Установка для охлаждения грунта

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ГРУНТА(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Сташевская Надежда Александровна Пчлин Вячеслав Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) 1. Установка для охлаждения грунта, включающая частично погруженную в грунт и заполненную керосином замкнутую систему вертикальных труб, сообщающихся между собой в надземной и подземной частях установки, с одной центральной большего диаметра и одной или несколькими боковыми меньшего диаметра трубами, причем центральная труба в надземной части выступает над боковыми, отличающаяся тем, что в центральной трубе установлено плавающее цилиндрическое гофрированное герметичное деформируемое пластмассовое приспособление типа вантус в виде поплавка, для ослабления растепляющего воздействия на грунт, заполненное полностью водой и бензином в соотношении 1211 по объему. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что длина выступающей части центральной трубы в надземной части превышает длину поплавка - вантуса. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что оба торца поплавка - вантуса закрыты крышками, а его диаметр выполнен меньше внутреннего диаметра центральной трубы.(56) 1. Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. Изд. 2-е переработанное и дополненное. - Л. Стройиздат, 1984. - С. 21 (аналог). 2. Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. Изд. 2-е переработанное и дополненное. - Л. Стройиздат, 1984. - С. 24, рис. 7, 8 (прототип). 22632005.12.30 Полезная модель относится к строительству, сельскому хозяйству, перерабатывающей промышленности, преимущественно к свайному фундаментостроению, и касается выполнения устройств для замораживания, охлаждения грунта и аккумуляции холода в нем. Известна установка для охлаждения грунта, содержащая частично погруженную в грунт и заполненную керосином (хладоносителем) трубу 1. Наряду с простотой установки, ее недостатком является низкая холодопроизводительность из-за перемешивания потоков охлажденного и теплого керосина, а также возможность растепляющего воздействия на грунт летом. Наиболее близкой к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому результату является установка для охлаждения грунта, содержащая частично погруженную в грунт и заполненную керосином замкнутую систему труб, сообщающихся между собой в надземной и подземной частях установки, с одной центральной большего диаметра и одной или несколькими боковыми меньшего диаметра трубами, причем в надземной части центральная труба выступает над боковыми 2. Наряду с повышенной холодопроизводительностью установки зимой, она обладает значительным растепляющим воздействием на грунт летом из-за образования в установке(системе) обратной циркуляции керосина. Задачей настоящей полезной модели является уменьшение растепляющего воздействия на грунт летом и даже исключение, за счет уменьшения (исключения) скорости обратной циркуляции керосина в установке. Поставленная задача решается тем, что в известной установке для охлаждения грунта,включающей частично погруженную в грунт и заполненную керосином замкнутую систему вертикальных труб, сообщающихся между собой в надземной и подземной частях установки, с одной центральной большего и одной или несколькими боковыми меньшего диаметра трубами, причем центральная труба в надземной части выступает над боковыми,в центральной трубе установлено цилиндрическое гофрированное герметичное деформируемое пластмассовое приспособление типа вантус в виде поплавка, заполненное полностью водой и бензином в соотношении по объему 1211. Длина выступающей части центральной трубы превышает длину поплавка - вантуса. Оба торца поплавка - вантуса закрыты крышками, а его диаметр меньше внутреннего диаметра центральной трубы. Отличительные признаки заявляемой установки сводятся к следующему в центральной трубе установлено цилиндрическое гофрированное герметичное деформируемое пластмассовое приспособление типа вантус в виде поплавка для ослабления растепляющего воздействия на грунт поплавок заполнен полностью водой и бензином в соотношении 1211 по объему длина выступающей части центральной трубы в надземной части превышает длину поплавка оба торца поплавка - вантуса закрыты крышками, а его диаметр выполнен меньше внутреннего диаметра центральной трубы. Конструкция установки достаточна проста. То же касается и поплавка, выполненного в виде известного вантуса, только заполненного водой и бензином, что служит для решения поставленной задачи - снижения растепляющего воздействия на грунт летом. Это позволяет считать