Устройство для замораживания грунта

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Пойта Птр Степанович Лукша Владимир Валентинович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) 1. Устройство для замораживания грунта, включающее опущенный в скважину или траншею охладитель с принудительной циркуляцией холодного наружного воздуха, отличающееся тем, что охладитель выполнен в виде установленной с возможностью вращения в устье скважины или траншеи ветряной вертушки с лопастями, шарнирно закрепленными при помощи подшипника скольжения на горизонтальной оси без возможности осевого перемещения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ось изготовлена переменного диаметра,а на поверхности грунта закреплена обвалованиями.(56) 1. Таргулян Ю.О. Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах. - Л. Стройиздат, 1978. - С. 135-139 (раздел Охлаждение грунтов через скважины) - аналог. 2. Руководство по технологии и методике расчета продолжительности вмораживания свай в вечномерзлые грунты. Р. 205-75 / В.В. Спиридонов, А.С. Цуриков, Б.В. Краснощек,В.П. Чернюк. - М. ВНИИСТ, 1976. - С. 6, рис 1,б - аналог. 3. Патент РБ на полезную модель 1061. Устройство для замораживания грунта / В.П. Чернюк и др. МПК 02 3/00, 2003 - прототип. Полезная модель относится к области строительства в условиях распространения слабых, мерзлых, сезонно- и вечномерзлых грунтов и может быть использована для замораживания грунта при его разработке в котлованах или траншеях, а также в свайном фундаментостроении. Известно техническое решение для замораживания грунта, включающее охлаждение грунта естественной вентиляцией скважины или траншеи холодным наружным воздухом 1. Недостатком этого решения является низкая холодопроизводительность устройства из-за отсутствия принудительного поступления в скважину или траншею холодного наружного воздуха. Известно также устройство для замораживания грунта, включающее опущенный в скважину или траншею охладитель с принудительной циркуляцией холодного наружного воздуха 2. Недостатками этого устройства являются сложность конструкции из-за необходимости применения вентилятора и шланга для прокачки воздуха, а также повышенная энергоемкость замораживания грунта из-за необходимости использования привода вентилятора,т.е. потребления электроэнергии. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для замораживания грунта, содержащее опущенный в скважину или траншею охладитель с принудительной циркуляцией холодного наружного воздуха 3. Недостатком данного устройства является сложность конструкции из-за необходимости применения опускаемой в скважину или траншею трубы, наполнения ее жидким хладоносителем, использования вертикально установленной на трубе вертикальной вертушки, шнека с лопастями, болтового соединения и других элементов. Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в упрощении конструкции устройства при принудительной циркуляции хладоагента - холодного наружного воздуха. Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для замораживания грунта, включающем опущенный в скважину или траншею охладитель с принудительной циркуляцией холодного наружного воздуха, охладитель выполнен в виде установленной с возможностью вращения в устье скважины или траншеи ветряной вертушки с лопастями,шарнирно закрепленными при помощи подшипника скольжения на горизонтальной оси без возможности осевого перемещения. Ось изготовлена переменного диаметра (ступенчатой) и на поверхности грунта закреплена обвалованиями. Наличие вертушки с возможностью вращения с лопастями, шарнирно закрепленными на горизонтально расположенной в устье скважины или траншеи оси без возможности осевого перемещения, позволяет осуществлять принудительный забор холодного воздуха,его принудительную циркуляцию в скважине или траншее, вентиляцию, охлаждение и замораживание грунта, что доказывает работоспособность устройства. Конструкция этого устройства намного проще известных, в том числе и прототипа. 2 35432007.04.30 Сопоставительный с прототипом анализ показывает наличие следующих отличительных признаков охладитель выполнен в виде ветряной вертушки с лопастями охладитель установлен с возможностью вращения в устье скважины или траншеи лопасти шарнирно закреплены на горизонтальной оси без возможности осевого перемещения при помощи подшипника скольжения ось изготовлена переменного диаметра, т.е. ступенчатой ось в устье скважины (на поверхности грунта) закреплена обвалованиями. Указанные отличительные признаки являются новыми, существенными и достаточными для реализации устройства, решения поставленной задачи и получения положительного эффекта, что позволяет считать данное решение полезной моделью. Дополнительных затрат энергии не требуется. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где в разрезе изображено предлагаемое устройство для замораживания грунта. Обозначения 1 - скважина или траншея 2 - ветряная вертушка 3 - лопасти 4 - подшипник скольжения 5 - горизонтальная ось 6 - обвалования. Устройство содержит опущенный в скважину или траншею 1 охладитель в виде ветряной вертушки 2 с лопастями 3 для принудительной (побудительной) циркуляции холодного наружного воздуха в скважине илитраншее 1. Лопасти 3 шарнирно закреплены при помощи подшипника скольжения 4 на горизонтальной оси 5 без возможности осевого перемещения. Ось 5 жестко закреплена в устье скважины или траншеи 1 при помощи обвалований 6 и изготовлена ступенчатой формы, т.е. переменного диаметра. Устройство работает следующим образом. Поток холодного наружного воздуха вращает ветряную вертушку 2 посредством лопастей 3 в устье скважины или траншеи 1, что приводит к принудительной циркуляции холодного наружного воздуха в скважине или траншее 1 и замораживанию окружающего их грунта. Ветряная вертушка 2 вращается(как ветряк) на горизонтальной оси 5, закрепленной посредством подшипника скольжения 4 и установленной в устье скважины или траншеи 1 без осевого перемещения посредством обвалований 6. Устройство работоспособно практически большую часть времени. Исключение составляет штиль или абсолютное отсутствие ветра. Устройство весьма просто в изготовлении, надежно в эксплуатации, производительно,так как в устройстве осуществляется принудительная циркуляция воздуха. Никаких усложняющих элементов не имеется. Авторам подобные технические решения, применяемые именно для замораживания грунта, не известны. Устройство перспективно, эффективно, в том числе и для РБ, отвечает требованиям ресурсосберегающих технологий. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3