Устройство для замораживания грунта

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Юськович Георгий Иванович Юськович Виталий Иванович Пчелин Вячеслав Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) 1. Устройство для замораживания грунта, включающее частично заглубленную в грунт, заполненную хладоносителем и закрытую с обоих торцов металлическую трубу,отличающееся тем, что внутри металлической трубы в хладоносителе монтирована вертикальная, изогнутая по дуге наружу теплоизоляционная упругодеформируемая перегородка из пластмассы с зазорами относительно торцов трубы и уровня хладоносителя шириной более диаметра, но менее половины окружности трубы, а длиной, равной длине трубы за вычетом зазоров от торцов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что перегородка в трубе раскреплена посредством клиньев. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что величина зазоров относительно уровня хладоносителя и нижнего торца трубы равна 5-10 см.(56) 1. Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - Л. Стройиздат, 1984. С. 24-27, рис. 7-8 (аналог). 2. Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - Л. Стройиздат, 1984. С. 21-24, рис. 6 (прототип). Полезная модель относится к области строительства в районах со значительными отрицательными температурами наружного воздуха в условиях распространения пластично-,сезонно- и вечномерзлых грунтов, слабых, водонасыщенных и высокотемпературных оснований и касается устройств для охлаждения и замораживания грунтов. Известно устройство для замораживания грунта, включающее частично заглубленную в грунт, заполненную хладоносителем и закрытую с обоих торцов систему из двух металлических труб 1. Недостатком такой двухтрубной установки является значительная металлоемкость устройства из-за наличия двух (а не одной) труб, хотя холодопроизводительность двухтрубной установки зимой велика. Более близким техническим решением является устройство для замораживания грунта, содержащее частично заглубленную в грунт, заполненную хладоносителем и закрытую с обоих торцов металлическую трубу 2. Недостатком этой конструкции является низкая холодопроизводительность зимой изза возможности смешивания холодного и нагретого потоков хладоносителя при минимальной металлоемкости устройства. В этой связи необходима конструкция устройства, которая была бы максимально холодопроизводительна зимой (как двухтрубная установка) и минимально металлоемка (как однотрубная установка). Поэтому задачами настоящей полезной модели являются увеличение холодопроизводительности конструкции в зимнее время (до уровня двухтрубной установки) и снижение металлоемкости изделия (до уровня однотрубной установки). Поставленные задачи решаются тем, что в известном устройстве для замораживания грунта, включающем частично заглубленную в грунт, заполненную хладоносителем и закрытую с обоих торцов металлическую трубу, внутри нее в хладоносителе монтирована вертикальная, изогнутая по дуге наружу теплоизоляционная упругодеформируемая перегородка из пластмассы с зазорами относительно торцов трубы и уровня хладоносителя шириной более диаметра, но менее половины окружности трубы, а длиной, равной длине трубы за вычетом зазоров от торцов. Перегородка в трубе раскреплена клиньями. Величина зазоров относительно уровня хладоносителя и нижнего торца трубы равна 5-10 см. Сопоставительный с прототипом анализ показывает наличие следующих отличий 1. Внутри трубы в хладоносителе монтирована вертикальная перегородка. 2. Перегородка изогнута по дуге наружу. 3. Перегородка упругодеформируема. 4. Перегородка выполнена из теплоизоляционного материала - пластмассы. 5. Перегородка установлена с зазорами относительно торцов трубы и уровня хладоносителя. 6. Ширина перегородки - более диаметра трубы, но менее половины окружности трубы. 7. Перегородка в трубе раскреплена клиньями. 8. Величина зазоров относительно уровня хладоносителя и нижнего торца трубы равна 5-10 см (для свободного перетекания хладоносителя). 67902010.12.30 Указанные отличительные признаки являются новыми, существенными и достаточными для превращения однотрубной охлаждающей установки в двухтрубную при сохранении той же металлоемкости изделия. Работоспособность заявленного устройства зимой осуществляется аналогично двухтрубной установке за счет циркуляции хладоносителя в трубе, разделенной перегородкой на две асимметричные части. Таким образом, разработка отвечает всем требованиям для признания ее полезной моделью. Автором подобного рода устройства, позволяющие превращать однотрубную установку в двухтрубную, не известны. Сущность устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, аксонометрия на фиг. 3 - разрез на фиг. 1. Обозначения 1 - хладоноситель (керосин) 2 - металлическая труба 3 - пластмассовая изогнутая перегородка 4 - клинья. Устройство содержит частично заглубленную в грунт, заполненную хладоносителем(керосином) 1 и закрытую с обоих концов металлическую трубу 2 (фиг. 1, 2). Внутри трубы 2 в хладоносителе 1 монтирована вертикальная, изогнутая по дуге наружу теплоизоляционная упругодеформируемая перегородка 3 из пластмассы с зазорами , 2 относительно торцов трубы 2 и уровня хладоносителя 1 для свободного перетекания хладоносителя 1. Ширина изогнутой пластины 3 больше диаметра трубы 2, так как она изогнута по дуге наружу, а длина ее равна длине трубы 2 за вычетом зазоров 2. Перегородка 3 в трубе 2 раскреплена клиньями 4. Величина зазоров 1 и 2 пластины 3 от верхнего и нижнего уровней хладоносителя 1 в трубе 2 приблизительно равна 5-10 см, а от верха трубыпревышает 5-10 см. Зимой устройство работает в автономном режиме аналогично двухтрубной установке. Охлаждаясь в надземной части трубы 2, хладоноситель более интенсивно охлаждается в левой (серпообразоной) половине трубы 2, так как модуль охлаждения левой половины значительно больше, чем правой (фиг. 1-3). Модуль охлаждения - это отношение охла ждаемой поверхности к объему хладоносителя. У левой половины модуль 11 , у 1 правой 22 . Явно видно, что 12, 12, а 12, что способствует более интен 2 сивному охлаждению хладоносителя 1 в левой половине трубы 2, увеличению его плотности и циркуляции в устройстве. В подземной части устройства хладоноситель 1 отдает холод грунту, нагревается и перетекает в правую половину трубы 2, поднимается вверх,где опять охлаждается. Далее цикл охлаждения-нагревания хладоносителя повторяется вплоть до наступления положительных температур наружного воздуха. Летом установка свою работу автоматически прекращает, так как более теплый и легкий хладоноситель 1 остается в верхней части устройства до наступления зимы. Установка зимой работает как двухтрубная конструкция, при этом пластмассовая перегородка 3 препятствует смешиванию нагретого и холодного хладоносителя и теплопередаче между ними. Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, обладает повышенной холодопроизводительностью (как у двухтрубной установки), но меньшей металлоемкостью(как у однотрубной установки), что может дать существенный экономический эффект при применении устройства. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4