Устройство для охлаждения грунта

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АЬТОРСКОНУ СЬ ТЕЛЬСТЬУ оц 720101(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ГРУНТА Изобретение относится к строительству и касается выполнения устройств для охлаждения грунта, используемых при возведении различных сооружений на вечномерэлых, льдистых и пучинистых грунтах.Известно устройство для охлажде" ния грунта, выполненное в виде вертикального трубчатого корпуса, заполненного хладоносителем, В качестве хладоносителей чаше всего используют керосин, раствор хлористого кальция, раствор поваренной соли или растворыдругих солей, не замерзающие при низких температурах 1. 5Недостаток известного устройства заключается в том, что в теплый период года оно оказывает отепляющее воздействие на грунт, обусловлейное летней циркуляцией хладоносителя. 20 Хотя интенсивность отепляющего воз-. действия известного устройства значительно меньие его охлаждающего воздействия в холодный период, оно обусловливает оттаивание грунта вокруг устройства и резко снижает несущую способность окружающего грунта.Известно также устройство,включающее .заполненный хладоносителем 30 вертикальный замкнутый трубчатый корпус, в полости которого размещены диафрагмы и патрубки, выполняющие роль приспособления, ослабляющего летнюю циркуляцию хладоносителя (2) . Это устройство наиболее близко к предлагаемому изобретению.Однако при большом расходе металла на его изготовление оно незначительно ослабляет летнюю циркуляцию хладоносителя.Цель изобретения - повышение эф-. фективности ослабления отепляюшего воздействия устройства в теплый период гада.Эта цель достигается тем, что предлагаемое устройство для охлаждения грунта, включающее вертикальный трубчатый корпус, заполненный жидким хладоносителем, и установленную в корпусе диафрагму, снабжено размещенным в корпусе поплавком, выполненным в виде эластичной заполненной водой камеры, установленной на диске, объемная плотность материала которого меньше объемной плотности хладоносителя, а диафрагма выполнена в виде примыкающего к стене корпуса кольца, горизонтально установленного в корпусе над поплав 720101ком на уровне расчетной глубины сезонного промерзания и имеющего внутренний диаметр меньше диаметра диска поплавка.Предпочтительно, чтобы диск был выполнен иэ теплоизоляционного материала и снабжен защитным покрытием, а поплавок был снабжен прикрепленным к его диску вертикальным стержнем с балластными грузами.На фиг. 1 показано описынаемое устройство в холодный период года, продольный разрез; на фиг. 2 - то же устройство в теплый период года, продольный разрез.Устройство содержит заполненный хладоносителем замкнутый трубчатый корпус 1, в полости которого раэмеаены кольценая диафрагма 2 и поплавок, выполненный в виде камеры 3 из эластичного материала, заполненной водой (пузырьков воздуха не должно быть) и установленной на диске 4, к которому снизу прикреплены балластные грузы 5, Диск 4 выполнен иэ теплоиэоляционного материала, объемная плотность которого меньше объемной плотности хладонасителя.В качестве теплоиэоляционного материала можно использовать пенопласт, покрытый краской или лаком, препятствующими проникновению хладоносителя в поры. Диаметр диска 4 на 10- 15 мм меньше внутреннего диаметра корпуса 1 . Балластные грузы 5 прикреплены к центру диска 4 при помощи стержня 6.Диафрагма 2 устанонлена внутри корпуса на уровне расчетной глубины сезонного промерзания грунта и выполняет роль стопора, фиксирующего положение поплавка. Внутренний диаметр кольценой диафрагмы меньше диаметра диска 4.Работа устройства основывается на том, что н холодный период года поплавок всплывает на поверхность хладоносителя и коннективный тепло- обмен между частями устройства, расположенными н грунте, и частями устройства, выступающими над поверхностью грунта, осущестнляетг.я беспрепятственно. В теплый же период года поплавок опускается вниз и отделяет нерхнлй нагретый столб жидкости от нижнего холодного, чем исключает коннектинный теплообмен и препятствует теплопередаче.Всплытие поплавка на поверхность хладоносителя в холодный период года и погружение в теплый период года обуслонлсно изменением величины подъемной силы поплавка вследствие увеличения объема камеры 3 при фазовом переходе вода-лед и уменьшения объема камеры 3 при фазовом переходе ледвода, Поскольку нес балластных грузов подбирается так, чтобы он превышал подъемную силу поплавка при положительной температуре и был меньше этой подъемной силы при отрицательной, то в теплый период года поплавок лежит на диафрагме 2, При понижении температуры хладоносителя, окружающего к ам еру 3, ниже 0 С происходит замерзание воды, находящейся в камере. Образовавшийся ледрастягивает оболочку камеры 3, чемувеличивает ее объем и подъемную силу поплавка. Поплавок всплывает на поверхность хладоносителя.Поплавок проходит и ряд промежуточных положений между положениями, изображенными на фиг.1 и 2, всегда отделяя столб жидкости с положительной температурой от столба жидкости с отрицательной температурой, автоматически двигаясь за линией раздела столбов .Описываемое устройство для охлаждения грунта позволяет уменьшить поток тепла в часть рхлаждающего устройства, находящуюся ниже слоя сезонного прсмерзания.Формула изобретения1, Устройстно для охлаждения грунта, включающее вертикальный трубчатыйкорпус, заполненный жидким хладоносителем, и установленную в корпуседиафрагму, о т л и ч а ю ш е е с,ятем, что с целью повышения эффективности ослабления отепляющего воздействия устройства н теплый периодгоца, оно снабжено размещенным в корпусе поплавком, выполненным в видеэластичной заполненной водой камеры,установленной на диске, объемная плотность материала которого меньшеобъемной плотности хладоносителя, адиафрагма выполнена н ниде примыкающего к стенкам корпуса кольца, горизонтально устанонленного в корпусенад поплавком на уровне расчетнойглубины сезонного промерзания и имеющего внутренний ди 4 Метр меньше диаметра диска поплавка.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что диск выполнен иэ теплоизоляционного материала и снабжен защитным покрытием,3, Устройство по пп, 1 и 2 о тл и ч а ю щ е е с я, тем, что поплавок снабжен прикрепленным к его диску вертикальным стержнем с балластными грузами.Источники информации,гринятые во внимание при экспертизе1. Гапеен С.И. Укрепление мерзлыхоснований охлаждением. Л., Стройиздат, 1969, с. 18-20,2. Авторское свидетельство СССР9 547494, кл, Е 02 Э 3/1, 1968прототкп 1720101 Фиг г Составитель Г. ГаврищукТехред Н.Ковалева Коррек Грице ктор И. Марголи ЦНИИПИ по д 3035, 4 лиал ПП аказ 10179 22 Тираж 713 Государств е елам изобрет Москва, ЖПатент, г. Подписноекомитета СССоткрытийскан наб д ногонийРауш од, улПроектна