CN208136899U - 一种竖井差异冻结装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种竖井差异冻结装置。该竖井差异冻结装置，在冻结管内插设有与冻结管共轴线的第一供液管、第一回液管、第二供液管、第二回液管，所述第一回液管包括第一回液管小径段和与第一回液管小径段底部连通的第一回液管扩径段，第一回液管扩径段的外侧壁与冻结管的内侧壁可拆卸连接；第一回液管扩径段将冻结管分隔成冻结管上段和冻结管下段；第一供液管插设于第一回液管内部，第一供液管的底部穿出第一回液管扩径段底部且与冻结管内腔相连通设置。该竖井差异冻结装置，能够提高冷源的有效利用率、缩短岩土冻结时间、提高冻结效率，保证冻结效果。

Description

一种竖井差异冻结装置

技术领域：

本实用新型涉及一种竖井差异冻结装置。

背景技术：

冻结法常用于竖井工程，它是一种用人工制冷的方法将待开挖地下空间周围的松散含水岩土中的水冻结为冰并与岩土胶结在一起变成冻土，用以抵抗土压力、隔绝地下水，并在冻土的保护下进行地下工程施工。但在将冻结法应用到竖井工程中对岩土进行冻结时，岩土的冻结周期很长，通常需要50～60天，从一定程度上影响了工程进度。中国专利CN2012100346585双循环系统冻结器，公开了一种采用双循环系统来实现差异冻结，虽然能够完成冻结，但因其采用双循环的方式，需要用到多个回液管与供液管，占用大量冻结管内空间，冻结效果得不到保证。

实用新型内容：

本实用新型提供了一种竖井差异冻结装置，能够提高冷源的有效利用率、缩短岩土冻结时间、提高冻结效率，保证冻结效果，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种竖井差异冻结装置，包括第一供液管、第一回液管、第二供液管、第二回液管和冻结管，在冻结管顶部开口设有用于密封冻结管的密封板，在冻结管内插设有与冻结管共轴线的第一供液管、第一回液管、第二供液管、第二回液管，所述第一回液管包括第一回液管小径段和与第一回液管小径段底部连通的第一回液管扩径段，第一回液管扩径段的外侧壁与冻结管的内侧壁可拆卸连接；第一回液管扩径段将冻结管分隔成冻结管上段和冻结管下段；第一供液管插设于第一回液管内部，第一供液管的底部穿出第一回液管扩径段底部且与冻结管内腔相连通设置，在第一回液管扩径段的底部侧壁上开设有若干回液孔；第二供液管套设于第一回液管小径段外侧，且第二供液管底部与第一回液管扩径段上表面之间留有一定距离；第二供液管的顶部内侧壁与第一回液管小径段的顶部外侧壁密封连接，第二供液管的底部开放设置；第一供液管的顶部穿出第一回液管小径段和第二供液管顶部侧壁设置；第二供液管外侧壁与冻结管上段内侧壁之间围成的空腔为第二回液管；在第二供液管伸出冻结管的上部外侧壁上设有第二供液管供液口；在冻结管上部设有与第二回液管相连通的第二回液管回液口；在第一回液管小径段上部设有穿出第二供液管侧壁设置的第一回液管回液口。

第一回液管扩径段的外侧壁与冻结管的内侧壁可拆卸连接通过螺纹配合连接。

第二回液管的底部通过若干支撑杆与第一回液管小径段外侧壁固连。

所述密封板与冻结管之间通过螺纹配合相连。

本实用新型采用上述结构，有益之处在于：该竖井差异冻结装置，能够提高冷源的有效利用率、缩短岩土冻结时间、提高冻结效率，保证冻结效果，将第一供液管、第一回液管和第二供液管依次套设设置，使得在冻结管内只存在一位于冻结管中部的管道，使得在管道周围的低温盐水分布均匀，能够均匀的向冻结管外部释放冷源，不会因为供液管或是回液管占用空间，造成冷源释放不均匀的情况产生。第一回液管扩径段与冻结管之间通过螺纹连接，能够保证第一回液管在冻结管内上下移动时保持水平，不会产生第一回液管倾斜的情况，并且能够保证第一回液管扩径段与冻结管之间的密封相对严密。第二供液管底端通过支撑杆与第一回液管相连，保证了第一回液管能够位于第二供液管中部，且不与第二供液管内侧壁接触，保证装置整体的质量与使用寿命。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视结构示意图。

