專利名稱:液氮凍結(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種地下工程施工過程中所用的凍結(jié)器,特別是一種液氮凍結(jié)
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背景技術(shù)對于地下工程施工軟土地層加固過程中,在進(jìn)行基坑開挖、地鐵盾構(gòu)進(jìn)、出洞等施 工時(shí),采用傳統(tǒng)的地基加固方法加固的地層經(jīng)檢查沒有完全封住水,還要再次應(yīng)用凍結(jié)法 以確保封水效果,或者直接用凍結(jié)法加固地層。凍結(jié)法最大的技術(shù)優(yōu)勢是凍土帷幕發(fā)展均勻,能夠保證封水效果,且凍土強(qiáng)度高。 因此凍結(jié)法在城市軟土地層加固中取得了廣泛應(yīng)用。在凍結(jié)法中液氮凍結(jié)技術(shù)以凍結(jié)速度 快、大幅度縮短工期的優(yōu)勢凸現(xiàn)出來。但目前在以液氮為冷凍循環(huán)介質(zhì)的液氮凍結(jié)技術(shù)應(yīng) 用過程中,供液管只有底部有液氮出口,則凍結(jié)管周圍的凍結(jié)園柱體出現(xiàn)孔口端較細(xì)、末端 較粗的現(xiàn)象,單個(gè)凍結(jié)管的沿軸向的兩端的凍結(jié)柱體直徑差別較大,根據(jù)實(shí)驗(yàn),在1米長的 凍結(jié)圓柱體上,末端直徑可達(dá)開口端直徑的3倍,從而凍土帷幕的平均溫度值相差較大,凍 結(jié)體周圍的土層即凍結(jié)帷幕柱體凍結(jié)不均勻,不但浪費(fèi)大量氮?dú)?,使成本增加,而且?dǎo)致凍 結(jié)工期延長
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服背景技術(shù)中存在的供液管供液分布不均 勻致使凍結(jié)體周圍的土層凍結(jié)不均勻從而浪費(fèi)氮?dú)狻鼋Y(jié)時(shí)間延長的問題,而提供一種液 氮凍結(jié)器,該液氮凍結(jié)器具有能形成均勻凍結(jié)柱體且節(jié)省氮?dú)狻⒐?jié)約成本、縮短工期的特
點(diǎn)ο本實(shí)用新型解決其問題可通過如下技術(shù)方案來達(dá)到該液氮凍結(jié)器包括頂部有密 封板的凍結(jié)管,穿過密封板置入凍結(jié)管的供液管及排氣管,供液管底端距離凍結(jié)管底部有 距離,所述的凍結(jié)管內(nèi)的供液管上螺旋線方向上軸向每200-900mm均布透氣孔。所述的透氣孔直徑為3mm-8mm ;所述的供液管底端出口端接有帶透氣孔的封板;所述的供液管底端距離凍結(jié)管底部100-200mm ;所述的供液管及凍結(jié)管為低碳鋼無縫鋼管或不銹鋼無縫鋼管。本實(shí)用新型與上述背景技術(shù)相比較可具有如下有益效果該液氮凍結(jié)器供液管螺 旋線方向上軸向每200-900mm均布透氣孔,相鄰?fù)笟饪字畩A角為45°,供液管底端設(shè)透氣 孔,使液氮?dú)庖夯旌象w均勻通過透氣孔溢出,液氮在凍結(jié)區(qū)間內(nèi)能夠均勻合理分配,單孔的 凍土圓柱體的直徑頭部和末端的直徑差相對減少,在每米長度的凍結(jié)圓柱體上,尾部和頭 部直徑差降到2倍以下,凍土發(fā)展速度均勻一致,以最少最合理的液氮用量快速達(dá)到最佳 凍結(jié)效果,使凍結(jié)帷幕厚度及凍土平均溫度達(dá)到設(shè)計(jì)要求,縮短凍結(jié)工期,減少氮?dú)庥昧浚?降低成本。
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附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;(圖中N面處為開始凍結(jié)位置,M與N面間為 局部凍結(jié)區(qū))附圖2是圖1中供液管沿軸向剖開后展開圖。圖中1-排氣管,2-密封板,3-供液管,4-透氣孔,5-凍結(jié)管,6_封板。