CN110424967B - 一种用于分段冻结的液氮冻结器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于分段冻结的液氮冻结器，涉及冻结器技术领域，包括冻结管、该冻结管安装有液氮输送管，该液氮输送管包括进液管和出液管，所述冻结管内部设置有至少一层隔热板从而将所述冻结管内部分割成若干个冷冻腔室，所述进液管和出液管均伸入到各所述冷冻腔室中，各所述冷冻腔室均安装有启闭控制组件，所述液氮输送管通过相应所述启闭控制组件连通或隔断对应的所述冷冻腔室。操作者可根据需要操控相应的启闭控制组件，分段控制冷冻效果，降低了能量损耗，提高了降温冻结的准确性，同时避免部分区域冻结温度过低影响开挖施工，从而缩短施工周期。
Description
技术领域
本发明涉及冻结器技术领域，特别涉及一种用于分段冻结的液氮冻结器。
背景技术
液氮冻结器是一种用于软土冻结硬化的装置，多用于工程建设，是一种提高建筑地基稳定性的装置。
现有的液氮冻结器为整段式降温冻结，不方便根据需要对特定阶段的地层进行冻结，导致损耗能量大，工期长，而且部分区域冻结温度过低影响开挖施工，从而延缓了工程的正常进度。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种用于分段冻结的液氮冻结器，能够根据需要，对特定阶段的地层进行冻结，能减少损耗的能力，减少冻结实施周期。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：
一种用于分段冻结的液氮冻结器，包括冻结管、该冻结管安装有液氮输送管，该液氮输送管包括进液管和出液管，所述冻结管内部设置有至少一层隔热板从而将所述冻结管内部分割成若干个冷冻腔室，所述进液管和出液管均伸入到各所述冷冻腔室中，各所述冷冻腔室均安装有启闭控制组件，所述液氮输送管通过相应所述启闭控制组件连通或隔断对应的所述冷冻腔室。
作为上述技术方案的进一步改进，各所述启闭控制组件包括联动齿轮以及与驱动该联动齿轮转动的驱动杆，所述进液管和出液管均套装有与各所述联动齿轮啮合的联动套环，各所述联动套环连接有套筒，各所述套筒开设有通孔，所述进液管和出液管均开设有与各所述通孔位置相当的出液口。
作为上述技术方案的进一步改进，各所述驱动杆依次套装。
作为上述技术方案的进一步改进，相邻两根所述驱动杆中，位于内部的所述驱动杆设有第一环形突起，位于外部的所述驱动杆设有供所述第一环形突起嵌入的第一环形槽。
作为上述技术方案的进一步改进，各所述联动套环通过旋转组件实现转动，所述旋转组件包括布置在联动套环内壁的第二环形槽，所述进液管和出液管均布置有嵌入相应所述第二环形槽的第二环形突起。
作为上述技术方案的进一步改进，各所述隔热板均设开设与供所述进液管和出液管穿过的孔洞，所述进液管外周壁与相应所述隔热板密封连接，所述出液管外周壁与相应所述隔热板密封连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述隔热板共有两个，所述冷冻腔室共有三个，各所述驱动杆分别为第一竖杆、第二竖杆以及第三竖杆，所述第一竖杆与顶部所述冷冻腔室内的联动齿轮固接，所述第二竖杆与中间所述冷冻腔室内的联动齿轮固接，所述第三竖杆与底部所述冷冻腔室内的联动齿轮固接，所述第一竖杆和第二竖杆为中空结构，所述第二竖杆套装在第三竖杆外侧，所述第一竖杆套装在所述第二竖杆外侧。
本发明的有益效果是：本发明通过在冻结管设置隔热板，从而分割成若干个冷冻腔室，液氮输送管则通过相应的启闭控制组件连通或隔断对应的冷冻腔室，各冷冻腔室可分开控制，操作者可根据需要操控相应的启闭控制组件，分段控制冷冻效果，降低了能量损耗，提高了降温冻结的准确性，同时避免部分区域冻结温度过低影响开挖施工，从而缩短施工周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它设计方案和附图。
图1是本发明实施例的剖视图；
图2是本发明实施例中联动套环和套筒连接的结构示意图；
图3是本发明实施例中第一竖杆、第二竖杆和第三竖杆连接的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
参照图1至图3，一种用于分段冻结的液氮冻结器，包括冻结管1、该冻结管1安装有液氮输送管，该液氮输送管包括进液管2和出液管3。
冻结管1内部设置有至少一层隔热板5从而将冻结管1内部分割成若干个冷冻腔室9，本实施例中，隔热板5共有两个，冷冻腔室9共有三个，如图1所示，三个冷冻腔室9分别为位于冻结管1的顶部、中间及底部，其中冻结管1顶部封口。进液管2和出液管3均伸入到各冷冻腔室9中，各冷冻腔室9均安装有启闭控制组件，液氮输送管通过相应启闭控制组件连通或隔断对应的冷冻腔室9。优选的，各隔热板5均设开设与供进液管2和出液管3穿过的孔洞，进液管2外周壁与相应隔热板5密封连接，出液管3外周壁与相应隔热板5密封连接。
