RU2117096C1

RU2117096C1 - Ground freezing device

Info

Publication number: RU2117096C1
Application number: RU97107499A
Authority: RU
Inventors: А.В. Горностаев; А.А. Колесов
Original assignee: Государственный институт по проектированию оснований и фундаментов "Фундаментпроект"
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-08-10

Abstract

FIELD: construction machinery and equipment. SUBSTANCE: ground freezing device has tubular condenser provided with stiffening ribs. Connected to condenser is evaporator made in the form of tube which is plugged at bottom. Evaporator is filled with cooling agent. Tubular condenser is made up of two parts which are interconnected by indicator represented by flexible insert. Mounted on aforesaid insert is strip made of porous material. Tubular condenser is enclosed in housing which is open at top and bottom and has sight hole located in it at side of and against strip made of porous material. Provided in upper part of tubular condenser is filling pipe connection which is plugged after device is filled with cooling agent. Aforesaid embodiment allows for carrying out operational control during application of ground freezing device. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к строительству и касается устройства для аккумуляции холода в основаниях сооружений, замораживания грунта. The proposed device relates to construction and relates to a device for accumulating cold in the foundations of structures, freezing soil.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для замораживания грунта основания под сооружением, включающее конденсатор и испаритель в виде труб, заполненных хладоносителем, причем конденсатор снабжен по периметру трубы теплопроводящими ребрами жесткости. The closest in technical essence and the achieved technical result is a device for freezing the foundation soil under the structure, including a condenser and an evaporator in the form of pipes filled with a coolant, and the condenser is equipped with heat-conducting stiffening ribs around the pipe perimeter.

Недостатком этого устройства является невозможность контроля работы устройства в процессе эксплуатации. The disadvantage of this device is the inability to control the operation of the device during operation.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое устройство, является возможность контроля за процессом работы устройства в процессе эксплуатации за счет визуального определения посредством гибкой вставки и пористого материала, наличие внутри устройства в конденсаторе хладоносителя, что позволяет своевременно произвести ремонт и наладку устройства для дальнейшей работы. The technical result, the achievement of which the proposed device is aimed at, is the ability to control the process of the device during operation due to visual determination by means of a flexible insert and porous material, the presence of a coolant inside the device in the condenser, which allows timely repair and adjustment of the device for further work.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для замораживания грунта, включающем трубчатый конденсатор, снабженный ребрами жесткости и соединенный с ним испаритель в виде трубы, заполненные хладоносителем, верхняя часть трубчатого конденсатора с ребрами жесткости выполнена в виде эластичной трубчатой вставки с размещенной на ней пластиной из пористого материала, причем эластичная трубчатая вставка соединена с частью трубчатого конденсатора, имеющего заправочный патрубок с заглушкой, при этом трубчатый конденсатор заключен в корпус, верхняя и нижняя части которого выполнены со сквозными отверстиями, а в самом корпусе со стороны размещения пластины из пористого материала выполнено смотровое окно. To achieve the specified technical result in a device for freezing soil, including a tubular condenser equipped with stiffeners and connected to it by an evaporator in the form of a pipe filled with a coolant, the upper part of the tubular condenser with stiffeners is made in the form of an elastic tubular insert with a porous plate placed on it material, and the elastic tubular insert is connected to a part of the tubular capacitor having a filling pipe with a plug, while the tubular condensate p is enclosed in a housing, the upper and lower parts of which are formed with through holes, and in the housing by placing a plate of a porous material formed a viewing window.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - различные положения трубчатой вставки 4 и пластины 5 из пористого материала. In FIG. 1 shows the proposed device; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 - various positions of the tubular insert 4 and the plate 5 of porous material.

Предлагаемое устройство состоит из испарителя 1 в виде трубы, заглушенной снизу и заглубленной в грунт 2, на верхнем конце которой смонтирован конденсатор, нижняя часть которого снабжена по периметру теплопроводящими ребрами 3 жесткости. Конденсатор состоит из двух вертикальных отрезков труб, соединенных между собой трубчатой вставкой 4 из эластичного материала, являющейся индикатором рабочего состояния предлагаемого устройства. На трубчатой вставке 4 закреплена пластина 5 из пористого материала, являющаяся дополнительным контрольным индикатором. Конденсатор заключен в защитный корпус 6, открытый снизу и сверху, и снабжен смотровым окном 7, размещенным на уровне и со стороны пластины 5 из пористого материала. Конденсатор имеет патрубок 8 с заглушкой. После заправки устройства заглушкой перекрывают конденсатор. Смотровое окно служит для контроля за работой устройства в процессе эксплуатации. The proposed device consists of an evaporator 1 in the form of a pipe plugged from below and buried in the ground 2, at the upper end of which a capacitor is mounted, the lower part of which is equipped with heat-conducting stiffening ribs 3 around the perimeter. The capacitor consists of two vertical pipe segments interconnected by a tubular insert 4 of elastic material, which is an indicator of the operating state of the proposed device. On the tubular insert 4 is fixed a plate 5 of a porous material, which is an additional control indicator. The capacitor is enclosed in a protective housing 6, open bottom and top, and is equipped with a viewing window 7 located at the level and from the side of the plate 5 of porous material. The capacitor has a pipe 8 with a plug. After filling the device with a plug, the capacitor is closed. The viewing window serves to monitor the operation of the device during operation.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Устройство внедряют в массив грунта 2. Через патрубок заполняют устройство двухфазовым хладоносителем и заглушают его. Закрывают верхнюю часть конденсатора. The device is introduced into the soil mass 2. Through the nozzle, the device is filled with a two-phase coolant and drowned. Cover the top of the capacitor.

