Запорное устройство для конвекци-онных установок и термосвай

Запорное устройство для конвекци-онных установок и термосвай

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А И И-

Саеез Советских

Сюциалнстическни

Республик

<»1 7963О7

ИЗОБРЕТЕйИ

К АВТОИ:КОМУ Св ЕТИЛЬСТВ (63) Дополнительное к авт. сеид-ay— (22) Заявлено 26 .02. 79 (21) 2732014/2 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Опубликовано 150181. Бюллетень Н9

Дата опубликования описанию 15 . 01 з е 02 D 3/12

Р 16 К 31/12

Госуяарствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытиА (53) УДК 624. 139. .62 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Балин и В. В. Звягин

Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов (71) Заявитель (54) ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНВЕКЦИОННЫХ УСТАНОВОК

И ТЕРМОСВАЙ

Изобретение относится к строительству, а именно к выполнению устройств для автоматического включения и отключения сезонно работающих систем, например воздушно-конвекционных установок и жидкостных термосвай, применяемых для аккумуляции холода в основаниях сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, при определенных температурах атмосферного воздуха.

Известно запорное устройство для конвекционных установок и термосвай, включающее клапан и ручной привод для регулирования его положения (1) .

К недостаткам этого устройства от Аосится необходимость периодического присутствия обслуживающего персонала, а это не всегда возможно, особенно в отдаленных и труднодоступных районах с cypовьм климатом, например при использовании воздушно-конвекционных установок и термосвай для стабилизации вечномерзлого грунта вокруг опор нефте- и газопроводов и скважин.

Наиболее близким к изобретению является запорное устройство для кон векционных установок и термосвай, включающее клапан и приспособления для регулирования его положения, причем клапан соединен с термореле и температурными датчиками, один иэ которых расположен в вечномерзлом грунте ниже границы сезонного протаивания, а второй — на поверхности .

Клапан перекрывает один из каналов воздушно-конвекционной установки или жидкостной термосваи, когда темпера10 тура воздуха приближается к температуре вечномерзлого грунта и открывает их при температуре окружающего воздуха ниже температуры указанного грунта (2) .

15 Недостатком этого устройства является наличие сложной контролирующей температуру системы и необходимость для его функционирования источника электрической энергии, что де2О лает устройство недостаточно надежным при эксплуатации в суровых климатических условиях Крайнего Севера.

Кроме того, нормальная работа данного устройства осуществляется при за25 глублении одного из температурных датчиков в вечномерзлый грунт ниже границы сезонного протаивания, что требуег дополнительных затрат.

Цель изобретения — повышение на—

30 дежности работы устройстна.

796307

Указанная цель достигается тем, что в запорном устройстве для конвекционных установок и термосвай, включающем клапан и приспособление для регулирования его положения, последнее выполнено в виде замкнутой камеры, имеющей в верхней части полый вертикальный выступ, поршня со штоком и рычагов, причем поршень уста. новлен в вертикальном выступе, его шток пропущен через верхнюю стенку вертикального выступа и посредством рычагов соединен с клапаном, а камера заполнена водой с размещенным на ней слоем незамерзающей жидкости, плотность которой меньше плотности воды . 35

Предпочтительно выполнять камеру конической сужающейся книзу, а ее вертикальный выступ — цилиндрическим.

Предлагаемое устройство состоит из клапана 1, поршня 2 и замкнутой 2О камеры 3, имеющей в верхней части полый вертикальный выступ 4 . Поршень

2 размещен в выступе 4, а шток 5 его пропущен через верхнюю стенку выступа 4 и посредством рычагов 6 соеди— нен с клапаном 1. Камера 3 частично заполнена водой 7 с размещенным над ней слоем незамерзающей жидкости 8, плотность которой меньше плотности воды . В качестве незамерзающей жидкости может быть использовано дизельное масло. Для направленного промерзания воды снизу вверх камера 3 выполнена конической сужающейся книзу, а вертикальный выступ — цилиндрическим. Объем цилиндрического выступа меньше среднего диаметра конической части камеры, а его объем составляет

10-15% от объема воды в камере. В камере 3 могут быть установлены трубки

9, служащие направляющими для рычагов ф) б. В верхней части камеры имеется отверстие с пробкой 10 для заливки жидкости.

