Устройство для термического укрепления грунта

Устройство для термического укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>962441 (61).Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.02.81 (21) 3247096/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 30. 09.82.Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 30.09.82

Р1 М К з

E 02 D 3/11

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 624. 138. .9(088.8) В.М.Сырых, А.С.Трегуб, И.В.Степур и В.В.Есиков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ГРУНТА

Изобретение относится к укрепле1 нию грунта при строительстве зданий и сооружений, в частности к устройствам для термического укрепления грунта.

Известно устройство для упрочнения грунта, включающее герметизирующий элемент со спиральной нарезкой по наружной поверхности и проходящий через него воздуховод для подачи в обжигаемую часть скважины горячего воздуха, предварительно нагретого на поверхности в специальных стационарных или передвижных нагревательных агрегатах (1 ).

Недостаток этого устройства заключается в большой металлоемкости при относительно низкой теплопередаче, что ограничивает возможность ее эффективного использования.

Наиболее близким к йредлагаемому является устройство для термического укрепления грунта, включающее герметизирующий затвор со спиральной нарезкой на наружной поверхности, стакан, размещенные в нем воздуховод и электрический нагреватель (2), Недостатком данного устройства является то, что конструктивное решение элементов подачи воздуха в скважину и его распределения в ней, а также электрического нагревателя, не обеспечивают в процессе обжига

5 устойчивой и равномерной теплопередачи в основном из †изменения в процессе термического укрепления влажности и газопроницаемости грунта, что замедляет процесс укрепления, а необходимость бурения скважины с умецьшающимся диаметром для закрепления устройства вызывает дополнительные трудозатраты, особенно при необходимости его перемещения вйутрь укрепляемого массива грунта.

Цель изобретения — интенсификация процесса и снижение трудоемкости эксплуатационного обслуживания.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем герметизирующий затвор со спиральной нарезкой на наружной поверхности, стакан, размещенные в нем воздуховод и электрический нагреватель, стакан снабжен расширяющимся при нагреве кольцевым отсекателем с прямозубой наружной нарезкой и выполнен с расположенной в его верхней части проточкой для фиксации отсекателя, а воздуховод — в виде коаксиально расположенных труб, внут962441 ренняя из которых размещена в элект рическом нагревателе и пропущена через днище стакана, причем последнее имеет перфорацию.

При этом нагреватель выполнен в виде трубчатого экрана с винтообразно расположенными на нем нагревательными элементами и закреплен при помощи. перфорированных дисков в наружной трубе воздуховода.

На фиг ° 1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез A-A на фиг.1.

Устройство имеет герметизирующий раствор 1 со спиральной нарезкой на наружной поверхности, закрепленный при работе в устье скважины

2, прикрепленную к затвору 1 наружную трубу 3 воздуховода с крышкой 4, на которой расположены патрубки 5, смотровой глазок 6, клеммы 7, соос- 20 но состыкованный с трубой 3 при помощи кронштейнов 8 стакан 9 с расположенной в его верхней части проточкой 10 для фиксирования на стакане 9 расширяющегося при нагреве коль- 25 цевого отсекателя 11 с прямозубой наружной нарезкой 12, коаксиально расположенную в трубе 3 внутреннюю трубу 13, нижний конец которой пропущен через перфорированное днище 30

14 стакана 9, охватывающий трубу 13 трубчатый секционный экран 15 электрического нагревателя, нагревательные элементы 16 которого расположены винтообразно на поверхности секций 35 и перфорированные диски 17 для закрепления секций экрана 15 внутри наружной трубы 3 воздуховода. устройство работает следующим образом. 40

В скважину 2 через предварительно установленный затвор 1 герметизирующий ее устье, опускаются наружная 3 и внутренняя 13 трубы воздуховода, к наружной трубе 3 при помощи кронштейнов 8 заранее прикрепляется ста45 кан 9.

В зависимости от глубины обжига трубы 3 и 13 могут составляться из . отдельных секций, верхняя секция трубы 3 крепится к герметизирующему 50 затвору 1 и плотно закрывается крышкой 4.

