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 охладитель с принудительной циркуляцией холодного наружного воздуха, отличающееся тем, что охладитель выполнен в виде пластмассовой пластины с плоским, установленным в скважине выше ее дна с зазором, нижним концом и раздвоенным в равные стороны с окрылками и воздухозаборником изогнутым, выведенным выше поверхности грунта, верхним концом, причем ширина пластины меньше диаметра скважины на 12 см. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в устье скважины охладитель снабжен втулкой, равного со скважиной диаметра, и фланцем.(56) 1. Таргулян Ю.О. Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах. - Л. Стройиздат, 1978. - С. 135-139 (раздел Охлаждение грунтов через скважины) (аналог). 2. Патент РБ на полезную модель 1061, МПК 02 3/00, 2003 (аналог). 3. Спиридонов В.В., Цуриков А.С., Краснощек Б.В., Чернюк В.П. Руководство по технологии и методике расчета продолжительности вмораживания свай в вечномерзлые грунты. Р 205-75. - М. ВНИИСТ, 1976. - С. 6, рис. 1,б (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, а также в свайном фундаментостроении. Известно техническое решение для замораживания грунта, включающее охлаждение грунта естественной вентиляционной скважины холодным наружным воздухом 1. Недостатком этого решения является низкая холодопроизводительность устройства из-за отсутствия принудительного поступления воздуха в скважину. Известно также устройство для замораживания грунта, включающее опущенный в скважину охладитель с естественной или принудительной циркуляцией жидкого хладоносителя, охлаждаемого естественной вентиляцией холодным наружным воздухом 2. Недостатком устройства является сложность конструкции из-за необходимости использования опускаемой в скважину трубы, жидкого хладоносителя, вертушки, шнека с лопастями и других элементов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для замораживания грунта, содержащее опущенный в скважину охладитель с принудительной циркуляцией холодного наружного воздуха 3. Недостатком устройства является сложность конструкции из-за необходимости применения вентилятора для прокачки воздуха, а также повышенная энергоемкость замораживания грунта из-за необходимости использования привода вентилятора, т.е. потребления электроэнергии. Задачи, на решение которых направлена полезная модель, состоят в упрощении конструкции устройства и снижении энергоемкости замораживания грунта. Решение поставленных задач достигается тем, что в известном устройстве для замораживания грунта, включающем опущенный в скважину охладитель с принудительной циркуляцией холодного наружного воздуха, охладитель выполнен в виде пластмассовой пластины с плоским, установленным выше ее дна с зазором, нижним концом и раздвоенным в разные стороны с окрылками и воздухозаборником изогнутым, выведенным выше поверхности грунта, верхним концом, причем ширина пластины меньше диаметра скважины на 12 см. В устье скважины охладитель снабжен втулкой, равного со скважиной диаметра, с фланцем. Наличие воздухозаборника, пластмассовой пластины, установленной при помощи втулки с фланцем выше дна скважины с зазором, и изогнутых в разные стороны окрылков, выведенных выше поверхности грунта, позволяет осуществлять принудительный забор холодного наружного воздуха, его принудительную циркуляцию в скважине, ее вентиляцию, охлаждение и замораживание грунта, что в совокупности позволяет повысить холодопроизводительность устройства без дополнительных затрат энергии, т.е. естественным путем. Сопоставительный с прототипом анализ показывает наличие следующих отличительных признаков охладитель выполнен в виде пластмассовой пластины низ пластины изготовлен плоским и расположен выше дна скважины с зазором верхний конец пластины 2 35352007.04.30 выполнен раздвоенным, изогнутым в разные стороны, и выведен выше поверхности грунта верхний конец снабжен изогнутыми окрылками и воздухозаборником ширина пластины меньше диаметра скважины на 12 см в устье скважины охладитель снабжен втулкой, равного со скважиной диаметра, и фланцем. Указанные отличительные признаки являются новыми, существенными и достаточными для реализации устройства, решения поставленных задач (упрощение конструкции и снижение энергоемкости процесса замораживания грунта), а также получения положительного эффекта. Дополнительных затрат энергии не требуется. Сравнение данного устройства с другими техническими решениями в данной отрасли техники и строительства не позволило выявить в них признаки, дискредитирующие новизну технического решения. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для замораживания грунта, продольный разрез на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Обозначения 1 - скважина 2 - охладитель 3 - пластмассовая пластина 4 - нижний конец охладителя 5 - верхний конец охладителя 6 - окрылки 7 - воздухозаборник 8 втулка 9 - фланец. Устройство (фиг. 1) содержит опущенный в скважину 1 охладитель 2 с принудительной (побудительной) циркуляцией холодного наружного воздуха. Охладитель 2 выполнен в виде пластмассовой пластины 3 с плоским нижним концом 4, установленным в скважину 1 выше ее дна с зазором. Верхний конец 5 раздвоен в разные стороны с окрылками 6 и воздухозаборником 7 и выведен выше поверхности грунта. Ширина пластины 3 для вынимания-опускания в скважину на 12 см меньше диаметра скважины. Охладитель 2 для центровки в скважине 1 снабжен втулкой 8, равного со скважиной диаметра, и фланцем 9. Выполнение охладителя 2, в т.ч. пластины 3, из пластмассы целесообразно для предотвращения передачи тепла от нагретого к холодному потокам наружного воздуха, а также для снижения металлоемкости изделия. Устройство инвентарно и может устанавливаться в скважине инвентарно, переставляясь от одной скважины к другой, и стационарно, оставаясь в одной скважине длительное время. Устройство работает следующим образом. Поток холодного наружного воздуха, отражаясь, например, от правого окрылка охладителя 2 через воздухозаборник 7, втулку 8 поступает в правую часть скважины 1, охлаждая ее стенки и замораживая грунт, далее по пластине 3 через зазор в донной части скважины (между пластиной 3 и дном скважины 1) поступает в левую часть скважины 1, охлаждая ее, затем через левый окрылок 6 охладителя 2 выходит на поверхность. Устройство работоспособно практически всегда, так как направление ветра всегда меняется, за исключением параллельного направления движения воздуха пластине 3, что маловероятно. Воздух всегда будет поступать в правый или левый окрылки 6 охладителя 2. Устройство весьма просто в изготовлении, надежно в эксплуатации, производительно(по сравнению с естественной циркуляцией воздуха в скважине), так как в устройстве осуществляется принудительная циркуляция воздуха. По сравнению с устройствами с принудительной циркуляцией воздуха при помощи вентиляторов и насосов предлагаемое решение не требует внешнего источника энергии, например электрической или механической, что не энергоемко, отвечает требованиям ресурсосберегающих технологий и применимо также и для РБ. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4