В зимний период в устройстве начинается циркуляция хладоносителя. Охлажденный в конденсаторе за счет низких температур окружающий воздух конденсируется на внутренней поверхности трубы конденсатора, приобретая низкую температуру наружного воздуха, под действием силы тяжести опускается вдоль стенок испарителя, нагревается от стенок испарителя за счет тепла окружающего грунта и испаряется, поднимаясь в конденсатор. В конденсаторе за счет низких температур конденсируется воздух и через стенки теплопередающего ребра 3 и корпуса 6 тепло передается в атмосферу. Таким образом происходит естественная циркуляция в устройстве, охлаждение и замораживание массива грунта до температуры окружающего воздуха. В устройстве двухфазный хладоноситель находится в термодинамическом равновесии. Температура давления и его объем внутри постоянно меняются в течение года. In winter, the refrigerant starts to circulate in the device. The ambient air cooled in the condenser due to low temperatures condenses on the inner surface of the condenser pipe, acquiring a low temperature of the outside air, falls by the force of gravity along the walls of the evaporator, heats up from the walls of the evaporator due to the heat of the surrounding soil and evaporates, rising into the condenser. Due to low temperatures, air is condensed in the condenser and heat is transferred to the atmosphere through the walls of the heat transfer rib 3 and the housing 6. Thus, there is a natural circulation in the device, cooling and freezing of the soil mass to ambient temperature. In the device, a two-phase refrigerant is in thermodynamic equilibrium. The temperature of the pressure and its volume inside are constantly changing throughout the year.

При положительных температурах окружающей среды в конденсаторе увеличивается давление и трубчатая эластичная вставка 4 раздувается, а при отрицательных температурах окружающей среды давление в конденсаторе уменьшается и вставка 4 втягивается. При этом на пластине 5 из пористого материала, имеющей зону с большим тепловыделением, чем поверхность вставки 4, в зимний период за счет конденсата влаги образуется снежная шуба, а в летний период пластина 5 будет влажная. Через смотровое окно 8 можно по положению вставки 4 и по виду пластины 4 определить наличие в конденсаторе хладоносителя, а значит и работоспособность устройства. Если вставка 4 находится в нейтральном (вертикальном) положении, а на пористом материале 5 нет снежной шубы в зимний период, и она не влажная в летний, значит, необходимо выполнить ремонт устройства и его заправку или полную замену конденсатора на новый. At positive ambient temperatures in the condenser, the pressure increases and the tubular elastic insert 4 inflates, and at negative ambient temperatures the pressure in the condenser decreases and the insert 4 retracts. At the same time, on a plate 5 made of a porous material having a zone with a greater heat emission than the surface of insert 4, a snow coat is formed in the winter due to moisture condensate, and in summer the plate 5 will be wet. Through the viewing window 8, it is possible to determine the presence of a coolant in the condenser by the position of the insert 4 and by the appearance of the plate 4, and therefore the operability of the device. If the insert 4 is in the neutral (vertical) position, and the porous material 5 does not have a snow coat in the winter, and it is not wet in the summer, then it is necessary to repair the device and refuel it or completely replace the capacitor with a new one.

Институт "Фундаментпроект" намечает использовать предлагаемое устройство на объектах Заполярного газонефтеконденсатного месторождения Севера Тюменской области. The Fundamentproekt Institute is planning to use the proposed device at the facilities of the Zapolyarnoye gas-oil-condensate field of the North of the Tyumen Region.

Claims

A device for freezing soil, including a tubular condenser equipped with stiffeners, and an evaporator connected to it in the form of a pipe filled with a coolant, characterized in that the upper part of the tubular condenser with stiffeners is made in the form of an elastic tubular insert with a plate made of porous material moreover, the elastic tubular insert is connected to a part of the tubular capacitor having a filling pipe with a plug, while the tubular capacitor is enclosed in a housing, the upper and izhnyaya portion which formed with through holes, and in the housing by placing a plate of a porous material formed a viewing window.