RU165960U1 - FILL DEVICE WITH COOLING SYSTEM - Google Patents

Abstract

1. Устройство насыпи с системой охлаждения, включающее тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в насыпи, содержащая расположенные внутри насыпи ряд охлаждающих труб, расположенных в теле насыпи под углом к ее основанию, входные отверстия труб расположены в нижней части откоса насыпи, отличающееся тем, что выходные отверстия охлаждающих труб расположены на противоположном откосе насыпи ниже верха насыпи, на высоте расчетной толщины сезонного промерзания.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что охлаждающие трубы располагают с шагом по длине насыпи, обеспечивающим образование непрерывного массива мерзлых грунтов.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижние концы охлаждающих труб соединены с вертикальными патрубками, возвышающимися над максимальным уровнем снежного покрова в районе применения устройства.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхние концы охлаждающих труб наклонены относительно горизонтали на угол 10-30°.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительно у нижних концов охлаждающих труб в месте соединения их с вертикальными патрубками выполнены щели для стока воды.1. The device of the embankment with a cooling system, including the body of the embankment in the form of bulk soil and a cooling system installed in the embankment, containing a number of cooling pipes located inside the embankment located in the body of the embankment at an angle to its base, the inlet openings of the pipes are located in the lower part of the embankment slope characterized in that the outlet openings of the cooling pipes are located on the opposite slope of the embankment below the top of the embankment, at the height of the estimated thickness of seasonal freezing. 2. The device according to claim 1, characterized in that the cooling pipes are arranged in increments of the length of the embankment, ensuring the formation of a continuous array of frozen soils. The device according to claim 1, characterized in that the lower ends of the cooling pipes are connected to vertical pipes rising above the maximum level of snow cover in the area of application of the device. The device according to claim 1, characterized in that the upper ends of the cooling pipes are inclined relative to the horizontal by an angle of 10-30 °. The device according to claim 4, characterized in that, in addition, at the lower ends of the cooling pipes at the junction with vertical pipes, slots for water drainage are made.

Description

УСТРОЙСТВО НАСЫПИ С СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯFILL DEVICE WITH COOLING SYSTEM

Устройство относится к строительству грунтовых сооружений, в частности, к возведению насыпей на сильнольдистых вечномерзлых грунтах.The device relates to the construction of soil structures, in particular, to the construction of embankments on very icy permafrost soils.

Известна «НАСЫПЬ НА СИЛЬНОЛЬДИСТЫХ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ» RU 2010919 [2], содержащая тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему в виде по меньшей мере одного ряда труб для подачи хладагента, охлаждающая система расположена в нижней части насыпи и выполнена с входным и выходным патрубками, при этом входные и выходные отверстия труб и патрубков расположены на разных уровнях.Known “THE FILL ON HEAVY FROZEN SOILS" RU 2010919 [2], containing the body of the embankment in the form of bulk soil and a cooling system in the form of at least one row of pipes for supplying refrigerant, the cooling system is located in the lower part of the embankment and is made with inlet and outlet pipes while the inlet and outlet openings of pipes and nozzles are located at different levels.

Недостатком этого устройства является замораживание только нижней части тела насыпи и опасность образования сквозных талых зон вокруг охлаждающих труб вследствие нагрева патрубков и концов охлаждающих труб, оказывающихся в летнее время в зоне сезонного протаивания, которые могут служить путями фильтрации воды. Последнее особенно опасно при устройстве насыпи на склонах.The disadvantage of this device is the freezing of only the lower part of the body of the embankment and the danger of the formation of through melt zones around the cooling pipes due to the heating of the pipes and the ends of the cooling pipes, which in the summer are in the seasonal thawing zone, which can serve as ways to filter water. The latter is especially dangerous when building embankments on slopes.

Наиболее близким техническим решением является «Сооружение для предотвращения высокотемпературных повреждений и нестабильности склона туннельного портала замороженного грунта» CN 103938658 [1], включающее тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в насыпи, содержащая расположенные внутри насыпи ряд охлаждающих труб, расположенных в теле насыпи под углом к ее основанию, входные отверстия труб расположены в нижней части откоса насыпи. The closest technical solution is “Construction to prevent high-temperature damage and instability of the slope of the tunnel portal of frozen soil” CN 103938658 [1], including the body of the embankment in the form of bulk soil and a cooling system installed in the embankment containing a series of cooling pipes located inside the embankment located in the body of the embankment at an angle to its base, the inlet holes of the pipes are located in the lower part of the slope of the embankment.

Устройство обладает повышенной эффективностью охлаждения боковой части насыпи по сравнению с [2] благодаря прохождению охлаждающих труб вдоль бокового откоса насыпи.The device has increased cooling efficiency of the side of the embankment compared to [2] due to the passage of cooling pipes along the side slope of the embankment.

