Устройство для охлаждения грунта

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ГРУНТА(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Акулич Ярослав Антонович Акулич Антон Павлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Устройство для охлаждения грунта, включающее частично погруженный в грунт, закрытый крышками с обоих торцов и заполненный хладоносителем трубчатый корпус, на верхней крышке которого снаружи с зазором относительно него на оси монтировано поворотное охлаждающее воздушное приспособление, отличающееся тем, что охлаждающее приспособление выполнено съемным, инвентарным, в виде раструбного воздухозаборника с флюгером, между которыми размещена посаженная с зазором относительно трубчатого корпуса цилиндрическая поворотная втулка с возможностью охлаждения последнего холодным воздухом.(56) 1. Гапеев С.И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - Л. Стройиздат, 1984. С. 21-24, рис. 7, 10 (аналог). 2. Патент РБ на полезную модель 1061, МПК.02 3/00, 2003 (прототип). 89362013.02.28 Полезная модель относится к области строительства в особых условиях - при наличии низких температур воздуха, слабых, мерзлых, сезонно- и вечномерзлых высокотемпературных грунтов и может быть использована в свайном фундаментостроении для укрепления оснований замораживанием. Известно устройство для замораживания грунта, содержащее частично погруженный в грунт, закрытый крышками с обоих торцов и заполненный хладоносителем трубчатый корпус 1. Работоспособность устройства обеспечивается только в зимнее время года с наступлением отрицательных температур наружного воздуха за счет охлаждения хладоносителя(только керосина) в надземной части корпуса, повышения его плотности, перетекания в подземную часть корпуса, где он отдает холод грунту, замораживает его, забирает тепло,нагревается и перетекает в наружную часть корпуса. Работа происходит в автоматическом режиме. Однако недостатками такого устройства являются возможность применения в качестве хладоносителя только керосина, имеющего незначительные коэффициенты теплоемкости и теплопроводности возможность растепляющего воздействия на грунт из-за обратного летнего теплотока в грунт за счет естественной конвекции керосина невысокая холодопроизводительность зимой из-за использования малоэффективного керосина в качестве хладоносителя. Известно устройство для замораживания грунта, позволяющее использовать любой вид хладоносителя, включающее частично погруженный в грунт, закрытый крышками с обоих торцов и заполненный хладоносителем трубчатый корпус, на верхней крышке которого снаружи с зазором относительно его на оси монтировано поворотное охлаждающее воздушное приспособление 2. Недостатками данного устройства являются сложность конструкции устройства из-за расположения охлаждающего воздушного приспособления (привода) снаружи корпуса, а исполнительного механизма (рабочего органа) - внутри корпуса в виде шнека (а это сложно) и негерметичность корпуса из-за возможности вытекания любого хладоносителя при работе поворотного охлаждающего приспособления. Задачами настоящей полезной модели являются упрощение конструкции и повышение герметичности устройства. Поставленные задачи решаются тем, что в известном устройстве, содержащем частично погруженный в грунт, закрытый крышками с обоих торцов и заполненный хладоносителем трубчатый корпус, на верхней крышке которого снаружи с зазором относительно него на оси монтировано поворотное охлаждающее воздушное приспособление, последнее выполнено съемным, инвентарным, в виде раструбного воздухозаборника с флюгером, между которыми размещена посаженная на ось с зазором относительно корпуса цилиндрическая поворотная втулка с возможностью охлаждения последнего холодным воздухом. Таким образом, отличительными признаками от прототипа являются следующие охлаждающее приспособление выполнено съемным, инвентарным, в виде раструбного воздухозаборника воздухозаборник связан с флюгером между воздухозаборником и флюгером размещена цилиндрическая поворотная втулка втулка посажена на ось с зазором относительно корпуса втулка размещена относительно корпуса с возможностью охлаждения последнего холодным воздухом и его протекания в зазоре. Выполнение поворотного охлаждающего воздушного приспособления данным образом приводит к принудительному охлаждению холодным наружным воздухом трубчатого корпуса в целом (надземной его части), поверхности грунта вокруг корпуса, а также хла 2 89362013.02.28 доносителя в корпусе (любого, но лучше солевого раствора 2 как наиболее теплоемкого и теплопроводного) зимой. В летнее время охлаждающее приспособление можно снять с оси, а надземную часть корпуса укрыть утеплителем - мешковиной, матами и т.п.,а землю вокруг корпуса - мхом, листвой, опилками и т.д. для сохранения холода в грунте. Сама установка свою работу летом автоматически прекращает. Указанные отличительные признаки являются новыми, существенными и достаточными для реализации поставленных задач - упрощения конструкции и повышения герметичности устройства, что позволяет считать разработку полезной моделью. Авторам использование подобного рода охлаждающих воздушных поворотных устройств в трубчатых корпусах для замораживания грунта не известно. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конфигурация предлагаемого устройства в разрезе, на фиг. 2 - продольный разрез А-А на фиг. 1. Обозначения 1 - верхняя крышка 2 - нижняя крышка 3 - трубчатый корпус 4 - ось 5 поворотное охлаждающее воздушное приспособление 6 - раструбный воздухозаборник 7- флюгер 8 - цилиндрическая поворотная втулка 9 - хладоноситель. Устройство для охлаждения грунта содержит частично погруженный в грунт, закрытый с обоих торцов крышками 1, 2 трубчатый корпус 3, на верхней крышке 1 которого снаружи с зазором относительно трубчатого корпуса 3 на оси 4 монтировано поворотное охлаждающее воздушное приспособление 5 (фиг. 1). Охлаждающее приспособление 5 выполнено съемным, инвентарным, в виде раструбного воздухозаборника 6 с флюгером 7,между которыми размещена посаженная на ось 4 с зазором относительно трубчатого корпуса 3 цилиндрическая поворотная втулка 8 с возможностью охлаждения последнего(трубчатого корпуса 3) холодным воздухом (фиг. 1, 2). Устройство замораживает грунт следующим образом. В зимнее время года при наступлении отрицательных температур наружного воздуха и большой скорости ветра холодный воздух через раструбный воздухозаборник 6 поступает в цилиндрическую поворотную втулку 8 охлаждающего приспособления 5 (благодаря флюгеру 7, ориентирующему всегда раструб воздухозаборника 6 против ветра),попадая в поворотную на оси 4 цилиндрическую втулку 8. Далее холодный воздух через кольцевой зазор между корпусом 3 и втулкой 8 охлаждает сам корпус 3 и содержащийся в нем хладоноситель 9 (лучше солевой раствор 2 как наиболее теплоемкий и теплопроводный по сравнению с керосином). При охлаждении хладоноситель 9 любого вида увеличивает свою плотность, опускается в корпусе 1 вниз, охлаждая и замораживая окружающий грунт, нагревается, увеличивает свою плотность, т.е. приступает к понудительной конвекции, по пути, охлаждаясьнагреваясь, замораживает грунт. Дополнительно холодный воздух, выходя из кольцевого зазора между втулкой 8 и корпусом 3, охлаждает грунт с поверхности. При отсутствии ветра устройство работает в режиме естественной конвекции хладоносителя 9 в корпусе 1. При наступлении положительных температур наружного воздуха поворотное охлаждающее воздушное приспособление 5 снимается с оси 4 корпуса 1 целиком, а сам корпус 1 и грунт вокруг него утепляется теплоизоляционными материалами мешковиной, матами, войлоком, опилками, мхом и т.д. Конструкция устройства достаточно проста в изготовлении, надежна, холодопроизводительна и эффективна в эксплуатации, может применяться для замораживания целых массивов грунта. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4