Opublikowano dnia 1 marca 1957 r.AT A*.«, °y 5r ^Mi# ¦•% POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 38563 Marek Baranowski Poznan, Polska KI. 8*tt3 ZAc y/o Sposób osadzania w gruntach, zwlaszcza podmoklych lub zalanych woda, dowolnych elementów budowlanych za pomoca termopróini Patent trwa od dnia 30 czerwca 1954 r.Przedmiot niniejszego wynalazku stanowi sposób szczególnego wpedzania w grunty, zwlaszcza podmokle lub zalane woda, elemen¬ tów budowlanych stalych lub pomocniczych, przy uzyciu prózni wywolanej termicznie i ewentualnie równoczesnego stosowania wibra¬ cji.Sposób wpedzania elementów w grunty pod¬ mokle lub zalane woda jest obszernie opisany w patencie polskim nr 38054. W wymienionym patencie wyszczególniono rozmaite sposoby wy¬ wolywania prózni, jakie mozna stosowac we¬ dlug tego wynalazku. Problemy jednak zwia¬ zane z wytworzeniem prózni wewnatrz wpe¬ dzanego elementu, okazaly sie tak skompliko¬ wane, ze wymagaly szczególnego rozpracowania i przemyslenia procesów dajacych sie wyko¬ rzystac dla wytworzenia w mozliwie najkrót¬ szym czasie jak najwiekszej prózni w sposób uderzeniowy.Biorac pod uwage, ze elementy wpedzane w grunt posiadaja stosunkowo duze 'a niekie¬ dy bardzo znaczne objetosci,, jak w przypadku kesonów lub tym podobnych elementów, jakie uzywa sie np. do budowania molów portowych lub tym podobnych, wytworzenie skutecznej prózni roboczej w sposób uderzeniowy jest zródlem niezliczonych przeszkód. Zbyt powolne usuwanie powietrza z wnetrza elementu wpe¬ dzanego, powoduje niebezpieczenstwo szybkiego wznoszenia sie wewnatrz tego elementu, zwlasz¬ cza wody i raptownego unieruchomienia pom¬ py prózniowej. Przy zbyt duzych zas objetos- ciach wewnetrznych elementów wpedzanych, zadna pompa prózniowa ani nawet zespól pomp prózniowych, nie sa w stanie dac prózni robo¬ czej, nie mówiac o koniecznym efekcie uderze¬ niowym, gwarantujacym osadzenie sie i wbi¬ janie w grunt elementu.Okazalo sie jednak na podstawie dociekan teoretycznych i prób doswiadczalnych, ze naj¬ wlasciwszym sposobem wywolania skutecznej prózni roboczej dla wpedzania elementów w grunt jest wywolanie jej w sposób termiczny i lub chemotermiczny.Moznosc stosowania sposobów chemotermicz- nych, jak wytwarzania reakcji termitowej, spa¬ lania substancji o duzej keUorycznosci. jest jed-v nak ograniczona, gdyz przy zbyt wielkich obje- toscdach wejw%tnpych elementów^wpedzanych, powstawmft toog4< warojki spr|yja£ace tworze¬ niu sie niMzIihiri^sryMittowychf jezacych roz¬ sadzeniem calych elementów. Niemniej okazalo sie mozliwym w elementach o stosunkowo nie¬ wielkiej objetosci wewnetrznej, stosowanie spo¬ sobów chemotermicznycli, powodujacych szyb¬ kie ogrzanie cajej objetosci powietrza i pary wodnej wewnatrz wolnej przeetraeni elementu wpedzanego. Tak na przyklad w tym celu sto¬ sowac mozna tyl£o w ograniczonym zakresie spalanie termitu, gdyz zbyt wysoka tempera¬ tura reakcji termitowej wewnatrz przesyconej para wodna komory, wywolac moze dysocjacje pary^wodnej na wodór i itlen i byc powodem k naglego wybuchu rozsadzajacego element. Ko¬ rzystne jest tez stosowanie wewnatrz komór *': takich elementów grzejnych elektrycznych, roz¬ grzewajacych powietrze i pare wodna nasycaja¬ ca zamkniete tam powietrze lub tez lagodne spalanie cieczy lub innych substancji, dajacych duzy efekt kaloryczny i powodujacy znaczne rozgrzanie powietrza i pary wodnej w we¬ wnetrznej przestrzeni wpedzanego elementu.Wedlug wynalazku najkorzystniejszym oka¬ zalo sie jednak, przepuszczanie przez wnetrze elementu wpedzanego strumienia lub strumieni goracej zywej pary lub pary przegrzanej w celu ogrzania gazów i/lub nasyconej pary wodnej, jako wstepnego podgrzania, a nastepnie wtlo¬ czenia zywej pary wodnej po ustaleniu sie wewnatrz elementu wpedzanego, równej wy¬ sokiej temperatury i spowodowanie naglego oziebienia wnetrza tego elementu. Okazalo sie mianowicie, ze krzywa skraplania pary wodnej jest najwiecej stroma w temperaturach miedzy 80 a 100° pod cisnieniem atmosferycznym, tak ze wykorzystanie tej stromosci krzywej jest powodem powstania naglej prózni dzialajacej uderzeniowo, powodujacej nagle pograzenie sie elementu w grunt. Stosowanie pary wodnej jest poza tym o tyle korzystne, ze róznica objetosci pary w stanie gazowym a w stanie skroplo¬ nym jest najwieksza w porównaniu do