Устройство для замораживания и охлаждения грунта

юз Советскик циапистическик Республик(51) М. Е 02 Ь 3/12Е 0219/14 вкиприсоединением удврствеииый комитет 23) Приоритет СССР до делам изобретеии и открытийИ огический институт нинградский гидро аявитель ОРАЖИВАНИ 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМ И ОХЛАЖДЕНИЯ ГРУНТНаличие в корпусе уобеспечивает разделенилажденного потока хладвыполнение трубы изматериала позволяет пру охлаждаемого потокв результате чего новьность замораживания и стройства трубые нагретого и ох оносителя, а термоизолирутоаего онизить температуа хладоносителя, шается эффективохлаждение грунОднако, несмотр устройстве затрудн хладоносителя в ви же температуры ег того, поток испаряю необходимого напра снижают эффективн ь изобрете и в работе Ц ивноостига аживан Цел для зам та, вклю ный в чающее ве унте полы Изобретение относится к области строительства зданий и сооружений, расположенных в зоне вечной мерзлоты, и касается выполнения устройств для замораживания и охлаждения грунта, которые могутбыть использованы для укрепления грунта5в основании сооружений.Известно устройство для замораживания и охлаждения грунта, выполненное ввиде вертикально установленного в грун 10те корпуса, заполненного керасином Ц ,Недостатки его заключаются в невысокой эффективности и взрывоопасности, таккак циркулирующие в нем нагретые и охлажденные потоки хладагента перемешиваются друг с другом., Известно также устройство для замораживания и охлаждения грунта, включающеевертикально установленный в грунте полыйкорпус и коаксиально размещенную в кор-,Опусе щубу из термоизолирующего .материала 2,Это устройство является наиболее близким к изобретению. я на это, в известномтельно охлаждение е сжиженного газа никонденсации. Кроме щегося газа не имеет вления. Эти факторы ость в работе устройстия - повышение эффекустройства.ся тем, что устройствоия и охлаждения грунртикально установленй корпус и коаксиальн3 7375 размещенную в корпусе трубу из термоизолирующего материала, снабжено перистыми ребрами, установленными на нижнем торце корпуса, изввихрителем, установленным в полости трубы и выполненным в виде цилиндра с размещенными на его боковой поверхности спиральными перекрещивающимися полосами, причем труба выполнена с металлической облицовкой и оперта на пористые ребра, 1 оПри этом спиральные полосы могут быть размещены на боковой поверхности цилиндра с переменным шагом, уменьшающимся к верхнему торцу корпуса, наружная облицовка трубы может быть выполнена с продольными криволинейными углуЬ- лениями, а пористые ребра могут быть выполнены из спрессованных металлических шаров диаметром 0,315-0,50 мм с по ристостью 3 0-45%. гоНа фиг, 1 изображено описываемое устройство, продольный разрез, на фиг. 2 -разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 - узел 1на фиг, 1,Устройство для замораживания и охлаж-г 5 дения грунта в основании сооружений включает корпус 1 и трубу 2, представляющую собой сосуд Дюара и выполненную из термоизолирующего материала, например из стеклопластика, и облицованную тонкой ме таллической оболочкой 3, обеспечивающей надежную герметичность. Толщина облицовки является расчетной и технологическойи выбирается в пределах от 0,1 до 1 мм,15Своей нижней частью труба 2 опирается на ребра 4, выполненные из спрессованных металлических шариков диаметром 0,315-0,50 мм пористостью 30-15% с последующим соединением и присоединенных40 к днищу, образуя испвритель 5, который заполняется хладоносителем - сжиже иным газом, например пропаном. Спрессованные из металлических шариков ребра 4 благодари .большой пористости и, следовательно, обладающие большой поверхностью, улучшают теплообмен между корпусом и хлвдоносителем. Ребра 4 выполнены с углубле-,. ниями 6 для фиксации трубы 2 и, тем самым, для обеспечении кольцевого зазора50 между трубой и корпусом.