图中，1、第一供液管，2、第一回液管小径段，3、第二供液管，4、第二回液管，5、冻结管，6、第一回液管扩径段，7、密封板，8、支撑杆，9、回液孔，10、第二供液管供液口，11、第二回液管回液口，12、第一回液管回液口。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-2中所示，一种竖井差异冻结装置，包括第一供液管1、第一回液管、第二供液管3、第二回液管4和冻结管5，在冻结管5顶部开口设有用于密封冻结管5的密封板7，在冻结管5内插设有与冻结管5共轴线的第一供液管1、第一回液管、第二供液管3、第二回液管4，所述第一回液管1包括第一回液管小径段2和与第一回液管小径段2底部连通的第一回液管扩径段6，第一回液管扩径段6的外侧壁与冻结管5的内侧壁可拆卸连接；第一回液管扩径段6将冻结管5分隔成冻结管5上段和冻结管5下段；第一供液管1插设于第一回液管内部，第一供液管1的底部穿出第一回液管扩径段6底部且与冻结管5内腔相连通设置，在第一回液管扩径段6的底部侧壁上开设有若干回液孔9；第二供液管3套设于第一回液管小径段2外侧，且第二供液管3底部与第一回液管扩径段6上表面之间留有一定距离；第二供液管3的顶部内侧壁与第一回液管小径段2的顶部外侧壁密封连接，第二供液管3的底部开放设置；第一供液管1的顶部穿出第一回液管小径段2和第二供液管3顶部侧壁设置；第二供液管3外侧壁与冻结管5上段内侧壁之间围成的空腔为第二回液管4；在第二供液管3伸出冻结管5的上部外侧壁上设有第二供液管供液口10；在冻结管5上部设有与第二回液管4相连通的第二回液管回液口11；在第一回液管小径段2上部设有穿出第二供液管3侧壁设置的第一回液管回液口12。

第一回液管扩径段6的外侧壁与冻结管5的内侧壁可拆卸连接通过螺纹配合连接。

第二回液管4的底部通过若干支撑杆8与第一回液管小径段2外侧壁固连。

所述密封板7与冻结管5之间通过螺纹配合相连。

该竖井差异冻结装置在使用时，首先根据所需冻结地层的导热性能差异来确定第一回液管扩径段6位于冻结管5内的位置，从而同时确定第一供液管1、第二供液管3和第一回液管2的长度，通过转动第一回液管小径段2来带动第一回液管扩径段6转动，因为第一回液管扩径段6与冻结管5内壁之间采用螺纹连接，转动第一回液管扩径段6能使得第一回液管扩径段6在冻结管5内上升或下降至合适位置，然后开始进行冻结。当冻结时，在一定压力作用下低温盐水经过第二供液管供液口10进入第一供液管1，然后进入冻结管5下段，并且经过第一回液管扩径段6底部的回液孔9进入第一回液管扩径段6的内腔，通过与第一回液管扩径段6内腔连通的第一回液管回液口12排出，形成一个独立的流动循环。同时，具有不同流速、流量和温度的低温盐水经过第二供液管3进入冻结管5上段，然后流过冻结管5上部的第二回液管4内腔，然后经过第二回液管回液口11，形成另一个独立的流动循环。在上述两个流动循环中，因为第一供液管1、第一回液管和第二供液管3同轴心设置，且都处于冻结管5中部，这样就能够保证在两个流动循环的过程中与冻结管5侧壁接触的低温盐水始终是均匀的，向冻结管5外侧释放的冷源也是均匀的，不会因为在靠近侧壁处设有管路从而使得冷源释放不均匀。在流动的过程中，低温盐水通过冻结管5与周围土体进行热交换，冻结土体，盐水自身温度升高，最终形成符合设计要求的冻结壁。当需要调节任何一个冻结段提供的冷能，只需调节与之对应的独立循环制冷系统的阀门或外部制冷设备的功率，即可实现对该冻结段进行调节。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种竖井差异冻结装置，包括第一供液管、第一回液管、第二供液管、第二回液管和冻结管，其特征在于：在冻结管顶部开口设有用于密封冻结管的密封板，在冻结管内插设有与冻结管共轴线的第一供液管、第一回液管、第二供液管、第二回液管，所述第一回液管包括第一回液管小径段和与第一回液管小径段底部连通的第一回液管扩径段，第一回液管扩径段的外侧壁与冻结管的内侧壁可拆卸连接；第一回液管扩径段将冻结管分隔成冻结管上段和冻结管下段；第一供液管插设于第一回液管内部，第一供液管的底部穿出第一回液管扩径段底部且与冻结管内腔相连通设置，在第一回液管扩径段的底部侧壁上开设有若干回液孔；第二供液管套设于第一回液管小径段外侧，且第二供液管底部与第一回液管扩径段上表面之间留有一定距离；第二供液管的顶部内侧壁与第一回液管小径段的顶部外侧壁密封连接，第二供液管的底部开放设置；第一供液管的顶部穿出第一回液管小径段和第二供液管顶部侧壁设置；第二供液管外侧壁与冻结管上段内侧壁之间围成的空腔为第二回液管；在第二供液管伸出冻结管的上部外侧壁上设有第二供液管供液口；在冻结管上部设有与第二回液管相连通的第二回液管回液口；在第一回液管小径段上部设有穿出第二供液管侧壁设置的第一回液管回液口。

2.根据权利要求1所述的一种竖井差异冻结装置，其特征在于：第一回液管扩径段的外侧壁与冻结管的内侧壁可拆卸连接通过螺纹配合连接。

3.根据权利要求1所述的一种竖井差异冻结装置，其特征在于：第二回液管的底部通过若干支撑杆与第一回液管小径段外侧壁固连。

4.根据权利要求1所述的一种竖井差异冻结装置，其特征在于：所述密封板与冻结管之间通过螺纹配合相连。