sposo¬ bów wykorzystujacych spalanie lub samo tylko rozgrzanie termiczne innych gazów. Jak do¬ swiadczenia wykazaly, w znacznych objetos- ciach uzyskuje sie uderzeniowo tym sposobem próznie rzedu znacznie ponizej 0,7 atm. pod¬ cisnienia. Natomiast inne metody daja w naj¬ lepszym razie próznie nieprzekraczajaca prak¬ tycznie 0,5 atm. podcisnienia.Sposób. przeprowadzania wynalazku objasnia¬ ja najlepiej nizej przytoczone ptsgfejady: Przyklad I. W celu wpedzenia elementu pomocniczego w grunt, zastosowano przedmu¬ chanie przestrzeni wewnetrznej elementu, ogra¬ niczonej scianami elementu i wewnetrzna po¬ wierzchnia gruntu przykryta woda, przegrzana para wodna, uzyskujac w krótkim czasie cal¬ kowite ogrzanie wnetrza do równej temperatu¬ ry znacznie powyzej 100 °C. Nastepnie zamknie¬ to zawory i zastosowano ochladzanie elementu. z zewnatrz. Wskutek naglego skroplenia sie pa¬ ry, nastapilo nagle obnizenie sie cisnienia do 0,75 atm., wskutek czego pod wplywem ude¬ rzenia prózniowego element pograzyl sie szyb¬ ko znacznie w grunt. Kilkakrotne powtórzenie tego zabiegu doprowadzilo do zupelnego poza¬ danego pograzenia elementu w gruncie.Przyklad II. Element budowlany jak w przykladzie I, zaopatrzony w swym wnetrzu w wezownice oraz odpowiednie zawory wlotowe i wylotowe, ogrzano przepuszczaniem poprzez komore pary przegrzanej. Po wyrównaniu tem¬ peratury wewnatrz elementu, ustalajacej sie na wysokosci powyzej 100 °C, przepuszczano przez wezownice strumien zimnej wody przy równoczesnym polewaniu scian elementu z zew¬ natrz. Zanurzenie elementu w gruncie przy wy¬ wiazaniu sie w szybszym czasie wiekszej próz¬ ni bylo efektowniejsze anizeli w przykladzie I.Przyklad III. W elemencie budowlanym, wpedzanym w grunt, rozlano w odpowiednich miskach, osadzonych wewnatrz elementu, ciecz palna w postaci alkoholu etylowego i benzyny.Po rozgrzaniu sie masy powietrza do tempera¬ tury ponad 100°C i ujsciu poprzez zawory zwrotne nadmiaru wypartego powietrza, wpro¬ wadzono raptownie zywa pare wodna o tem¬ peraturze powyzej 100°C, po czym po zabloko¬ waniu zaworów, wnetrze elementu poddano rap¬ townemu chlodzeniu, wskutek czego element doznal szybkiego pograzenia sie w grunt przy powstaniu prózni powyzej 0,75 atm.Przyklad IV. Wnetrze elementu budowla¬ nego poddawanego pograzaniu, zaopatrzono w elementy wtryskowe paliwa i tlenu, przy czym ogrzewajac wnetrze za pomoca iskiernika, rozgrzano do temperatury ponad 200°C. Poprze¬ staniu nagrzewania i zamknieciu zaworów, przy¬ stapiono do raptownego chlodzenia wnetrza i scian elementu, wskutek czego nastapilo po¬ grazenie sie elementu, jednakze w mniejszym stopniu i powolniej, anfóeli w przypadku przy¬ kladów I—III, przy czym powstala próznia wy¬ nosila okolo 0,5 atm. podcienienia.Przyklad V. We wnetrzu elementu pogra¬ zanego w grunt o stosunkowo niewielkich roz¬ miarach, umieszczono kilka malych zbiornicz¬ ków z ladunkiem termitu. Po wypaleniu i roz¬ grzaniu sie objetosci gazów ixwyzej sredniej temperatury 250 9C i raptownym ochlodzeniu wnetrza i scian elementu, nastapilo pograzenie sie go w grunt, podobnie jak w przypadku przy- ^adu IV.Pr z y k la d VI. Wewnatrz elementu o stosun¬ kowo malych rozmiarach, osadzono tasmy mag¬ nezowe, które spalono iprzy odpowiednim wy¬ pelnieniu elementu w stechiometryczna ilosc tlenu. Uzyskano silne rozgrzanie sie wnetrza jego powyzej srednio 300°C, przy czym wsku¬ tek naglego ochlodzenia wnetrza i scian ele¬ mentu, element doznal pograzenia podobnego jak w przykladzie IV.Przytoczone przyklady przeprowadzania sposo¬ bu wedlug wynalazku nie wyczerpuja oczywis¬ cie mozliwosci stosowania innych kombinacji i odmian termicznego czy chemotermicznego wytwarzania prózni. Przyklady, zwlaszcza przy spalaniu termitu i magnezu przeprowadzano przy elementach o rozmiarach stosunkowo bar¬ dzo malych, z obawy na mozliwosci ich rozsa¬ dzenia, gdyz stwierdzono powstawanie produk¬ tów dysocjacji wody I mieszanin wybuchowych.Z powyzszego wynikaloby, ze najkorzystniej¬ sze efekty wywolywania prózni uzyskuje sie przy poslugiwaniu sie para wodna, nie przed¬ stawiajaca niebezpieczenstw wyzej omówionych, przy czym w niektórych przypadkach, zwlasz¬ cza przy elementach o niewielkich rozmiarach, zwlaszcza w ksztalcie rur o malych srednicach, korzystnym okazac sie moze jednak stosowanie sposobu chemotermicznego. PL