Устройство для аккумуляции холода в грунтах

 

Использование: замораживание насыпного грунта при сохранении подстилающего грунта в твердомерзлом состоянии. Сущность изобретения: устройство включает центральную и периферийные трубы и патрубок. Центральные и периферийные трубы погружены в насыпной грунт, а патрубок в подстилающий вечномерзлый грунт. Патрубок примыкает к нижнему концу центральной и периферийных труб. Верхний конец патрубка выполнен расширяющимся кверху. Нижний конец патрубка заглушен. 2 ил.

Изобретение относится к строительству на вечной мерзлоте и касается устройств для использования естественного холода с целью повышения прочности мерзлого основания охлаждением и замораживания талых грунтов. Известны устройства для аккумуляции холода в основании сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, выполненные из труб, заполненных теплоносителем, осуществляющим зимой теплообмен между наружным воздухом и грунтом. Работа этих устройств основана на принципе циркуляции или конвекции теплоносителя, согласно которому теплые слои теплоносителя перемещаются вверх, а холодное вниз. Наиболее близким к описываемому изобретению является устройство по авт. св. N 1067877, представляющие собой многотрубную в верхней части и двухтрубную в нижней части конструкцию, которая работает вследствие циркуляции в ней теплоносителя. Существенным недостатком этого устройства является сложность изготовления его, поскольку все трубы этой системы имеют различные изгибы, при размещении нижней двухтрубной части в проектное положение необходимо разбуривать скважину в грунте значительных размеров (равную трем и более диаметрам трубы нисходящего потока); верхняя часть устройства (многотрубная система) по отношению к нижней части (двухтрубной) имеет эксцентриситет, что может вызвать повреждение конструкции при механизированной засыпке грунтом, так как насыпной грунт при уплотнении на изогнутых трубах дает дополнительную нагрузку. Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства, улучшение технологичности его изготовления, облегчение размещения устройства в грунте, достижение большей надежности в эксплуатации. Предлагаемое устройство состоит из погруженной в насыпной грунт центральной трубы, вокруг которой параллельно ей установлены периферийные трубы, соединенные с центральной трубой в ее надземной и подземной частях, и примыкающего к нижним торцам центральной и периферийных труб прямолинейного патрубка, расширенного в верхней части и заглушенного в нижней части. Периферийные трубы, количество которых может быть увеличено для дальнейшего повышения эффективности охлаждающего устройства, соединяются с центральной трубой в ее надземной части с помощью расширителя. Предлагаемое устройство может быть успешно использовано для замораживания насыпного грунта в гидротехническом строительстве на вечной мерзлоте и сохранения под насыпным грунтом мерзлого основания в твердомерзлом состоянии. На фиг.1 показан фасад предлагаемого устройства; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Устройство содержит центральную вертикальную трубу 1 для восходящего потока, периферийные трубы 2 малого диаметра для нисходящего потока, расширитель 3, представляющий из себя отрезок трубы большого диаметра, имеющий днище с отверстиями для ввода в него всех труб снизу, и крышку с завинчивающейся пробкой 4. В нижней части все трубы герметично введены в крышку расширяющегося кверху торца 5 прямолинейного патрубка 6 с заглушенным нижним его концом. Отверстие трубы 6 подбирается равным сумме диаметров отверстий трубы 1 восходящего и труб 2 нисходящего потоков. Устройство размещают нижней его однотрубной частью в пробуренную в мерзлом грунте скважину. В заполненном теплоносителем (керосином) устройстве зимой в трубах малого диаметра керосин быстро охлаждается, увеличивает свой объемный вес, в результате чего происходит циркуляция керосина в многотрубной системе. Движение керосина характеризуется ламинарным потоком, направленным в тонких трубах вниз, в толстой (центральной) трубе вверх. В нижней однотрубной части системы происходит конвекция керосина, обеспечивающая теплосъем в мерзлом основании, что сохраняет основание в твердомерзлом состоянии. Предложенное устройство представляет собой сочлененную систему однотрубной снизу и многотрубной сверху охлаждающих установок, позволяющих уменьшить вдвое объемы работ по разбуриванию скважин в мерзлых грунтах для размещения охлаждающих установок, уменьшить металлоемкость, повысить технологичность изготовления охлаждающих устройств и надежность их в эксплуатации, существенно увеличить холодопроизводительность.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯЦИИ ХОЛОДА В ГРУНТАХ, включающее погруженную в насыпной грунт центральную трубу, вокруг которой в параллельно ей установлены периферийные трубы, соединенные с центральной трубой в ее надземной и подземной частях, примыкающий к ее нижнему торцу центральный патрубок, заглубленный в вечномерзлый грунт, подстилающий насыпной, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства и облегчения размещения его в грунте, патрубок выполнен прямолинейным с заглушенным нижним концом, а его верхний конец примыкает к нижним концам центральной и периферийных труб и выполнен расширяющимся кверху.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2