Устройство для замораживания грунта

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет (ВУ)(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Щербач Валерий Петрович СтаШевская Надежда Александровна (ВУ)(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет (ВУ)1. Устройство для замораживания грунта, включающее частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем, например керосином, трубчатый корпус, отличающееся тем, что внутри корпуса поперек него в слое сезонного промерзания-оттаивания грунта устроена перегородка с двумя патрубками одинакового диаметра из легкодеформируемого материала, например полиэтилена, один из которых направлен вверх, второй - вниз.2. Устройство для замораживания грунта по п. 1, отличающееся тем, что в корпусе ниже поперечной перегородки с зазором относительно дна монтирована продольная перегородка, причем обе перегородки изготовлены из теплоизоляционного материала, например пластмассы.(56) 1. Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - 11. Стройиздат, 1984. С. 21-24, рис. 50 (аналог). 2. Патент Республики Беларусь на полезную модель 1061, МПК Е 0213 3/00, 2003.Полезная модель относится К области строительства в условиях распространения слабых, болотистых, мерзлых, сезонно- и вечномерзлых грунтов и может быть использована в свайном фундаментостроении для закрепления грунтов, в промышленном и гражданском строительстве при возведении различного рода объектов, преимущественно в северной строительно-климатической зоне.Известно устройство для замораживания грунта, содержащее частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем, например керосином, трубчатый корпус 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 значительное растепляющее воздействие на грунт летом из-за обратного теплопотока хладоносителя (керосина) в устройстве за счет естественной конвекции, пониженная холодопроизводительность зимой из-за частичного перемешивания теплого и холодного потоков хладоносителя.Наиболее близким к заявленному объекту является устройство для замораживания грунта, содержащее частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем, например керосином, трубчатый корпус 2.Наряду с достоинством устройства (высокой холодопроизводительностью зимой за счет дополнительного охлаждения холодоносителя холодным воздухом при помощи вертущки), известное рещение обладает и недостатками - возможностью растепляющего воздействия на грунт летом из-за обратного потока хладоносителя, а также сложностью конструкции устройства (наличие вертущки, воздухозаборников, болтового соединения).Задачи, на рещение которых направлена полезная модель, состоят в исключении вообще возможности растепляющего воздействия на грунт летом и упрощении конструкции устройства.Рещение поставленных задач достигается тем, что в известном устройстве для замораживания грунта, включающем частично погруженный в грунт и заполненный хладоносителем, например керосином, трубчатый корпус, внутри корпуса поперек него в слое сезонного промерзания-оттаивания грунта устроена перегородка с двумя патрубками одинакового диаметра из легкодеформируемого материала, например полиэтилена, один из которых направлен вверх, второй - вниз. В корпусе ниже поперечной перегородки с зазором относительно дна монтирована продольная перегородка, причем обе перегородки изготовлены из теплоизоляционного материала, например пластмассы.Отличительные признаки заявленного устройства сводятся к наличию поперечной и продольной перегородок, наличию патрубков одинакового диаметра из легкодеформируемого материала (полиэтилена), один из которых направлен вверх, второй - вниз. Обе перегородки (поперечная и продольная) изготовлены из теплоизоляционного материалаКонструкция устройства достаточна проста и служит для рещения поставленных задач, что позволяет считать отличительные признаки достаточными, новыми и существенными.Работоспособность устройства заключается в том, что однотрубный корпус зимой работает как двухтрубная установка с двумя патрубками, позволяющими повысить холодопроизводительность устройства зимой, а летом практически исключить обратный теплопоток в грунт и, кроме того, упростить конструкцию устройства.Сравнение заявляемого объекта с другими рещениями в данной отрасли не позволило выявить в них признаки, дискредитирующие новизну технического рещения.Сущность полезной модели поясняется чертежом, где она изображена в разрезе.Устройство состоит из однотрубного, частично погруженного в грунт трубчатого корпуса 1, заполненного хладоносителем (керосином) 2. Внутри корпуса 1 поперек него в слое сезонного промерзания-оттаивания грунта устроена перегородка 3 с двумя патрубками 4, 5 одинакового диаметра из легкодеформируемого материала, причем патрубок 4 направлен вверх, а патрубок 5 - вниз. В корпус 1 ниже поперечной перегородки 3 монтирована с зазором 6 относительно дна 7 корпуса 1 продольная перегородка 8. Обе перегородки 3, 8 изготовлены из пластмассового теплоизоляционного материала.Установка работает следующим образом. Зимой (при отрицательных температурах наружного воздуха) хладоноситель 2 интенсивно охлаждается в надземной части корпуса 1. При этом он уменьшается в объеме, повышая свою плотность, и через патрубок 5 в перегородке 3 перетекает в подземную часть корпуса 1, охлаждая и замораживая окружающий грунт. В подземной части хладоноситель 2 перетекает через зазор 6 в донной части 7 корпуса 1, нагревается и Через патрубок 4 поступает в надземную часть корпуса 1, где цикл охлаждения - нагревания хладоносителя 2 повторяется. Процесс длится непрерывно вплоть до наступления положительных температур наружного воздуха. Так как перегородки 3, 8 теплоизолированы, то смешивания потоков холодного и теплого хладоносителя 2 не будет. Кроме того, так как патрубки 4, 5 выполнены из эластичного легкодеформируемого материала (полиэтилена), они при таком движении хладоносителя 2 будут всегда распрямлены, так как один поток осуществляется вниз (нисходящий), а второй - вверх(восходящий), не препятствуя движению хладоносителя 2.В летнее время (при температурах наружного воздуха выше О С) установка свою работу автоматически прекращает, так как теплый и более легкий хладоноситель 2 остается в надземной части корпуса 1. При этом, как теоретически, так и практически, никакого обратного летнего теплопотока в грунт происходить не будет, и грунт не будет растепляться по двум причинам. Во-первых, установка свою работу прекращает, хотя обратный теплопоток в грунт может быть незначительный, во-вторых, при обратном (другом) движении хладоносителя 2 в корпусе 1 полиэтиленовые патрубки 4, 5 деформируются, теряют устойчивость, сплющиваются, прекращая всякое движение хладоносителя 2 в корпусе 1. Процесс обратного движения хладоносителя 2 невозможен.Конструкция устройства практически на 100 исключает обратное движение хладоносителя и исключает растепляемость грунта, обладает простотой изготовления по сравнению с известными решениями.Устройство может дать существенный экономический эффект в северной строительно-климатической зоне.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.