具体而言，作为优选，各启闭控制组件包括联动齿轮10以及与驱动该联动齿轮10转动的驱动杆。本实施例中，每个冷冻腔室9对应一个启闭控制组件，即本发明共有三个启闭控制组件。如图1所示，各驱动杆分别为第一竖杆11、第二竖杆12以及第三竖杆13，第一竖杆11与顶部冷冻腔室9内的联动齿轮10固接，第二竖杆12与中间冷冻腔室9内的联动齿轮10固接，第三竖杆13与底部冷冻腔室9内的联动齿轮10固接。如图3所示，第一竖杆11和第二竖杆12为中空结构，各驱动杆依次套装，即第二竖杆12套装在第三竖杆13外侧，第一竖杆11套装在第二竖杆12外侧。
参照图1，并结合图2，进液管2和出液管3均套装有与各联动齿轮10啮合的联动套环6，各联动套环6连接有套筒7，各套筒7开设有通孔8，进液管2和出液管3均开设有与各通孔8位置相当的出液口4。其中图2仅出示套装在进液管2的联动套环与相应套筒7的连接结构。
作为优选，参照图3，相邻两根驱动杆中，位于内部的驱动杆设有第一环形突起，位于外部的驱动杆设有供第一环形突起嵌入的第一环形槽。
作为优选，参照图2，各联动套环6通过旋转组件实现转动，旋转组件包括布置在联动套环6内壁的第二环形槽，进液管2和出液管3均布置有嵌入相应第二环形槽的第二环形突起。
使用本发明时，首先将冻结管1埋入地下，当需要对不同深度的土层进行冻结时，可通过相应的启闭控制组件进行控制。以位于冻结管1顶部的冷冻腔室9为例，手动旋转第一竖杆11，第一竖杆11带动相应的联动齿轮10转动，联动齿轮10带动相应的两个联动套环6转动，联动套环6带动相应的套筒7转动，从而使进液管2的套筒7以及出液管3上的套筒7转动，当套筒7上的通孔8与相应的出液口4对齐。此时，进液管2和出液管3均与冻结管1顶部的冷冻腔室9连通。另外，作为优选，套筒7上的通孔8的轴线与相应出液口4的轴线共面，这样有利于对出液口4进行相应开启或关闭。然后，将液氮接入进液管2，液氮通过进液管2持续注入冻结管1顶部的冷冻腔室9，液氮在冷冻腔室9内进行蒸发吸收热量，从而该冷冻腔室9对应位置的冻结管1对该范围内的土壤进行冻结，蒸发成气体的液氮再通过出液管3持续排出冻结管1，这样便完成了对土壤的分段冻结，方便符合具体的施工需要。
同理，可通过手动选择第二竖杆12控制液氮输送管对位于冻结管1中间的冷冻腔室9的连通情况；可通过手动旋转第三竖杆13控制液氮输送管对位于冻结管1底部的冷冻腔室9的连通情况。当然，本发明除了可对冻结管1进行分段冻结，亦可对冻结管1实行全段冻结，方便符合具体的施工需要。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种用于分段冻结的液氮冻结器，包括冻结管(1)、该冻结管(1)安装有液氮输送管，该液氮输送管包括进液管(2)和出液管(3)，其特征在于：所述冻结管(1)内部设置有至少一层隔热板(5)从而将所述冻结管(1)内部分割成若干个冷冻腔室(9)，所述进液管(2)和出液管(3)均伸入到各所述冷冻腔室(9)中，各所述冷冻腔室(9)均安装有启闭控制组件，所述液氮输送管通过相应所述启闭控制组件连通或隔断对应的所述冷冻腔室(9)，各所述启闭控制组件包括联动齿轮(10)以及与驱动该联动齿轮(10)转动的驱动杆，各所述驱动杆依次套装，所述进液管(2)和出液管(3)均套装有与各所述联动齿轮(10)啮合的联动套环(6)，各所述联动套环(6)连接有套筒(7)，各所述套筒(7)开设有通孔(8)，所述进液管(2)和出液管(3)均开设有与各所述通孔(8)位置相当的出液口(4)，各所述联动套环(6)通过旋转组件实现转动，所述旋转组件包括布置在联动套环(6)内壁的第二环形槽，所述进液管(2)和出液管(3)均布置有嵌入相应所述第二环形槽的第二环形突起。
2.根据权利要求1所述的用于分段冻结的液氮冻结器，其特征在于：相邻两根所述驱动杆中，位于内部的所述驱动杆设有第一环形突起，位于外部的所述驱动杆设有供所述第一环形突起嵌入的第一环形槽。
3.根据权利要求1或2所述的用于分段冻结的液氮冻结器，其特征在于：各所述隔热板(5)均设开设与供所述进液管(2)和出液管(3)穿过的孔洞，所述进液管(2)外周壁与相应所述隔热板(5)密封连接，所述出液管(3)外周壁与相应所述隔热板(5)密封连接。
4.根据权利要求3所述的用于分段冻结的液氮冻结器，其特征在于：所述隔热板(5)共有两个，所述冷冻腔室(9)共有三个，各所述驱动杆分别为第一竖杆(11)、第二竖杆(12)以及第三竖杆(13)，所述第一竖杆(11)与顶部所述冷冻腔室(9)内的联动齿轮(10)固接，所述第二竖杆(12)与中间所述冷冻腔室(9)内的联动齿轮(10)固接，所述第三竖杆(13)与底部所述冷冻腔室(9)内的联动齿轮(10)固接，所述第一竖杆(11)和第二竖杆(12)为中空结构，所述第二竖杆(12)套装在第三竖杆(13)外侧，所述第一竖杆(11)套装在所述第二竖杆(12)外侧。
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