отличительные признаки новыми, достаточными и существенными. Работоспособность установки заключается в том, что при указанном соотношении вода-бензин 1211 зимой поплавок всплывает кверху в выступающую надземную часть центральной трубы, не препятствуя циркуляции хладоносителя, а летом - тонет в подземную часть центральной трубы, прерывая циркуляцию керосина, за счет замерзанияоттаивания воды в поплавке, превращения ее в лед или воду, увеличения или уменьшения объема поплавка. При этом поплавок - вантус выполнен цилиндрическим, гофрированным, герметичным и деформируемым из пластмассы. При меньшем содержании воды, чем указанное,2 22632005.12.30 поплавок всегда будет плавать в керосине (и летом, и зимой), при большем - всегда тонуть. Для доказательства работоспособности установки см. нижеприведенную таблицу, в которой плотности воды, бензина, керосина приняты при положительной температуре 20 С, а плотность льда и коэффициенты объемного расширения керосина и бензина при отрицательной температуре-20 С. Сравнение заявляемого объекта с другими техническими решениями в данной отрасли строительства не позволило выявить в них признаки, дискредитирующие новизну технического решения. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена в разрезе конструкция установки при всплытом поплавке, на фиг. 2 - то же, при погруженном поплавке. Обозначения 1 - керосин 2 - замкнутая система вертикальных труб 3 - центральная труба 4 - боковые трубы 5 - выступающая часть 6 - поплавок 7 - крышка. Установка состоит из частично погруженной в грунт и заполненной керосином 1 замкнутой системы вертикальных труб 2, сообщающихся между собой в надземной и подземной частях установки, с одной центральной 3 большего диаметра и одной или несколькими боковыми 4 меньшего диаметра трубами. Центральная труба 3 имеет выступающую над боковыми трубами 4 часть 5. В центральной трубе установлено плавающее приспособление типа вантус в виде поплавка 6 для ослабления растепляющего воздействия на грунт, полностью заполненного водой и бензином в соотношении 1211 по объему. Длина выступающей части 5 превышает длину поплавка 6 - вантуса. Оба торца поплавка 6 - вантуса закрыты крышками 7. Поплавок 6 - вантус выполнен цилиндрическим,гофрированным, герметичным, деформируемым из пластмассы, а его диаметр выполнен меньше внутреннего диаметра центральной трубы 3. Определение состояния поплавка зимой и летом при соотношении водабензин 11 и 12 (объем поплавка 1 л.) Соотношение водабензин 11 12 Параметр Период года Лето Зима Лето Зима Плотность воды,1 1 кг/л Плотность льда,0,9 0,9 кг/л Плотность бензи 0,7 0,7 0,686 0,71,020,714 на, кг/л Плотность керо 0,8 0,8 0,816 0,81,020,816 сина, кг/л Коэффициент объемного расширения бензина 1 0,98 1 0,98 и керосина, ед. 22632005.12.30 Установка работает следующим образом. Зимой (фиг. 1) при отрицательных температурах наружного воздуха керосин 1 интенсивно охлаждается в надземной части замкнутой системы вертикальных труб 2. При этом он более интенсивно охлаждается (за счет меньшего диаметра) в боковых трубах 4, уменьшается в объеме, повышая свою плотность, поступает в подземную часть системы труб, где охлаждает и замораживает грунт, нагревается и по центральной трубе 3 поступает в надземную часть системы труб 2. Далее цикл охлаждения - нагревания керосина 1 в системе труб 2 непрерывно повторяется. При этом поплавок всплывает и находится в выступающей части 5 центральной трубы 3. Летом (фиг. 2) при положительных температурах наружного воздуха керосин 1 интенсивно нагревается в надземной части замкнутой системы вертикальных труб 2. Возникает обратная циркуляция керосина 1 в системе труб 2. Окружающий установку грунт может повысить температуру и нагреться. Однако при положительных температурах наружного воздуха поплавок 6 в установке (керосине 1) тонет в донную подземную часть центральной трубы 3, где (и даже выше) прерывает циркуляцию керосина 1, уменьшая (и даже исключая) растепление окружающего грунта. Конструкция установки весьма проста. Требуется лишь поплавок 6 - вантус нужного диаметра, который закрыт с одной стороны крышкой 7. Вантус 6 заполняют водой и бензином полностью, в соотношении 1211 и заклеивают с другой стороны крышкой 7. Такие вантусы отечественная промышленность РБ выпускает в г. Борисове стоимостью 500 рублей (диаметр 100 мм), которые используются для прочистки ванн, раковин, унитазов. Конструкция установки, на взгляд авторов, аналогов не имеет, но может дать существенный экономический эффект, как в РБ, так и в других странах (например, России). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.