На клеммы 7 крышки 4 подается безопасное напряжение, равное 36 В.

Toêoâoäàìè служат наружная 3 и внутренняя 13 трубы воздуховода, от которых электрический ток поДается на нагревательные элементы 16.. Вна-. чале тепловой поток от элементов 16 разогревает стакан 9, перфорированные диски.17,. секции экрана 15 и внутреннюю трубу 13. В процессе нагрева наружной трубы 13 происходит нагрев и кольцевого отсекателя 11, который изготовляется из специаль- б5 ных материалов с заданным коэффициентом линейного расширения. Расширяясь при нагреве, он врезается в грунт прямозубой нарезкой 12, отсекая при этом рабочее пространство в скважине 2, что уменьшает тепловые потери °

Стакан 9, представляющий собой радиационный излучатель, который разогреваясь до температуры порядка 1100 С, воздействует на стенки о скважины 2 лучистой энергией.

Затем через патрубки 5 по наружной 3 и внутренней 13 трубам воздуховода в рабочее пространство скважины 2 подается поток сжатого воздуха, который омывает раскаленные элементы, нагревается и становится высокотемпературным теплоносителем.

Далее воздух проникает в поры грунта, нагревая его до 600-900 С, в реJ зультате чего грунт нагревается и спекается, образуя прочный массив.

Процесс обжига визуально контролируется через смотровой глазок 6.

Обжиг скважины 2 осуществляется по этапам снизу вверх. После обжига нижней части скважины 2 прекращается подача электроэнергии и происходит охлаждение рабочего объема скважины, конструктивных элементов устройства, находящихся в нем, а также обожженного грунтового массива. При охлаждении тепловой отсекатель 11 принимает свое первоначальное положение.

Затем скважина 2 подготавливается для обжига следующего участка за счет укорачивания наружной 3 и внутренней 13 труб, верхняя часть которых выполняется из отдельных стыкуемых участков.

Процесс термического укрепления грунта повторяется. Но в начальный период по внутренней трубе 13 подается под давлением тампонажная смесь в обожженную часть скважины, а по наружной трубе 3 — сжатый воздух, который оттесняет возможные газообразования и испарения в поры грунта.

После окончания тампонирования по трубе 3 снова подается в рабочее пространство скважины 2 дополнительный поток сжатого воздуха для усиления теплообмена.

Благодаря выполнению устройства со сплошным стаканом в виде радиационной трубы и с воздуховодом в виде наружной и внутренней коаксиально расположенных труб улучшаются условия койвективного отбора тепла.

Применение теплового отсекателя позволяет использовать для обжига буро. вые скважины постоянного по глубине диаметра, что сокращает трудоемкость буровых работ, а также работ по оборудованию, перестройке и демонта962441

Формула изобретения

Л-A

Ю /5 йг 2

Подписное

ВНИИПИ Заказ 7451/44 Тираж 709

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 жу Устройства до 30% и продолжительность работ примерно на 25% °

1. Устройство для термического укрепления грунта, включающее герметизирующий затвор со спиральной нарезкой на наружной поверхности, стакан, размещенные в нем воздуховод и электрический нагреватель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения трудоемкости эксплуатационного обслуживания, стакан снабжен расширяющимся при нагреве кольцевым отсекателем с прямозубой наружной нарезкой и выполнен с расположенной в его верхней части проточкой для фиксации отсекателя, а воздуховод в виде коаксиально расположенных труб, внутренняя из которых размешена в электрическом нагревателе и пропущена. через днище стакана, 5 причем последнее имеет перфорацию.

2 ° Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что нагреватель выполнен в виде трубчатого экрана с винтообразно расположенными

10 на нем нагревательными элементами и закреплен при помощи перфорированных дисков в наружной трубе воздуховода.

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Гончарова Л.В. Основы искусственного улучшения грунтов. М., Издание ИГУ, 1973, с.123-129.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 700593, кл. E 02 D 3/11, 1978.