Устройство для замораживания грунта

(51)02 3/115 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Ивасюк Петр Петрович Ивасюк Юрий Петрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(56) Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - Ленинград Стройиздат, 1984. - С. 21-24.1759052 1, 1996.737564, 1980.607882, 1978.(57) Устройство для замораживания грунта, содержащее частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем однотрубный корпус, отличающееся тем, что внутри корпуса поперек него в слое сезонного промерзания-оттаивания грунта устроена перегородка с двумя патрубками одинакового диаметра, один из которых направлен вверх, второй вниз, причем перегородка и патрубки выполнены из теплоизоляционного материала. Изобретение относится к области строительства в условиях распространения слабых,болотистых, мерзлых, сезонно- и вечномерзлых грунтов и может быть использовано в свайном фундаментостроении для закрепления грунтов, в промышленном и гражданском строительстве при возведении различного рода объектов, преимущественно в северной строительно-климатической зоне. 8217 1 2006.06.30 Известно устройство для замораживания грунта, содержащее частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем трубчатый корпус, причем последний выполнен двухтрубным 1. Работоспособность данного устройства обеспечивается только в зимнее время при отрицательных температурах наружного воздуха, летом устройство свою работу автоматически прекращает. Основными недостатками известного устройства являются высокая металлоемкость изделия из-за наличия двух труб возможность значительного растепляющего воздействия на грунт летом из-за обратного теплопотока хладоносителя за счет естественной конвекции пониженная холодопроизводительность устройства зимой из-за возможности охлаждения хладоносителя одновременно в обеих трубах. Наиболее близким к заявляемому является устройство для замораживания грунта, содержащее частично погружаемый в грунт и заполненный хладоносителем трубчатый корпус, причем последний выполнен однотрубным 2. Недостатками известного устройства являются невысокая холодопроизводительность устройства зимой из-за возможности перемешивания хладоносителя в корпусе, а также растепляющее воздействие на грунт летом из-за обратного теплопотока хладоносителя. Задачи, на решение которых направлен заявляемый объект, состоят в повышении холодопроизводительности устройства зимой и снижении растепляющего воздействия на грунт летом, то есть в повышении эффективности замораживания грунта. Решение поставленных задач достигается тем, что в известном устройстве для замораживания грунта, содержащем частично заполненный хладоносителем однотрубный корпус, внутри корпуса поперек него в слое сезонного промерзания-оттаивания грунта устроена перегородка с двумя патрубками одинакового диаметра, один из которых направлен вверх, второй - вниз, причем перегородка и патрубки выполнены из теплоизоляционого материала. Отличительные признаки заявляемого устройства - наличие монтированной в корпусе поперек него в слое сезонного промерзания-оттаивания грунта перегородки снабжение перегородки двумя патрубками одинакового диаметра, один из которых направлен вверх,второй вниз выполнение перегородки и патрубков из теплоизоляционного материала. Конструкция устройства весьма проста и служит для решения поставленных задач,что позволяет считать отличительные признаки новыми и существенными. Работоспособность устройства заключается в том, что однотрубный корпус зимой работает как двухтрубная установка, позволяющая повысить холодопроизводительность устройства, а летом - практически исключить обратный теплопоток в грунт. Сравнение заявляемого объекта с другими решениями в данной отрасли строительства не позволило выяснить в них признаки, дискредитирующие новизну технического решения. Сущность заявляемого устройства поясняется чертежом, где оно изображено в разрез. Обозначения 1 - однотрубный корпус 2 - хладоноситель 3 - подземная часть 4 - надземная часть 5 - перегородка 6, 7 - патрубки. Устройство состоит из однотрубного корпуса 1, погруженного одним концом в грунт и заполненного хладоносителем (керосином) 2. Нижний конец образует подземную часть 3 корпуса 1, верхний - надземную часть 4. В корпусе 1 поперек него в слое сезонного промерзания-оттаивания грунта устроена перегородка 5 с двумя патрубками 6, 7 одинакового диаметра, один из которых 6 - направлен вверх, второй 7 - вниз. Перегородка 5 и патрубки 6, 7 выполнены из теплоизоляционного материала, например винилпласта или полиэтилена. Устройство работает следующим образом. Зимой (при отрицательных температурах наружного воздуха вплоть до -50 С) керосин 2 интенсивно охлаждается в надземной час 2 8217 1 2006.06.30 ти 4 корпуса 1. При этом он уменьшается в объеме, повышая свою плотность, и через патрубок 7 перетекает в подземную часть 3 корпуса 1, охлаждая и замораживая окружающий грунт. В подземной части 3 керосин 2 нагревается, уменьшая свою плотность, перетекает через патрубок 6 в надземную часть 4 корпуса 1, где цикл охлаждения-нагревания хладоносителя 2 повторяется. Процесс длится непрерывно вплоть до наступления положительных температур наружного воздуха. Так как перегородка 5 и патрубки 6, 7 теплоизолированы, то смешивания потоков холодного и теплого хладоносителя 2 не происходит. В летний период времени (при температуре наружного воздуха выше 0 С) установка свою работу автоматически прекращает, так как более теплый и легкий хладоноситель 2 остается в надземной части 4 корпуса 1. При этом практически никакого обратного летнего теплопотока в грунт не проходит, и грунт не растепляется. Достоинствами предлагаемого устройства для замораживания грунта являются высокая холодопроизводительность зимой (установка работает как двухтрубная) и практически нулевая растепляемость грунта летом (установка превращается в однотрубную, разделенную теплоизолированной перегородкой на две части), простота конструкции и надежность в эксплуатации. По мнению авторов, конструкция аналогов не имеет. Конкретный размер экономического эффекта в денежном выражении трудно поддается исчислению из-за большого числа влияющих факторов, однако он вполне достоверен. Источники информации 1. Гапеев С. И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - Л. Стройиздат,1984. С. 24-27, рис. 7, 8 (аналог). 2. Гапеев С. И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - Л. Стройиздат,1984. С. 21-24, рис. 3-5 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3