Недостатком этого устройства является замораживание только боковой части тела насыпи, приводящая к низкой эффективности охлаждения, особенно верхней части насыпи. Недостатком является расположение верхней части охлаждающих труб над насыпью, что приводит к снижению эффективности воздухозабора и увеличению возможности засорения труб при эксплуатации насыпи, например, при проезде транспорта по насыпи или прохода людей, что приводит к нестабильной работе устройства. Недостатком устройства также является высокая трудоемкость изготовления откосов для крепления труб, включающую укладку бутового камня и структуру стопорного бокового склона.The disadvantage of this device is the freezing of only the side of the body of the embankment, leading to low cooling efficiency, especially the upper part of the embankment. The disadvantage is the location of the upper part of the cooling pipes above the embankment, which reduces the efficiency of air intake and increases the possibility of clogging of the pipes during operation of the embankment, for example, when passing through the embankment or passage of people, which leads to unstable operation of the device. The disadvantage of this device is the high complexity of manufacturing slopes for fastening pipes, including laying rubble stone and the structure of the locking side slope.

Техническим результатом предлагаемого конструкторско-технического решения является повышение эффективности охлаждения, повышение стабильности работы, снижение трудоемкости.The technical result of the proposed design and technical solutions is to increase the cooling efficiency, increase the stability of the work, reduce the complexity.

Технический результат достигается тем, что устройство насыпи с системой охлаждения, включающее тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в насыпи, содержащая расположенные внутри насыпи ряд охлаждающих труб, расположенных в теле насыпи под углом к ее основанию, входные отверстия труб расположены в нижней части откоса насыпи, характеризуется тем, что выходные отверстия охлаждающих труб расположены на противоположном откосе насыпи ниже верха (бровки) насыпи, на высоте расчетной толщины сезонного промерзания.The technical result is achieved in that the embankment device with a cooling system, comprising the embankment body in the form of bulk soil and a cooling system installed in the embankment, containing a number of cooling pipes located inside the embankment located in the embankment body at an angle to its base, the pipe inlets are located in the lower part of the embankment slope, characterized in that the outlet openings of the cooling pipes are located on the opposite slope of the embankment below the top (edge) of the embankment, at the height of the estimated thickness of the seasonal frozen i.

Охлаждающие трубы можно располагать с шагом l по длине насыпи, обеспечивающим образование непрерывного массива мерзлых грунтов. Шаг выбирают на основе соответствующих теплотехнических расчетов. Ряды труб с входными отверстиями на одном откосе насыпи относительно ряда труб с входными отверстиями на другом откосе смещены на 0,5 l.Cooling pipes can be placed in increments of l along the length of the embankment, which ensures the formation of a continuous array of frozen soils. The step is selected on the basis of the corresponding heat engineering calculations. The rows of pipes with inlets on one slope of the embankment are offset by 0.5 l from the number of pipes with inlets on the other slope.

Нижние концы охлаждающих труб могут быть соединены с вертикальными патрубками, возвышающимися над максимальным уровнем снежного покрова в районе применения устройства. Указанное выполнение позволит повысить эффективность охлаждения за счет более длительной работы устройства охлаждения в зимнее время.The lower ends of the cooling pipes can be connected to vertical pipes rising above the maximum level of snow cover in the area of application of the device. The specified implementation will improve the cooling efficiency due to the longer operation of the cooling device in the winter.

Верхние (и нижние, при отсутствии нижних патрубков) концы охлаждающих труб могут быть наклонены относительно горизонтали на угол 10-30°. Указанное выполнение позволит облегчить стекание и исключить попадание в охлаждающие трубы атмосферных осадков.The upper (and lower, in the absence of lower pipes) ends of the cooling pipes can be tilted relative to the horizontal by an angle of 10-30 °. The specified implementation will facilitate draining and prevent ingress of precipitation into the cooling pipes.

Дополнительно у нижних концов охлаждающих труб в месте соединения их с вертикальными патрубками выполнены щели для стока воды. Указанное выполнение позволит предотвратить скопление конденсата в охлаждающих трубах в летнее время и закупорку их льдом в зимнее время.Additionally, slots for water drainage are made at the lower ends of the cooling pipes at the junction of them with the vertical pipes. The specified implementation will prevent the accumulation of condensate in the cooling pipes in the summer and clogging with ice in the winter.

Устройство схематически показано на фиг. 1 (поперечный разрез насыпи), фиг. 2 (вид сверху, фрагмент насып), фиг. 3 (вид сбоку), где:The device is schematically shown in FIG. 1 (cross section of the embankment), FIG. 2 (top view, fragment of the embankment), FIG. 3 (side view), where:

1 - тело насыпи; 1 - the body of the embankment;

2 - охлаждающие трубы;2 - cooling pipes;

3 - граница сезонного промерзания;3 - border of seasonal freezing;

4 - граница сезонного протаивания;4 - seasonal thawing boundary;

5 - патрубки, соединенные с нижними концами охлаждающих труб;5 - nozzles connected to the lower ends of the cooling pipes;

6 - верхние концы охлаждающих труб;6 - the upper ends of the cooling pipes;

7 - расстояние между параллельными трубами, входные отверстия которых расположены на одном откосе;7 - the distance between the parallel pipes, the inlet openings of which are located on the same slope;

8 - расстояние между трубами, входные отверстия расположены на противоположных откосах.8 - the distance between the pipes, the inlets are located on opposite slopes.

