устройство для замораживания грунта

Формула изобретения

Устройство для замораживания грунта, включающее трубчатый конденсатор, снабженный ребрами жесткости, и соединенный с ним испаритель в виде трубы, заполненные хладоносителем, отличающееся тем, что верхняя часть трубчатого конденсатора с ребрами жесткости выполнена в виде эластичной трубчатой вставки с размещенной на ней пластиной из пористого материала, причем эластичная трубчатая вставка соединена с частью трубчатого конденсатора, имеющего заправочный патрубок с заглушкой, при этом трубчатый конденсатор заключен в корпус, верхняя и нижняя части которого выполнены со сквозными отверстиями, а в самом корпусе со стороны размещения пластины из пористого материала выполнено смотровое окно.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое устройство относится к строительству и касается устройства для аккумуляции холода в основаниях сооружений, замораживания грунта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для замораживания грунта основания под сооружением, включающее конденсатор и испаритель в виде труб, заполненных хладоносителем, причем конденсатор снабжен по периметру трубы теплопроводящими ребрами жесткости.

Недостатком этого устройства является невозможность контроля работы устройства в процессе эксплуатации.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое устройство, является возможность контроля за процессом работы устройства в процессе эксплуатации за счет визуального определения посредством гибкой вставки и пористого материала, наличие внутри устройства в конденсаторе хладоносителя, что позволяет своевременно произвести ремонт и наладку устройства для дальнейшей работы.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для замораживания грунта, включающем трубчатый конденсатор, снабженный ребрами жесткости и соединенный с ним испаритель в виде трубы, заполненные хладоносителем, верхняя часть трубчатого конденсатора с ребрами жесткости выполнена в виде эластичной трубчатой вставки с размещенной на ней пластиной из пористого материала, причем эластичная трубчатая вставка соединена с частью трубчатого конденсатора, имеющего заправочный патрубок с заглушкой, при этом трубчатый конденсатор заключен в корпус, верхняя и нижняя части которого выполнены со сквозными отверстиями, а в самом корпусе со стороны размещения пластины из пористого материала выполнено смотровое окно.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - различные положения трубчатой вставки 4 и пластины 5 из пористого материала.

Предлагаемое устройство состоит из испарителя 1 в виде трубы, заглушенной снизу и заглубленной в грунт 2, на верхнем конце которой смонтирован конденсатор, нижняя часть которого снабжена по периметру теплопроводящими ребрами 3 жесткости. Конденсатор состоит из двух вертикальных отрезков труб, соединенных между собой трубчатой вставкой 4 из эластичного материала, являющейся индикатором рабочего состояния предлагаемого устройства. На трубчатой вставке 4 закреплена пластина 5 из пористого материала, являющаяся дополнительным контрольным индикатором. Конденсатор заключен в защитный корпус 6, открытый снизу и сверху, и снабжен смотровым окном 7, размещенным на уровне и со стороны пластины 5 из пористого материала. Конденсатор имеет патрубок 8 с заглушкой. После заправки устройства заглушкой перекрывают конденсатор. Смотровое окно служит для контроля за работой устройства в процессе эксплуатации.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Устройство внедряют в массив грунта 2. Через патрубок заполняют устройство двухфазовым хладоносителем и заглушают его. Закрывают верхнюю часть конденсатора.

В зимний период в устройстве начинается циркуляция хладоносителя. Охлажденный в конденсаторе за счет низких температур окружающий воздух конденсируется на внутренней поверхности трубы конденсатора, приобретая низкую температуру наружного воздуха, под действием силы тяжести опускается вдоль стенок испарителя, нагревается от стенок испарителя за счет тепла окружающего грунта и испаряется, поднимаясь в конденсатор. В конденсаторе за счет низких температур конденсируется воздух и через стенки теплопередающего ребра 3 и корпуса 6 тепло передается в атмосферу. Таким образом происходит естественная циркуляция в устройстве, охлаждение и замораживание массива грунта до температуры окружающего воздуха. В устройстве двухфазный хладоноситель находится в термодинамическом равновесии. Температура давления и его объем внутри постоянно меняются в течение года.

При положительных температурах окружающей среды в конденсаторе увеличивается давление и трубчатая эластичная вставка 4 раздувается, а при отрицательных температурах окружающей среды давление в конденсаторе уменьшается и вставка 4 втягивается. При этом на пластине 5 из пористого материала, имеющей зону с большим тепловыделением, чем поверхность вставки 4, в зимний период за счет конденсата влаги образуется снежная шуба, а в летний период пластина 5 будет влажная. Через смотровое окно 8 можно по положению вставки 4 и по виду пластины 4 определить наличие в конденсаторе хладоносителя, а значит и работоспособность устройства. Если вставка 4 находится в нейтральном (вертикальном) положении, а на пористом материале 5 нет снежной шубы в зимний период, и она не влажная в летний, значит, необходимо выполнить ремонт устройства и его заправку или полную замену конденсатора на новый.

Институт "Фундаментпроект" намечает использовать предлагаемое устройство на объектах Заполярного газонефтеконденсатного месторождения Севера Тюменской области.