет эжекции в него поступает сыпучий материал 5. Смесь хладагента 9 и сыпучего материала 5 поступает в замораживающую колонку, а из нее- в сепаратор 10, где сыпучий материал 5 отделяется от хладагента, и затем выводится из сепаратора и вновь поступает в насос 6. В случае использования в качестве хладагента сжиженного газа последний превращают в газообразное состояние. Для этого из емкости хранилища 15 его подают в колонку, состоящую только из замораживающей трубы 1 и питающей трубы 2, где газ испаряется и по трубопроводу 14 поступает в колонку, снабженную насосом 6 и сепаратором 10. Количество спаренных колонок выбирается в зависимости от конкретных условий. Введение в хладагент сыпучего материала позволяет значительно увеличить коэффициент его теплоотдачи. При этом возрастает скорость замораживания грунта и прочность ледопородного ограждения сокращается расход хладагента. Формула изобретения 1.Способ замораживания грунта, включающий размещение в грунте колонки и заполнение ее газообразным хладагентом путем его беспрерывной подачи и вывода, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности замораживания, при подаче хладагента в колонку в него вводят сыпучий материал и выводят его из колонки одновременно с хладагенгом, после чего отделяют сыпучий материал от хладагента с последующим введением отделенного сыпучего материала в подаваемый в колонку хладагент. 2.Устройство для осуществления способа замораживания грунта по п. 1, включ ющее колонку, выполненную в виде замораживающей трубы и установленной в ней питающей трубы, отличающееся тем, что устройство снабжено струйным насосом с входными патрубками для хладагента и сыпучего материала и выходным патрубком и сепаратором с входным патрубком и выодными патрубками для хладагента и сыпучего материала, причем выходной патрубок насоса, замораживающая труба и выходной патрубок для сыпучего материала сепаратора гидравлически соединены соответственно с питающей трубой, входным патрубком сепаратора и входным патрубком для сыпучего материала насоса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Антонов А. Ф. и др. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах Л., Стройиздат, 1977, с. 186.