В центре трубы 2 установлен крестообразный завихритель 7, выполненный в виде перекрещивающихся полос, свернутых в спираль с переменным шагом, уменьшающимся кверху, Такое выполнение дает возмож:-. но 4 ть создать максимальное закручивание восходящему потоку испарившегося газа,Вверху на торце корпуса 1 установлено га 64 4зоповоротное устройство 8, обеспечивающее разворот и направление потока паров газа к стенкам корпуса 1. Труба 2 в верхней части, также как и в нижней, не доходит до верхнего торца, оставляя зазор 9, через который проходит пары испарившегося газа. Облицовка трубы 2 представляет сочетание двух цилиндров 10 и 11: внутреннего - круглого в плане, и наружного, выполненного с продольными криволинейными углублениями и опирающегося на ребра 12, взаимодействующие с внутренним цилиндром 10, При этом радиус изгиба углублений наружного цилиндра 11 не превышает радиуса внутреннего цилиндра 10, что улучшает газогидродинамический процесс потока и повышает эффективность тепло- обмена.Устройство работает следующим образом.Нижняя часть устройства заглубляется в грунт, температуру которого необходимо понизить, аверхняя остаЪтся снаружи, температура воздуха при этом ниже температуры конденсации испарившегося газа, Находящийся в испарителе хладоноситель начинает испаряться и поднимается вверх по трубе 2 и, благодаря завихрителю 7, закручивается, а затем через зазор 9 при помощи газоповоротного устройства 8 поступает в верхнюю часть корпуса 1, прижимаясь к его стенкам, Так как температура в верхней части корпуса практически равна температуре наружного воздуха, то попавший в нее хладоноситель, прижавшийся к стенкам, конденсируется, получив температуру наружного воздуха . Сконденсировавшийся хладоноситель по стенкам корпуса 1 стекает вниз, охлаждая окружающий грунт, и поступает по зазору между корпусом 1 и трубой 2 снова в испаритель, создавая непрерывную циркуляцию хладоносителя по всей длине устройстваВыполнение трубы из теплоизолирующего материала с металлической облицовкой практически исключает теплообмен между нисходящими и восходящими потоками;хладоносителя, а наличие,пористых перегородок в нижней части корпуса повышает теплообмен и его равномерность между хладоносителем и грунтом. Это обеспечивает значительное повышейие эффективности замораживания и охлаждения грунта.ф о рм у л а и з о б р е т е н и я1. Устройство для замораживания и охлаждения грунта, включающее вертикально установленный в грунте полый корпус/737564 6и коаксиально размещенную в корпусе тру, Устройство по п. 1, о т л и ч а юбу из термоизолирующего материала, о т - щ е е с я тем, что наружная облицовкал и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью трубы выполнена с продольными криволиповышения эффективности в работе уст- нейными углублениями.ройства, оно снабжено пористыми ребра-. 4. Устройство по п. 1, о т л и ч а юми, установленными на нижнем торце кор- щ е е с я тем, что пористые ребра выпуса, и завихрителем, установленным. в полнены из спрессованных металлическихполости трубы и выполненным в виде ци-. шаров диаметром 0,315-0,50 мм и имеютлиндра с размещенными на его боковой пс пористость 30-45%,верхности спиральными перекрещивающими-рфся полосами, причем труба выполнена с Источники ин -с чники информации,металлической облицовкой и оперта на по- принятые во внимание при рание при экспертизеристые ребра.2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю, Гапаев С. И. Укрепление мерзлыхщ е е с я тем, что спиральные полосы 13 оснований охлаждением. Л "Стройиздата,размещены на боковой поверхности цилинд, с, 19,ра с переменным шагом, уменьшающимся 2, Авторское свидетельство СССРк верхнему торцу корпуса, % 382791, кл, Е 020 3/12, 1971.737564 Составитель Г. ГавращукПиешненко Техред Ж. Кастелевич Корректор Т. СкворцоваПодписное Ре Тираж 713твенного комитета СССбретений и открытийЖ, Раушскаи наб., д. аз 2623/13 ЦНИИПИ Государ по делам из 113035, Москва, д, ул. Проектная, 4 филиал атентф, г