SU796307A1 - Запорное устройство дл конвекци-ОННыХ уСТАНОВОК и ТЕРМОСВАй - Google Patents

Description

1

изобретение относитс  к строительству , а именно к выполнению устройств ДЛЯ автоматического включени  и отключени  сеэонно работающих систем, например воздушно-конвекционных установок и жидкостных термосвай, примен емых ДЛЯ аккумул ции холода в основани х сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, при определенных температурах атмосферного воздуха .

Известно запорное устройство дл  конвекционных установок и термосвай, включающее клапан и ручной привод ДЛЯ регулировани  его положени  Г1. i К недостаткам этого устройства отijpCHTCH необходимость периодического присутстви  обслуживающего персонала , а это не всегда возможно, особенно в отдаленных и труднодоступных районах с суровьм климатом, например при использовании воздушно-конвекционных установок и термосвай дл  стабилизации вечномерзлого грунта вокруг опор нефте- и газопроводов и скважин.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  запорное устройство дл  кон векционных установок и термосвай, включающее клапан и приспособлени 

ДЛЯ регулировани  его положени , причем клапан соединен с термореле и температурными датчиками, один из которых расположен в вечномерзлом грунте ниже границы сезонного протаивани , а второй - на поверхности. Клапан перекрывает один из каналов воздушно-конвекционной установки или жидкостной термосваи, когда температура воздуха приближаетс  к температуре вечнсмерзлого грунта и открывает их при температуре окружающего воздуха ниже температуры указанного грунта 2.

Недостатком этого устройства  вл етс  наличие сложной контролирующей температуру системы и необходимость ДЛЯ его функционировани  источника электрИчэской энергии, что делает устройство недостаточно надежным при эксплуатации в суровых климатических услови х Крайнего Севера. Кроме того, нормальна  работа данного устройства осуществл етс  при заглублении одного из температурных датчиков в вечномерзлый грунт ниже границы сезонного протаивани , что требует дополнительных затрат.

Цель изобретени  - поылиение надежности работы устройства.

Указанна  цель достигаетс  Tavj, что в запорном устройстве дл  конвекционных установок и термосвай, вклю1аю (4@4 клапан и приспособление дл  регулировани  его положени , посленее выполнено в виде замкнутой камеE fcj , имеющей в верхней части полый вертикальный выступ, поршн  со штоком и рычагов, причем поршень установлен в вертикальном выступе, его шток пропущен через верхнюю стенку вертикального выступа и посредством рычагов соединен с клапаном, а камера заполнена водой с размещенным на ней слоем незамерзающей жидкости, плотность которой меньше плотности воды.

Предпочтительно выполн ть камеру конической сужающейс  книзу, а ее вертикальный выступ - цилиндрическим.

Предлагаемое устройство состоит из клапана 1, поршн  2. и Зс1мкнутой камеры 3, имеющей в верхней части полый вертикальный выступ 4. Поршень 2 размещен в выступе 4, а шток 5 его пропущен через верхнюю стенку выступа 4 и посредством рычагов 6 соединен с клапанс  1. Камера 3 частично заполнена водой 7 с размещенным над ней слоем незамерзающей жидкости 8, плотность которой меньше плотности , воды. В качестве незамерзающей жидкости может быть использовано дизельное масло. Дл  направленного промерзани  воды снизу вверх камера 3 выполнена конической сужающейс  книзу, а вертикальный выступ - цилиндрическим . Объем цилиндрического выступа меньше среднего диаметра конической части камеры, а его объем составл ет 10-15% от объема воды в камере. В камере 3 могут быть установлены трубки 9, служащие направл ющими дл  рычагов б. В верхней части камеры имеетс  отверстие с пробкой 10 дл  заливки жидкости.

Устройство работает следующим образом .

KciMepa 3 заполн етс  водой 7 в объеме, необходимом дп  обеспечени  заранее определенного хода поршн  2, а затем - незамерзающей жидкостью 8, например дизельным топливом, до полного заполнени  камеры. При темпера/гуре окружающего воздуха ниже тем рературы фазового перехода воды в лёд, последн   начинает промерзать в направлении снизу вверх, что достигаетс  наличием сло  незамерзающей жидкости 8, котора   вл етс  теплоизол тором и не допускает промерзани  воды сверху и образовани  вследствие этого замкнутых объемов. При необходимости камера может быть снабжена оребрением. Увеличение объема воды при переходе в лед компенсируетс  за счет вытеснени  незамерзающей жидкости в цилиндрический выступ 4. Поршень 2 под давлением вытесн ющейс  жидкости начинает двигатьс  вверх, привод  в движение клапан 1 посредством рычагов 6. Таким образе, один из каналов воздушно-конвекционной установки или жидкостной термосваи оказываетс  открытым , в результате чего обеспечиваетс нормальна  их работа по стабилизации вечномерзлогс грунта в период низких температур. При полном подъеме поршн 2 незамерзающа  жидкость 8 не полностью вытесн етс  в цилиндрический выступ камеры, часть ее остаетс  в верхней конической части камеры, обепечива  необходимую теплоизол цию. При повы1дении температуры окружающего воздуха выше температуры фазовых переходов льда в воду, последний начинает плавитьс . Освобождающийс  пр та нии льда объем заполн етс  незамерзающим топливом, при зтом поршень 2 с клапаном 1 перемещаетс  вниз под действием собственного веса. Таким образом, один из каналов воздушноконвекционной установки ИЛИ5 жидкостной термосваи в период температуры окружающего воздуха выше температуры вечномерзлого грунта оказываетс  закры1ъам. Регулирование необходимой температуры фазовых переходов можно осуществл ть введением в воду различных солевых растворов.

Использование предлагаемого устройства не требует дл  своего функционировани  периодического присутстви  обслуживающего персонала и применени  дополнительного источника энергии. Это и простота элементов конструкции устройства делают его дотаточно надежнь 1 при эксплуатации в отдаленных и труднодоступных районах с любыми климатическими услови ми. Использование устройства в качестве терморегул тора в воздушно-конвекционных установках и жидкостных термосва х позвол ет предотвратить растепление вечномерзлого грунта вокруг опор трубопроводов и скважин, вызванное конвективными токами в летнее врем  года, и повысить эффективность работы воздушно-конвекционных установок и термосвай,

Claims (2)

1. Запорное устройство дл  конвекционных установок и термосвай, включающее клапан и приспособление дл  регулировани  его положени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности его работы , приспособление дл  регулировани  положени  клапана выполнено в виде замкнутой камеры, имеющей в верхней части полый вертикальный выступ, поршн  со штоксм и рычагом, причем поршень установлен в вертикальном выступе, его шток пропущен через

верхнюю стенку вертикального выступа и посредством рычагов соединен с клапаном, а к 1Мера заполнена одой с размещенным на ней слоем незамерзающей жидкости, плотность которой меньше плотности воды.

2. Запорное устройство по п. 1, отличающеес  тем, что камера выполнена конической сужающейс  книзу, а ее вертикаипьимй выступ - цилиндрическим.

Источники информации, прин тые во внигиЕ1ние при экспертизе

1.Galate I.W. Passive refrte ration is best suited for arctic pile supports,Oil and das J. 1975, vol 73, 47, p. 45-50 .

2.Патент США 388023б,кл .166-302 опублик. 1975.