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖將對實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如附圖1所示,該液氮凍結(jié)器包括頂部有密封板2的凍結(jié)管5,供液管3及排氣管 1通過密封板2置入凍結(jié)管5內(nèi),所述排氣管1在凍結(jié)管5內(nèi)的長度根據(jù)凍結(jié)深度而定,排 氣管1出口端(圖IN面)距離凍結(jié)管5底部(圖IM面)的距離即是待凍結(jié)地層深度;供 液管3底端距離凍結(jié)管5底部100-200mm,以保證凍結(jié)管底部氮?dú)饬魍?;如圖2所示,凍結(jié)管 5內(nèi)的供液管3上螺旋線方向上軸向每200-900mm均布透氣孔,凍結(jié)法加固時(shí)可以采用垂直 或水平凍結(jié)孔,在采用垂直凍結(jié)孔時(shí),一般考慮局部凍結(jié),即所述的供液管3軸向上的透氣 孔4從設(shè)計(jì)凍結(jié)深度處開始布置,實(shí)現(xiàn)局部凍結(jié),可以有效地節(jié)約氮?dú)?,?jié)約成本;透氣孔4 直徑為3mm-8mm ;所述的供液管3出口端接有帶透氣孔的封板6,封板6上的透氣孔為1 3個(gè);供液管3及凍結(jié)管5為20#低碳鋼無縫鋼管或不銹鋼無縫鋼管。該液氮凍結(jié)器工作過程為液氮在一定壓力下由供液管3上螺旋線方向上軸向均 布的透氣孔4流入凍結(jié)管5內(nèi),使液氮在凍結(jié)管內(nèi)同時(shí)從四周全方位均勻擴(kuò)散,蒸發(fā)吸收 熱量,從而凍結(jié)管壁能夠保持均勻的低溫,使所需凍結(jié)區(qū)域凍結(jié)均勻,能夠迅速達(dá)到設(shè)計(jì)要 求,液氮在凍結(jié)管內(nèi)蒸發(fā)后變成氣態(tài)氮或氣液混合物由排氣管1排出。凍結(jié)管5內(nèi)的供液管3螺旋線方向上軸向每200-900mm均勻分布若干透氣孔,透 氣孔的孔徑隨供液管管徑的大小不同而改變,供液管管徑大,相應(yīng)透氣孔的直徑也大,一般 情況透氣孔直徑為3mm-8mm;液氮?dú)庖夯旌象w均勻通過透氣孔溢出,液氮在凍結(jié)區(qū)間內(nèi)能 夠均勻合理分配,相對減少了單孔的凍土圓柱體的直徑頭部和末端的直徑差,在每米長度 的凍結(jié)圓柱體上,尾部和頭部直徑差降到2倍以下,凍土發(fā)展速度均勻一致,以最少最合理 的液氮用量快速達(dá)到最佳凍結(jié)效果,使凍結(jié)帷幕厚度及凍土平均溫度達(dá)到設(shè)計(jì)要求,減少 氮?dú)庥昧俊⒔档蛢鼋Y(jié)成本、縮短工期。
權(quán)利要求一種液氮凍結(jié)器,包括頂部有密封板(2)的凍結(jié)管(5),穿過密封板(2)置入凍結(jié)管(5)的供液管(3)及排氣管(1),供液管(3)底端距離凍結(jié)管(5)底部有距離,其特征在于所述的凍結(jié)管(5)內(nèi)的供液管(3)上螺旋線上軸向每200 900mm均布透氣孔(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氮凍結(jié)器,其特征在于所述的透氣孔(4)直徑為 3mm-8mm0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氮凍結(jié)器,其特征在于所述的供液管(3)底端出口端接 有帶透氣孔的封板(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的液氮凍結(jié)器,其特征在于所述的供液管(3)底端距離 凍結(jié)管(5)底部100-200mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氮凍結(jié)器,其特征在于所述的供液管(3)及凍結(jié)管(5)為 低碳鋼無縫鋼管或不銹鋼無縫鋼管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液氮凍結(jié)器。主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的供液管供液分布不均勻致使凍結(jié)體周圍的土層凍結(jié)不均勻從而浪費(fèi)氮?dú)?、凍結(jié)時(shí)間延長的問題。其特征在于所述的凍結(jié)管(5)內(nèi)的供液管(3)上螺旋線上軸向每200-900mm均布透氣孔(4)。該液氮凍結(jié)器具有能形成均勻凍結(jié)柱體且節(jié)省氮?dú)?、?jié)約成本、縮短工期的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D3/115GK201649065SQ20102019001
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者周興旺, 徐兵壯, 李方政, 李長忠, 楊春滿, 王勝利, 郭壘, 韓圣銘, 韓玉福 申請人:北京中煤礦山工程有限公司