Устройство для искусственного замораживания грунта

.77 (2) 24727632933 нсоедииеиием заявки Ввудлрстееаай кавеет ВСЕР ю ааам юафеще я втярытяй) Приорнтет - Опубликовано 25 О 1 80 Бюллетень М 3 ния описания ЗО.О 1. ата опублик илюиская научно-исследовательская мерзлотная станция ститута мерзлотоведения Сибирского отделения АН СС 71) Заввител 4) УСТРОЙСТВО АЖИВАН ДЛЯ ИСКУССТВЕННО 2 О ГРУНТА й трубой, мный тепжду собой изогнторой огибает надз КИе о соединены и в рхняя часть ко лообметпщк, а н ной части устрой рует теплоноснтел змешена в лодзе также циркули ства, В трубеь, в результате чеспособления, охлажди надземный тепло она выполняет роль прподземлую частьКоввекция те2 тая часть - надзеходит недостато6ной степени снижа менник ния грунта,Цель изобретения - по ти замораживания грунта Дающая цель достигается устройстве для искусатвеннвышение эффективнсв за счет того, что в ого замораживания енине однофазным грунта, включающем заполнжидким теплоносителем иду собой подземную частьлообменннк, снабженный особлением с ребрами, охлаление выполнено в виде з сообшаюшиеся межи надземный теп. аждающим прнсп ждающее приспособ. крытой с торцов итрубы, нижняя в надземном теплозаполненнон теплоносителеьасть которой установлена Изобретение относится к области строительства на вечномерзлых грунтах и касается выполнения устройств для искусственного замораживания грунта.Известно устройство для искусственного замораживания грунта, выполненное в виде закрытой с торцов трубы, частично размещенной вгрунте и заполненной однофазнъм жидким теплоюсителем, За счет циркуляции хладоагента осуществляется охлаждение и замораживание грунта 211.Эффективность этого устройства недостаточ ю высока за счет низкой теплопередачи от теплоносителя к атмосферному воздуху,Наиболее близким к изобретению является устройство для искусственного замораживания грунта, включающее заполненные однофазным жидким теплоносителем и сообщающиеся меж ду собоп подземиув часть и надземный тепло обмениик, снабженный охлаждающим приспособлением с ребрами %.В этом устройстве подземная часть и надзем ный теплообменник представляют собой еди. аый цнркуляционныи контур за счет того, что оносителя в системе "подземмнъгй теплообменник" проис.о интенсивно, что в значительет эффективность замораживаобменнике, а верхняя - высгупае эа его пределы, при этом труба может быть заполнена низкокипяшим жидким теплоносителем, а ребрав нижней части трубы могут быть выполненывинтовыми,На фиг. 1 изобоажено описываемое устрой.ство, поперечный разрез; на фиг, 2 - описы.ваемое устройство, вариант горизонтальногоразмешения подземной части; на фиг, 3 - опи.сываемое устройство, вариант раздельного вы.полнения подземной части с надземным теплообменни ком,Описываемое устройство состоиг из подземной части 1, которая выполнена из сообщаю.шихся труб. Подземная часть 1 соединена патрубком 2 с надземным теплообменником 3.Его нижняя. часть закрыта заглушкой 4, черезкоторую проходит патрубок 5, соединяющийнадземный теплообменник 3 с подземной частью1, Верхний торец надземного теплообменниказакрыт заглушкой 6, в которой закрепленатруба 7, закрытая с обоих концов крышками,диаметр которой меньше диаметра надземноготеплообменника. Стенки теплообменника 3 итрубы 7 образуют кольцевой зазор, внутри ко.торого расположена винтовая лента 8, закрепленная в виде оребрения на поверхности трубы 7,Часть трубы 7, расположенная выше заглушки6, оребрена, Патрубок 2 покрыт тепловой изо.ляцией 9. Полость трубы 7 частично заполненаниэкокипяшей жидкостью, например фреоном,а подземная часть 1, патрубки 2, 5 и полостькольцевого зазора - однофазным жидким теплоносителем, например керосином. Подземнаячасть 1 заранее погружается в массив грунта,подлежащий замораживанию.