液氮凍結器的製作方法

2023-04-25 20:11:46 2

專利名稱：液氮凍結器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地下工程施工過程中所用的凍結器，特別是一種液氮凍結
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背景技術對於地下工程施工軟土地層加固過程中，在進行基坑開挖、地鐵盾構進、出洞等施 工時，採用傳統的地基加固方法加固的地層經檢查沒有完全封住水，還要再次應用凍結法 以確保封水效果，或者直接用凍結法加固地層。凍結法最大的技術優勢是凍土帷幕發展均勻，能夠保證封水效果，且凍土強度高。 因此凍結法在城市軟土地層加固中取得了廣泛應用。在凍結法中液氮凍結技術以凍結速度 快、大幅度縮短工期的優勢凸現出來。但目前在以液氮為冷凍循環介質的液氮凍結技術應 用過程中，供液管只有底部有液氮出口，則凍結管周圍的凍結園柱體出現孔口端較細、末端 較粗的現象，單個凍結管的沿軸向的兩端的凍結柱體直徑差別較大，根據實驗，在1米長的 凍結圓柱體上，末端直徑可達開口端直徑的3倍，從而凍土帷幕的平均溫度值相差較大，凍 結體周圍的土層即凍結帷幕柱體凍結不均勻，不但浪費大量氮氣，使成本增加，而且導致凍 結工期延長
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是克服背景技術中存在的供液管供液分布不均 勻致使凍結體周圍的土層凍結不均勻從而浪費氮氣、凍結時間延長的問題，而提供一種液 氮凍結器，該液氮凍結器具有能形成均勻凍結柱體且節省氮氣、節約成本、縮短工期的特
點ο本實用新型解決其問題可通過如下技術方案來達到該液氮凍結器包括頂部有密 封板的凍結管，穿過密封板置入凍結管的供液管及排氣管，供液管底端距離凍結管底部有 距離，所述的凍結管內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管底部100-200mm ；所述的供液管及凍結管為低碳鋼無縫鋼管或不鏽鋼無縫鋼管。本實用新型與上述背景技術相比較可具有如下有益效果該液氮凍結器供液管螺 旋線方向上軸向每200-900mm均布透氣孔，相鄰透氣孔之夾角為45°，供液管底端設透氣 孔，使液氮氣液混合體均勻通過透氣孔溢出，液氮在凍結區間內能夠均勻合理分配，單孔的 凍土圓柱體的直徑頭部和末端的直徑差相對減少，在每米長度的凍結圓柱體上，尾部和頭 部直徑差降到2倍以下，凍土發展速度均勻一致，以最少最合理的液氮用量快速達到最佳 凍結效果，使凍結帷幕厚度及凍土平均溫度達到設計要求，縮短凍結工期，減少氮氣用量， 降低成本。
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附圖1是本實用新型的結構示意圖；(圖中N面處為開始凍結位置，M與N面間為 局部凍結區)附圖2是圖1中供液管沿軸向剖開後展開圖。圖中1-排氣管，2-密封板，3-供液管，4-透氣孔，5-凍結管，6_封板。
具體實施方式
以下結合附圖將對實用新型作進一步說明如附圖1所示，該液氮凍結器包括頂部有密封板2的凍結管5，供液管3及排氣管 1通過密封板2置入凍結管5內，所述排氣管1在凍結管5內的長度根據凍結深度而定，排 氣管1出口端(圖IN面)距離凍結管5底部(圖IM面)的距離即是待凍結地層深度；供 液管3底端距離凍結管5底部100-200mm，以保證凍結管底部氮氣流通；如圖2所示，凍結管 5內的供液管3上螺旋線方向上軸向每200-900mm均布透氣孔，凍結法加固時可以採用垂直 或水平凍結孔，在採用垂直凍結孔時，一般考慮局部凍結，即所述的供液管3軸向上的透氣 孔4從設計凍結深度處開始布置，實現局部凍結，可以有效地節約氮氣，節約成本；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；供液管3及凍結管5為20#低碳鋼無縫鋼管或不鏽鋼無縫鋼管。該液氮凍結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流入凍結管5內，使液氮在凍結管內同時從四周全方位均勻擴散，蒸發吸收 熱量，從而凍結管壁能夠保持均勻的低溫，使所需凍結區域凍結均勻，能夠迅速達到設計要 求，液氮在凍結管內蒸發後變成氣態氮或氣液混合物由排氣管1排出。凍結管5內的供液管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，相應透氣孔的直徑也大，一般 情況透氣孔直徑為3mm-8mm;液氮氣液混合體均勻通過透氣孔溢出，液氮在凍結區間內能 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 的凍結圓柱體上，尾部和頭部直徑差降到2倍以下，凍土發展速度均勻一致，以最少最合理 的液氮用量快速達到最佳凍結效果，使凍結帷幕厚度及凍土平均溫度達到設計要求，減少 氮氣用量、降低凍結成本、縮短工期。
權利要求一種液氮凍結器，包括頂部有密封板(2)的凍結管(5)，穿過密封板(2)置入凍結管(5)的供液管(3)及排氣管(1)，供液管(3)底端距離凍結管(5)底部有距離，其特徵在於所述的凍結管(5)內的供液管(3)上螺旋線上軸向每200 900mm均布透氣孔(4)。
2.根據權利要求1所述的液氮凍結器，其特徵在於所述的透氣孔(4)直徑為 3mm-8mm0
3.根據權利要求1所述的液氮凍結器，其特徵在於所述的供液管(3)底端出口端接 有帶透氣孔的封板(6)。
4.根據權利要求1或3所述的液氮凍結器，其特徵在於所述的供液管(3)底端距離 凍結管(5)底部100-200mm。
5.根據權利要求1所述的液氮凍結器，其特徵在於所述的供液管(3)及凍結管(5)為 低碳鋼無縫鋼管或不鏽鋼無縫鋼管。
專利摘要本實用新型涉及一種液氮凍結器。主要解決了現有技術中存在的供液管供液分布不均勻致使凍結體周圍的土層凍結不均勻從而浪費氮氣、凍結時間延長的問題。其特徵在於所述的凍結管(5)內的供液管(3)上螺旋線上軸向每200-900mm均布透氣孔(4)。該液氮凍結器具有能形成均勻凍結柱體且節省氮氣、節約成本、縮短工期的特點。
文檔編號E02D3/115GK201649065SQ20102019001
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月14日 優先權日2010年5月14日
發明者周興旺, 徐兵壯, 李方政, 李長忠, 楊春滿, 王勝利, 郭壘, 韓聖銘, 韓玉福 申請人:北京中煤礦山工程有限公司