Устройство для замораживания грунта

Устройство для замораживания грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА, включающее заглубленный в грунт трубчатый корпус, нижний участок которого выполнен со сквозными отверстиями , и коаксиально установленную в корпусе подающую трубу для жидкого газа, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности замораживания грунта, подающая труба выполнена с заглушенным нижним торцом, а ее участок, размещенный в нижнем участке корпуса, выполнен с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру корпуса, и из материала, имеющего одностороннюю Проницаемость для жидкости, направленную от внутренней поверхности подающей трубы к внещней, причем площадь внутреннего сечения подающей трубы не менее суммарной площади отверстий корпуса, а суммарная площадь отверстий корпуса на единицу длины возрастает в направлении к его Нижнему концу. (Л d 05 СП СП оо о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Е 02 D 3115 Е 21 D 112

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3448394/29-33 (22) 28.05.82 (46) 07.01.84. Бюл. № 1 (72) И. М. Данильченко, В. К. Сальников, А. Т. Горгонов и Д. А. Пальчик (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (53) 624, 139.62 (088.8) (56) 1. Патент ФРГ № 2156420, кл. Е 21 D 1/12, опублик. 1977.

2. Патент ПНР № 97587, кл. Е 21 D 1/12, опублик. 1975. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА, включающее заглубленный в грунт трубчатый корпус, нижний участок которого выполнен со сквозными отвер„„SU„„1065536 А стиями, и коаксиально установленную в корпусе подающую трубу для жидкого газа, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности замораживания грунта, подающая труба выполнена с заглушенным нижним торцом, а ее участок, размешенный в нижнем участке корпуса, выполнен с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру корпуса, и из материала, имеющего одностороннюю проницаемость для жидкости, направленную от внутренней поверхности подающей трубы к внешней, причем площадь внутреннего сечения подаюшей трубы не менее суммарной плошади отверстий корпуса, а суммарная площадь отверстий корпуса на единицу длины возрастает в направлении к его нижнему концу.

1065536

Изобретение относится к строительству и касается замораживания грунта с помощью специальных устройств.

Известно устройство для замораживания грунта, включающее заглубленный в грунт корпус и коаксиально установленную в корпусе подающую трубу для жидкого газа (1).

Наиболее близким к изобретению является устройство для замораживания грунта, включающее заглубленный в грунт трубчатый корпус, нижний участок которого выполнен со сквозными отверстиями, и коаксиально установленную в корпусе подающую трубу для жидкого газа. Наличие сквозных отверстий в стенках корпуса обеспечивает выход испарившегося газа в зазор между стенками корпуса и грунтом (2).

Недостаток известных устройств заключается в их недостаточной эффективности, поскольку максимальный отбор тепла осуществляется только в нижней части корпуса, где и происходит испарение газа, а остальная часть корпуса смывается только его парами.

Поэтому отбор от окружающего обводненного горного массива на значительной длине корпуса не интенсивный, а процесс замораживания пород по длине корпуса происходит неравномерно. Это обуславливает образование неравнозначного по прочности ледопородного цилиндра, требует увеличения расхода хладагента и времени упрочнения грунта.

Цель изобретения — повышение эффективности замораживания грунта.

Цель достигается тем, что в устройстве для замораживания грунта, включающем заглубленный в грунт трубчатый корпус, нижний участок которого выполнен со сквозными отверстиями, и коаксиально установленную в корпусе подающую трубу для жидкого газа, подающая труба выполнена с заглушенным нижним торцом, а ее участок, размещенный в нижнем участке корпуса, выполнен с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру корпуса, и из материала, имеющего одностороннюю проницаемость для жидкости, направленную от внутренней поверхности подающей трубы к внешней, причем площадь внутреннего сечения подающей трубы не менее суммарной площади отверстий корпуса, а суммарная площадь отверстий корпуса на единицу возрастает в направлении к его нижнему концу.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б Б на фиг. 1.

Устройство для замораживания включает корпус 1, стенки которого на нижнем внедряемом в грунт участке выполнены со сквозными отверстиями 2, и подающую трубу 3 для жидкого газа, например азота, образующую в корпусе продольный канал. Пода5

Зо

55 ющая труба 3 заглушена снизу, вплотную прилегает к внутренней поверхности корпуса, перекрывая при этом отверстия 2, и выполнена из материала, имеющего одностороннюю проницаемость для жидкости, направленную от ее внутренней поверхности к внешней.

К верхней части корпуса 1 присоединен подводящий патрубок 4 для жидкого газа.

Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой инъектор, отверстия которого перекрыты обратными клапанами, роль которых выполняет подающая труба 3 за счет выполнения ее из материала с односторонней проницаемостью. При этом площадь внутреннего сечения подающей трубы 3 не менее суммарной площади отверстий 2, а суммарная площадь отверстий 4 на единицу длины корпуса 1 возрастает в направлении к его нижнему концу, что обеспечивает равномерное вытекание жидкого газа из корпуса 1 по его длине.

Подающая труба 3 выполнена, например, из материала на основе блочного полистирола, форманина и фенитиурама или из ацетилцеллюлозы с добавлением перхлората магния. Одностороннюю проницаемость можно получить и в том случае, когда стенки пор материала неоднородны по смачиваемости, или если проделать в твердом теле Х-образные поры. В последнем случае проницаемость зависит от их формы.

Использование устройства осуществляется следующим образом.

В подающую трубу 3 через подводящий патрубок 4 подают под давлением жидкий газ, который, проникая через материал трубы 3, поступает в отверстия 2 и выходит за пределы корпуса 1 в окружающий его грунт, имея при этом максимальное содержание жидкой фазы. По пустотам, имеющимся в грунте (например порам, трещинам и т.п.) хладоноситель выходит в атмосферу через обнаженную поверхность в газообразной фазе.

Проходя через пустоты, хладоноситель испаряется, отбирая при этом тепло от грунта и замораживая его. В результате этого вокруг пустот образуется ледопородные цилиндры. Ледопородный цилиндр образуется также вокруг корпуса 1. Постепенно ледопородные цилиндры смыкаются друг с другом и образуют вокруг корпуса 1 сплошной ледообразный массив.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства за счет инъекции хладоносителя непосредственно в грунт, окружаший корпус 1, обеспечивается более полный и интенсивный отбор тепла за счет значительного увеличения поверхности грунта с испаряющимся газом с максимальным содержанием жидкой фазы. При этом выполнение подающей трубы 3 из материала с односторонней проницаемостью позволяет устанавливать устройство в непосредственном

1065536

Редактор П. Коссей

Заказ 10638/34

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 контакте с замораживаемым грунтом и исключить заполнение содержащейся в грунте влагой перфорированного корпуса.

Отсутствие потока влаги в направлении от грунта через отверстия 2 в трубу 3 исключает закупорку отверстий 2 и заливание трубы 3 породными взвесями подземных вод, например глинистым сланцем. Это обеспечивает беспрепятственное проникновение в грунт жидкого газа через отверстия 2 в боковой поверхности корпуса 1, установленного в непосредственном контакте с грунтом.

Подача под давлением жидкого газа через подводящий патрубок 4 может осуществляться одним из известных способов и устройств, например с использованием специальных нагнетателей, или за счет давления, создаваемого в расходной емкости газообразным азотом, т.е. за счет давления паров азота.

Использование изобретения обеспечивает повышение эффективности упрочнения грунтовых и породных массивов за счет интенсификации процесса их замораживания.

Составитель Г. Гаврищук

Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж 645 Подписное