Устройство для охлаждения грунта
Патент 720101
Авторы
Устройство для охлаждения грунта
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АЬТОРСКОНУ СЬ ТИЛЬСТЬУ р >720101 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 260777 (21) 2511926/29-33
Е 02 0 3/12
Е 02 D 19/14 с присоединением заявки й9 (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликоваио050380. Бюллетень М
Дата опубликования описания 050380 (53) УДК624.138. .35(088.8) (72) Авторы изобретения
А.Г. Конюшенка, Л.А. Наумова и Ю.П. Юрко
Проектный и научно-исследовательский институт Красноярский ПромстройНИИпроект (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ГРУНТА
Изобретение относится к строительству и касается выполнения устройств для охлаждения грунта, используемых при возведении различных сооружений на вечномерэлых, льдистых и пучинистых грунтах.
Известно устройство для охлаждения грунта, выполненное в виде вертикального трубчатого корпуса, заполненного хладоносителем. В качестве хладоносителей чаше всего используют керосин, раствор хлористого кальция, раствор поваренной соли или растворы других солей, не замерзающие при низких температурах (1). !5
Недостаток известного устройства заключается в том, что в теплый период года оно оказывает отепляющее воздействие на грунт, обусловлеяное летней циркуляцией хладоносителя.
Хотя интенсивность отепляющего воз-. действия известного устройства значительно меньие его охлаждающего воздействия в холодный период, оно обусловливает оттаивание грунта вокруг устройства и резко снижает несущую способность окружающего грунта.
Известно также устройство,включающее .заполненный хладоносителем ЗО вертикальный замкнутый трубчатый корпус, в полости которого размещены диафрагмы и патрубки, выполняющие роль приспособления, ослабляющего летнюю циркуляцию хладоносителя (2) .
Это устройство наиболее близко к предлагаемому изобретению.
Однако при большом расходе металла на его изготовление оно незначительно ослабляет летнюю циркуляцию хладоносителя.
Цель изобретения — повышение эф-. фективности ослабления отепляющего воздействия устройства в т еплый период гада.
Эта цель достигается тем, что предлагаемое устройство для охлаждения грунта, включающее вертикальный трубчатый корпус, заполненный жидким хладоносителем, и установленную в корпусе диафрагму, снабжено размещенным в корпусе поплавком, выполненным в виде эластичной заполненной водой камеры, установленной на диске, объемная плотность материала которого меньше объемной плотности хладоносителя, а диафрагма выполнена в виде примыкающего к стене корпуса кольца, горизонтально установленного в корпусе над поплав7201 01
5О
60 ф ком на уровне расчетной глубины сезонного промерзания и имеющего внутренний диаметр меньше диаметра диска поплавка.
Предпочтительно, чтобы диск был выполнен иэ теплоизоляционного материала и снабжен защитным покрытием, а поплавок был снабжен прикрепленным к его диску вертикальным стержнем с балластными грузами.
На фиг. l показано описынаемое устройство в холодный период года, продольный разрез; на фиг. 2 — то же устройство в теплый период года, продольный разрез.
Устройство содержит заполненный хладоносителем замкнутый трубчатый корпус 1, в полости которого размещены кольценая диафрагма 2 и поплавок, выполненный в виде камеры 3 из эластичного материала, заполненной водой (пузырьков воздуха не должно быть) и установленной на диске 4, к которому снизу прикреплены балластные грузы 5. Диск 4 выполнен иэ теплоиэоляционного материала, объемная плотность которого меньше объемной плотности хладонасителя.В качестве теплоиэоляционного материала можно ис поль зон ать пенопласт, покрытый краской или лаком, препятствующимии проник нов ению хладоносителя в поры. Диаметр диска 4 на 1015 мм меньше внутреннего диаметра корпуса 1. Балластные грузы 5 прикреплены к центру диска 4 при помощи стержня 6.
Диафрагма 2 установлена внутри корпуса на уровне расчетной глубины сезонного промерзания грунта и выполняет роль стопора, фиксирующего положение поплавка. Внутренний диаметр кольценой диафрагмы меньше диаметра диска 4.
Работа устройств а ос новын аетс я на том, что н холодный период год=. поплавок всплывает на поверхность хладоносителя и коннективный теплообмен между част ями устройств а, расположенными н грунте, и час гями устройства, выступающими над IIoнерхностью грунта, осущестнляетг.я беспрепятственно. В теплый же период года поплавок опускается вниз и отделяет верхний нагретый столб жидкости от нижнего холодного, чем исключает коннектинный теплообмен и препятствует теплопередаче.
Всплытие поплавка на поверхность хладоносителя в холодный период года и погружение в теплый период года обуслонлсно изменением величины подъемной силы поплавка вследствие увеличения объема камеры 3 при фазовом переходе вода-лед и уменьшения объема камеры 3 при фазовом переходе ледвода . Поскольку нес балластных грузов подбирается гак, чтобы он превышал подъемную силу поплавка при положительной температуре и был меньше этой подъемной силы при отрицательной, то в теплый период года поплавок лежит на диафрагме 2. При понижении температуры хладоносителя, окружающего камеру 3, ниже 0 С происходит замерзание воды, находящейся в камере. Образовавшийся лед растягивает оболочку камеры 3, чем увеличивает ее объем и подъемную силу поплавка. Поплавок всплывает на поверхность хладоносителя.
Поплав ок проходит и ряд промежуточных положений между положениями, изображенными на фиг.1 и 2, всегда отделяя столб жидкости с цоложительной температурой от столба жидкости с отрицательной температурой, автоматически двигаясь за линией раздела столбов .
Описываемое устройство для охлаждения грунта позволяет уменьшить поток тепла в часть рхлаждающего устройства, находящуюся ниже слоя сезонного промерзания.
Формула изобретения
1. Устройстно для охлаждения грунта, включающее вертикальный трубчатый корпус, заполненный жидким хладоносителем, и установленную в корпусе диафрагму, о т л и ч а ю ш е е с,я тем, что,, с целью повышения эффективности ослабления отепляющего воздействия устройства н теплый период гаца, оно снабжено размещенным в корпусе поплавком, выполненным в виде эластичной заполненной водой камеры, установленной на диске, объемная плотность материала которого меньше объемной глотности хладоносителя, а диафрагма выполнена н ниде примыкающего к стенкам корпуса кольца, горизонтально устанонленного в корпусе над попланком на уровне расчетной глубины сезонного промерзания и имеющего внутренний диаМетр меньше диаметра диска поплавка.
2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что диск выполнен иэ теплоизоляционного материала и снабжен защитным покрытием, 3, Устройство по пп. 1 и 2 о тл и ч а ю щ е е с я, тем, что поплавок снабжен прикрепленным к его диску вертикальным стержнем с балластными грузами.
Источники информации, гринятые во внимание при экспертизе
1. Галеев С.R. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. Л., Стройиздат, 1969, с. 18-20, 2. Авторское свидетельство СССР
N 547494, кл, Е 02 Э 3/1?, 1968, прот от к и 1
720101
Puz.1
lug g
Тираж 71 3 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..Заказ 10179/22
4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул ° Проектная,4
Составитель Г. Гаврищук
Редактор И. Марголис Техред Н.Ковалева Корректор А. Гриценко