Устройство действует следующим образом: В тело насыпи 1 устанавливают охлаждающие трубы 2. Верхние концы труб расположены на уровне границы сезонного промерзания 3. Граница сезонного протаивания обозначена поз. 4. Патрубки 5 и 6 обеспечивают поступление холодного воздуха в охлаждающие трубы 2. Расстояние (шаг) между параллельными трубами, входные отверстия которых расположены на одном откосе, обозначено 7. Это расстояние (L) выбирается исходя из теплотехнического расчета для обеспечения непрерывного массива мерзлого грунта. Расстояние между трубами, входные отверстия расположены на противоположных откосах 8 составляет половину (L/2) вышеуказанного расстояния. Трубы могут иметь цилиндрическую форму, что обеспечит технологичность производства устройства.The device operates as follows: Cooling pipes 2 are installed in the body of embankment 1. The upper ends of the pipes are located at the level of the seasonal freezing boundary 3. The seasonal thawing boundary is indicated by pos. 4. Pipes 5 and 6 provide the flow of cold air into the cooling pipes 2. The distance (step) between the parallel pipes, the inlet openings of which are located on the same slope, is indicated 7. This distance (L) is selected based on the heat engineering calculation to ensure a continuous array of frozen ground . The distance between the pipes, the inlets located on the opposite slopes 8 is half (L / 2) of the above distance. Pipes can have a cylindrical shape, which will ensure the manufacturability of the device.

Технический результат - повышение эффективности охлаждения достигается замораживанием всего тела насыпи и образованием двух пересекающихся пластин замороженного грунта.EFFECT: increased cooling efficiency is achieved by freezing the whole body of the embankment and the formation of two intersecting plates of frozen soil.

Технический результат - повышение стабильности работы достигается расположением верхних концов труб ниже верхней плоскости насыпи, что существенно снижает возможность засорения труб при эксплуатации насыпи и повышает эффективность воздухозабора, особенно при направлении ветра перпендикулярно направлению насыпи благодаря наличию разности давления между сторонами насыпи, обусловленной обтеканием потоком воздуха насыпи.EFFECT: increased stability of work is achieved by arranging the upper ends of the pipes below the upper plane of the embankment, which significantly reduces the possibility of clogging of the pipes during operation of the embankment and increases the efficiency of air intake, especially when the wind direction is perpendicular to the direction of the embankment due to the pressure difference between the sides of the embankment due to the flow around the embankment air flow .

Технический результат - снижение трудоемкости достигается отсутствием необходимости изготовления укрепленных откосов для удержания труб, так как трубы хорошо удерживаются телом насыпи.EFFECT: reduced labor intensity is achieved by the absence of the need to manufacture reinforced slopes for pipe retention, since the pipes are well held by the body of the embankment.

Промышленное применение. Устройство может с успехом применяться для производства и эксплуатации устройств насыпей, в том числе на сильнольдистых вечномерзлых грунтах, с системой охлаждения.Industrial application. The device can be successfully used for the production and operation of embankment devices, including on very icy permafrost soils, with a cooling system.

Claims (5)

1. Устройство насыпи с системой охлаждения, включающее тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в насыпи, содержащая расположенные внутри насыпи ряд охлаждающих труб, расположенных в теле насыпи под углом к ее основанию, входные отверстия труб расположены в нижней части откоса насыпи, отличающееся тем, что выходные отверстия охлаждающих труб расположены на противоположном откосе насыпи ниже верха насыпи, на высоте расчетной толщины сезонного промерзания. 1. The device of the embankment with a cooling system, including the body of the embankment in the form of bulk soil and a cooling system installed in the embankment, containing a number of cooling pipes located inside the embankment located in the body of the embankment at an angle to its base, the inlet openings of the pipes are located in the lower part of the embankment slope characterized in that the outlet openings of the cooling pipes are located on the opposite slope of the embankment below the top of the embankment, at the height of the estimated thickness of the seasonal freezing. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что охлаждающие трубы располагают с шагом по длине насыпи, обеспечивающим образование непрерывного массива мерзлых грунтов.2. The device according to claim 1, characterized in that the cooling pipes are arranged in increments of the length of the embankment, providing a continuous array of frozen soils. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижние концы охлаждающих труб соединены с вертикальными патрубками, возвышающимися над максимальным уровнем снежного покрова в районе применения устройства.3. The device according to claim 1, characterized in that the lower ends of the cooling pipes are connected to vertical pipes rising above the maximum level of snow cover in the area of application of the device. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхние концы охлаждающих труб наклонены относительно горизонтали на угол 10-30°.4. The device according to claim 1, characterized in that the upper ends of the cooling pipes are inclined relative to the horizontal by an angle of 10-30 °. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительно у нижних концов охлаждающих труб в месте соединения их с вертикальными патрубками выполнены щели для стока воды.

5. The device according to claim 4, characterized in that, in addition, at the lower ends of the cooling pipes at the junction with vertical pipes there are slots for water drainage.

Images