Устройство работает следующим образам . 45

Камера 3 заполняется водой 7 в объеме, необходимом для обеспечения заранее определенного хода поршня 2, а затем — незамерзающей жидкостью 8, напРимеР дизельным топливом, до полного заполнения камеры . При температуре окружающего воздуха ниде тем рературы фазового перехода воды s лед, последняя начинает промерзать в направлении снизу вверх, что достигается наличием слоя незамерзающей жидкости 8, которая является теплоизолят. ром и не допускает промерзання воды сверху и образования вслед.ствие этого замкнутых объемов. При необходимости камера может быть 40 снабжена оребрением. Увеличение объема воды при переходе в лед компенсируется эа счет вытеснения незамерзающей жидкости в цилиндрический выступ 4. Поршень 2 под давле- у нием вытесняющейся жидкости начинает двигаться вверх, приводя в движение клапан 1 посредством рычагов 6. Таким образом, один из каналов воздушно-конвекционной установки или жидкостной термосваи оказывается открытым, в результате чего обеспечивается нормальная их работа по стабилизации вечномерзлогС грунта в период низких температур . При полном подъеме поршня

2 незамерзающая жидкость 8 не полностью вытесняется в цилиндрический выступ камеры, часть ее остается в верхней конической ч сти камеры, обеспечивая необходимую теплоиэоляцию.

При повышении температуры окружающего воздуха выше температуры фазовых переходов льда в воду, последний начинает плавиться. Освобождающийся при таянии льда объем заполняется незамерзающим топливом, при этом поршень

2 с клапаном 1 перемещается вниз под действием собственного веса. Таким образом, один иэ каналов воздушноконвекционной установки илг жидкостной термосваи в период температуры окружающего воздуха выше температуры вечномерзлого грунта оказывается закрытым . Регулирование необходимой температуры фазовых переходов можно осуществлять введением в воду различных солевых растворов.

Использование предлагаемого уст— ройства не требует для своего функционирования периодического присутствия обслуживающего персонала и применения дополнительного источника энергии. Это и простота элементов конструкции устройства делают его достаточно надежным при эксплуатации в отдаленных и труднодоступных районах с любыми климатическими условиями .

Использование устройства в качестве терморегулятора в воздушно-конвекционных установках и жидкостных термосваях позволяет предотвратить растепление вечномерзлого грунта вокруг опор трубопроводов и скважин, вызванное конвективными токами в летнее время года, и повысить эффективность работы воздушно-конвекционных установок и термосвай, Формула изобретения

1. Запорное устройство для конвекционных установок и термосвай, включающее клапан и приспособление для регулирования его положения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его работы, приспособление для регулирования положения клапана выполнено в виде замкнутой камеры, имеющей в верхней части полый вертикальный выступ, поршня со штоком и рычагом, причем поршень установлен в вертикальном выступе, его шток пропущен через

796307

Составитель Г. Гаврищук

Редактор С. Шевченко Техред H рабурка Корректор Н. Швыдкая

Заказ 9 2 40 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г . Ужгород, ул . Проектная, 4 верхнкио стенку вертикального выступа и посредством рычагов соединен с клапаном, а камера заполнена водой с размещенным на ней слоем незамерзающей жидкости, плотность которой меньше плотности воды.

2. Запорное устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что камера выполнена конической сужающейся книзу, а ее вертикальны® выступ — цилиндрическим .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ga late I .M. Pass ive r ef г iteration is best suited

pi le supports,0i l and das Т. 1975, vo! 73, Ф 47, р. 45-50 .

2. Патент США 93880236,кл .166-302, опублик. 1975.