Устройство работает следующим образом. Смомента, когда температура воздуха становитсяниже температуры грунта, однофазный жидкийтеплоноситель в кольцевом зазоре, охлаждается через стенки теплообменника 3. При этомобъемный вес жидкого теплоносителя увеличивается, за счет чего он начинает двигаться вниз,вытесняя более теплый жидкий теплоносительв подземной части 1 устройства через изолированный патрубок 2 в полость кольцевого за.зора. Жидкий теплоноситель, поступивший вкольцевой зазор, имеет температуру более высокую, чем температура атмосферного воздуха.В кольцевом зазоре жидкий теплоноситель движется по винтовым каналам, образованнымлентой 8, При этом стенка трубы 7 нагревается, вследствие чего низкокипящий жидкий теплоноситель в полости трубы 7 испаряется, от.бирая тепло у жидкого теплоносителя, движущегося в винтовых каналах кольцевого зазора. Пары низкокипяшего жидкого теплоносителя по полости трубы 7 поднимаются в охлаж 1)23даемую воздухом чась этой рубы выше эаг.лушки 6. На охлаждаемой воздухом поверхнос.ги трубы 7 пары низкокипящего жидкого теп.лоносителя конденсируются, выделяя тепло, ко.торое отводится через оребренную поверхностьтрубы 7 к атмосферному воздуху. Конденсатчиэкокипящего жидкого теплоносителя стекаетпо вертикальной внутренней поверхности трубы7 в ее нижнюю часть, где снова происходит ис парение. Однофазный жидкий теплоноситель,движушийся по винтовым каналам в кольцевом зазоре, охлаждается с одной стороны воз.духом через стенки надземного теплообменника 3, а с другой - испаряющимся низкокипя шим жидким теплоносителем через стенку трубы 7 и закрепленные на ней винтовые ребра 8.Для дополнительного увеличения теплопередачи однофазного жидкого теплоносителя к атмосферному воздуху через теплообменник 3 э 0 его внешняя поверхность может быть оребрена.Подземная часть 1 устройства может быть установлена вертикально (как показано на фиг.1),горизонтально (как показано на фиг, 2) илинаклонно, в зависимости от конкретных требо ваний.Описываемое устройство имеет следующиепреимущества перед известными. В надземной части устройства за счет охлаждения однофаэЗ 0 ного жидкого теплоносителя воздухом и низкокипящим жидким теплоносителем обеспечивается высокая интенсивность теплопередачи, за счет чего сокращаются габариты надземной части, что облегчает ее установку в вертикальном положении. При малой высоте трубы 7, оребренной по всей длине, обеспечивается высокая интенсивность цикличного процесса переноса тепла низкокипяшим жидким теплоносителем. В подземной части 1 достигается равномерная интен.40 сивность замораживания грунта по всей длинес некоторым преобладанием в концевой ее части.Формула изобретения1. Устройство для искусственного замораживания грунта; включающее заполненные однофаэным жидким теплоносителем и сообшаюшиеся 0 между собой подземную часть и надземный теплообменник, снабженный охлаждаюшим приспособлением с ребрами, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения эффективности замора.живания грунта, охлаждающее приспособление выполнено в виде закрытой с торцов и заполненной теплоносителем трубы, нижняя часть которой установлена в надземном теплообмепнике, э верхняя - выступает за его пределы.711232 иг.г Фиг.Зфиг./Составитель Г. Гаврищукедактор Д. Мепуришвили Техред О.Андрейко Корректор Н. аказ 8972/20 Тираж 713 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5одписное илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 2. Устройство по и, 1, о гл ич а ю щее с я тем, что труба заполнена низкокипящим жидким теплоносителем.ЗУстройство по и. 1, отличающееся гем, ч о ребра в нижней части трубы выполне ны винтовыми. 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Ганеев С. И. Укрепление мерзлых основа. ний охлаждением, Л., Стройиздат ,1969,с.18-20. 2. Патент СО 1 А Ио 3220470, кл, 165 в ,опублик. 1965 (прототип).