Устройство для замораживания грунта

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Тимошук Валерий Анатольевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Устройство для замораживания грунта, включающее частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем, например керосином, трубчатый корпус, выполненный из двух сообщающихся труб равного внутреннего диаметра с расширителем, отличающееся тем, что одна из труб в надземной части выполнена теплоизолированной за счет покрытия ее слоем теплоизоляционного материала, например теплоизоляционной лентой, а вторая в надземной части выгнута в виде вертикального змеевика спиралевидной формы, сообщающегося своими концами с первой теплоизолированной трубой.(56) 1. Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - Л. Стройиздат, 1984. С. 24-27, рис. 7, 8 (аналог). 2. Патент РБ на изобретение 8913, МПК 3/115, 2007 (прототип). 102032014.08.30 Полезная модель относится к области строительства и эксплуатации зданий и сооружений в условиях распространения слабых, болотистых, сезонно- и вечномерзлых грунтов, преимущественно в северной строительно-климатической зоне, и может быть использована в свайном фундаментостроении для закрепления, охлаждения и замораживания оснований в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве при возведении и эксплуатации различного рода объектов. Известно устройство для замораживания грунта, содержащее частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем, например керосином, трубчатый корпус, выполненный из двух сообщающихся труб разного внутреннего диаметра с расширителем 1. Недостатками такого решения являются низкая холодопроизводительность устройства зимой, так как хладоноситель одновременно охлаждается в обеих трубах, что снижает его скорость движения и циркуляцию в системе, а также повышенная сложность конструкции из-за наличия в устройстве труб разного диаметра. Более близким к заявляемому является устройство для охлаждения грунта, включающее частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем, например керосином,трубчатый корпус, выполненный из двух сообщающихся труб равного внутреннего диаметра с расширителем, причем одна из труб изготовлена из теплоизоляционного материала (пластмассовой трубы), а вторая - из теплопроводного гладкоствольного (стальной трубы) 2. Такое решение конструкции более холодопроизводительно зимой по сравнению с предыдущим и менее холодопроизводительно по сравнению с заявляемым, но в то же время и более сложно в изготовлении из-за необходимости стыковки двух разнородных труб пластмассовой и стальной, да и еще с расширителем, и превращения их в сообщающуюся систему. Задачей настоящего устройства является повышение холодопроизводительности объекта зимой при одновременном упрощении конструкции. Поставленная задача в заявляемом устройстве решается тем, что в известном устройстве, содержащем частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем, например керосином, трубчатый корпус, выполненный из двух сообщающихся труб равного внутреннего диаметра с расширителем, одна из труб в надземной части выполнена теплоизолированной за счет покрытия ее слоем теплоизоляционного материала, например теплоизоляционной лентой, а вторая в надземной части выгнута в виде вертикального змеевика спиралевидной формы, сообщающегося своими концами с первой теплоизолированной трубой. Отличительными признаками от прототипа являются следующие 1. Одна из двух труб равного внутреннего диаметра в надземной части устройства выполнена теплоизолированной (а не пластмассовой теплоизоляционной). 2. Теплоизоляция выполнена за счет покрытия первой трубы слоем теплоизоляционного материала. 3. В качестве теплоизоляционного материала может служить теплоизоляционная лента. 4. Вторая из двух труб равного внутреннего диаметра в надземной части устройства выгнута в виде вертикального змеевика. 5. Змеевик имеет спиралевидную форму. 6. Змеевик своими концами сообщен с первой теплоизолированной трубой. Такое техническое решение проще известного. При равенстве внутренних диаметров труб обе трубы изготовлены из теплопроводного и одинакового материала - стальной трубы, одна из труб обвита в надземной части теплоизоляционной лентой, а вторая также в надземной части выгнута в виде змеевика. Наличие теплоизоляционного слоя позволяет уменьшить охлаждение хладоносителем в первой трубе, что в целом увеличивает скорость движения и циркуляцию хладоносителя в устройстве (за счет разности температур наруж 2 102032014.08.30 ного воздуха и грунта зимой), что в итоге приводит к повышению холодопроизводительности устройства (при одновременной простоте конструкции). Таким образом, заявляемое устройство обладает новизной и существенными отличиями от прототипа, простотой конструкции, возможностью реализации и работоспособностью в практике строительства, что позволяет квалифицировать и считать устройство полезной моделью. Сравнение с другими техническими решениями в данной отрасли строительства не позволило выявить в них признаки, дискредитирующие новизну этого технического решения. Подобные решения авторам не известны. Сущность заявляемого решения поясняется фигурой, где изображено предлагаемое устройство в разрезе. Обозначения 1 - хладоноситель (керосин) 2 - трубчатый корпус 3 - первая (теплоизолированная) труба 4 - вторая (гладкая) труба 5 - расширитель 6 - теплоизоляционная лента (теплоизоляционный материал) 7 - змеевик. Устройство содержит частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем(лучше керосином) 1 трубчатый корпус 2, выполненный из сообщающихся труб 3, 4 равного внутреннего диаметра с расширителем 5. Одна из труб 3 (первая) в надземной части выполнена теплоизолированной за счет покрытия ее слоем теплоизоляционного материала, например теплоизоляционной лентой 6. Вторая (гладкая) труба 4 в надземной части выгнута в виде змеевика 7 спиралевидной формы, сообщающегося своими концами с первой (теплоизолированной) трубой 3. Устройство работает следующим образом. Зимой при наступлении отрицательных температур наружного воздуха керосин 1 более интенсивно охлаждается в надземной части второй (гладкой) трубы 4, выполненной в виде змеевика 7 спиралевидной формы. В первой (теплоизолированной) трубе 3 керосин 1 охлаждается менее интенсивно, так как она покрыта слоем теплоизоляционного материала из теплоизоляционной ленты 6. В результате возникает циркуляция хладоносителя по замкнутому контуру змеевик 7, гладкая(вторая) труба 4, первая труба 3, теплоизолированный участок 6 надземной части трубы 3. В результате циркуляции керосин 1 охлаждается в надземной части корпуса 2 (в змеевике 7) второй трубы 4, переносит холод в грунт, замораживает его, нагревается и поступает в теплоизолированный участок 6 первой трубы 3, затем перетекает в змеевик 7 второй трубы 4, где цикл охлаждения-нагревания хладоносителя 1 повторяется вплоть до наступления положительных температур наружного воздуха. В итоге циркуляции хладоносителя 1 в трубчатом корпусе 2 за зимний сезон в грунт вносится значительное количество холода,а из него забирается значительное количество тепла, выносится на поверхность и отдается наружному воздуху. Летом устройство свою работу автоматически прекращает, так как керосин 1 запирается, нагревается и остается в верхней надземной части трубчатого корпуса 2. Достоинствами предлагаемого устройства являются его простота и технологичность в изготовлении. Выполнить надземную часть первой трубы 3 теплоизолированной, а второй трубы 4 выгнутой в виде змеевика 7 - не столь трудные проблемы, зато холодопроизводительность устройства можно увеличить в разы. По существу предлагаемое устройство это отопительная система, только наоборот. Это замораживающая система со змеевиком Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3