устройство для замораживания грунта

Формула изобретения

1. Устройство для замораживания грунта, включающее грунтовый и воздушный теплообменники и соединительный теплопровод, снабженный конденсатопроводом, отличающееся тем, что конденсатопровод выполнен в виде шнура из гигроскопического фильтрующего материала, сообщающегося одним концом с конденсатосборником, размещенным во внутренней полости воздушного теплообменника, а другим с рассеивателем, установленным внутри грунтового теплообменника.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конденсатосборник и рассеиватель выполнены в виде сетки, причем последний снабжен поддоном и соединен с корпусом устройства с возможностью относительного осевого перемещения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам, используемым при термомелиорации грунтов основания фундаментов сооружений, возводимых в районах распространения вечной мерзлоты.

Известны термоустройства для охлаждения и замораживания грунта, включающие грунтовой и воздушный теплообменники и соединительный теплопровод [1] [2]

Недостатком известных устройств подобного типа является низкая эффективность работы вследствие рассеивания теплового потока и образования тепловых потерь по пути следования теплоносителя в теплопроводе.

Задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности работы устройства за счет предотвращения рассеивания теплового потока в вышезалегающих слоях грунта, устранения тепловых потерь в теплопроводе и обеспечения возможности осуществления избирательной локальной термомелиорации грунта в заданном интервале глубины залегания.

Эта задача решается путем улучшения условий теплопереноса между воздушным и грунтовым теплообменниками, а также локализации теплообмена с грунтом в заданном интервале глубины следующим образом: в известном устройстве для замораживания грунта, включающем грунтовый и воздушный теплообменники и соединительный теплопроводы, снабженный конденсатопроводом, согласно изобретению последней выполнен в виде шнура из гигроскопического фильтрующего волокнистого материала, сообщающегося верхним концом с конденсатосборником, размещенным во внутренней полости воздушного теплообменника, а нижним концом - с рассеивателем, установленным внутри грунтового теплообменника. Конденсатосборника и рассеиватель выполнены в виде сетки, причем последний снабжен поддоном и соединен с корпусом устройства с возможностью относительного осевого перемещения.

На рисунке изображен общий вид устройства, которое содержит воздушный теплообменник 1, грунтовый теплообменник 2, соединительный теплопровод 3, сетчатый конденсатосборник 4, сетчатый рассеиватель 5 с поддоном 6 и конденсатопровод 7, выполненный в виде гибкого фильтрующего шнура, пары теплоносителя 8 и конденсат теплоносителя 9.

При испарении теплоносителя, находящегося в поддоне 6, пары теплоносителя, поднимаясь по внутренней полости тепло провода 3, как показано пунктирными стрелками, проникают сквозь сетчатый конденсатосборник 4 и, охлаждаясь, конденсируются на стенках воздушного теплообменника 1. Затем конденсат стекает по сетке конденсатосборника 4 и впитывается гигроскопическим материалом конденсатопровода 7, по которому фильтруется, как показано сплошными стрелками, в рассеиватель 5 и скапливается в поддоне 6.

Преимущество данной конструкции заключается в уменьшении тепловых потерь при перемещении теплоносителя по конденсатопроводу, улучшении условий фазовых превращений и циркуляции теплоносителя, а также в осуществлении возможности избирательной термомелиорации грунтов по глубине залегания за счет перемещения рассеивателя с поддоном вдоль теплопровода с изменением длины гибкого конденсатопровода.

Предложенная конструкция термоустройства позволяет значительно повысить эффективность его работы за счет активизации теплообмена между грунтом и внешней средой и избирательности криогенной термообработки грунтовых слоев по глубине залегания. Изобретение может быть успешно использовано для термомелиорации грунтового основания фундаментов при возведении различных сооружений, в частности опор линий электропередачи, в северных районах с сохранением природного состояния вечномерзлых грунтов.