The utility model relates to a liquid nitrogen freezer for vertical storage and its application method, which is suitable for the field of artificial freezing technology in underground engineering. The freezing pipe consists of a columnar freezing pipe with a bottom cone of the freezing pipe, a liquid supply pipe, a plurality of spray holes on the side wall of the freezing pipe, a sealed bottom of the liquid supply pipe and a small spray hole, an outlet pipe on the side of the liquid supply pipe, a sliding groove in the freezing pipe matching the number and location of ribs, and a sliding groove in the freezing pipe between the sliding groove in each freezing pipe and the outer wall of the liquid supply pipe. There are vertical ribs with adjustable width and size of ribs, which can accurately control the position of the feeding pipe in the freezing pipe. The liquid nitrogen emitted from the spray hole is gasified independently between the ribs. By adjusting the amount of spray liquid, the freezing effect can be controlled at different locations, so that the development range of frozen soil in different directions outside the freezing pipe can be accurately controlled, so as to improve the freezing quality, save the amount of liquid nitrogen and reduce the use of liquid nitrogen. The purpose of reducing freezing time and controlling frost heave is simple in manufacture and good in technological performance.
【技术实现步骤摘要】
一种竖向分仓冻结的液氮冻结器及加工方法
本专利技术涉及一种竖向分仓冻结的液氮冻结器及加工方法,尤其适用于地下工程中的人工冻结
使用的竖向分仓冻结的液氮冻结器。
技术介绍
人工冻结法是利用人工制冷技术,使地层中的水冻结,把天然岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下工程的联系,以便在冻结壁的保护下进行施工。常用的冻结方法有两种,一种是盐水冻结,另一种是液氮冻结,两种方法各有优缺点,在抢险施工中常用液氮快速冻结。用液氮作为冷冻剂可以达到普通冻结难以达到的低温,实现快速冻结的目的。在需要冻结的地层中预先打好钻孔,在钻孔中放入专用冻结器,液氮在专用的冻结器中蒸发,大量带走冻结器周围土层中的热量,使得土层急速冻结,其冻结速度是普通盐水冻结10倍以上。冻结器是液氮冻结过程中的关键部件,其一般由冻结管和布置在冻结管内部的供液管组成,实现液氮和气化后的氮气的循环。由于冻结管内部的供液管尺寸小,在冻结管内部的位置无法准确控制,所以冻结管内部的液氮分布和气化过程控制难度较大,冻结管周围的冻土发展无法精确控制,造成液氮冻结形成的冻结壁均匀性较差。
技术实现思路
本专利技术专利的目的是提供一种竖向分仓冻结的液氮冻结器及加工方法,使冻结管外壁不同位置的效果得到准确的控制,形成的冻土范围合理有效,减少设计范围外不必要的冻土区域,从而达到提高冻结质量,节约液氮使用量,减少冻结时间,控制冻结过程中的冻胀量。为实现上述目的,本专利技术的冻结器由冻结管,包括柱状结构的冻结管,冻结管底部设有尺寸匹配的冻结管底锥,冻结管内轴向设有贯通整个冻结管的供液管,供液管侧壁上设有多个喷液孔,供 ...
【技术保护点】
1.一种竖向分仓冻结的液氮冻结器及加工方法,其特征在于:它包括柱状结构的冻结管(1),冻结管(1)底部设有尺寸匹配的冻结管底锥(7),冻结管(1)内轴向设有贯通整个冻结管(1)的供液管(2),供液管(2)侧壁上设有多个喷液孔(3),供液管(2)底部密封且设有小喷液孔(5),冻结管(1)顶部供液管(2)的一侧设有连同冻结管(1)里外的出气管(9),所述冻结管(1)内壁上轴向设有与肋板(4)数量、位置匹配的冻结管内滑槽(10),每条冻结管内滑槽(10)与供液管(2)外壁之间设有竖向的肋板(4),肋板(4)沿供液管(2)长度方向布置,肋板(4)冻结管内滑槽(10)连接侧边缘变薄处理,与边缘变薄处理,方便肋板(4)插入冻结管内滑槽(10)内,通过多块肋板(4)将冻结管(1)与供液管(2)之间的密封空间分割成大小的分仓,从喷射孔喷液孔(3)喷出的液氮在肋板(4)与肋板(4)之间的分仓区域气化,吸收外部土体的热量,从而使这部分的区域冻结的更加均匀,从而整个冻结管(2)冻得更加均匀。
【技术特征摘要】
1.一种竖向分仓冻结的液氮冻结器及加工方法,其特征在于:它包括柱状结构的冻结管(1),冻结管(1)底部设有尺寸匹配的冻结管底锥(7),冻结管(1)内轴向设有贯通整个冻结管(1)的供液管(2),供液管(2)侧壁上设有多个喷液孔(3),供液管(2)底部密封且设有小喷液孔(5),冻结管(1)顶部供液管(2)的一侧设有连同冻结管(1)里外的出气管(9),所述冻结管(1)内壁上轴向设有与肋板(4)数量、位置匹配的冻结管内滑槽(10),每条冻结管内滑槽(10)与供液管(2)外壁之间设有竖向的肋板(4),肋板(4)沿供液管(2)长度方向布置,肋板(4)冻结管内滑槽(10)连接侧边缘变薄处理,与边缘变薄处理,方便肋板(4)插入冻结管内滑槽(10)内,通过多块肋板(4)将冻结管(1)与供液管(2)之间的密封空间分割成大小的分仓,从喷射孔喷液孔(3)喷出的液氮在肋板(4)与肋板(4)之间的分仓区域气化,吸收外部土体的热量,从而使这部分的区域冻结的更加均匀,从而整个冻结管(2)冻得更加均匀。2.根据权利要求1竖向分仓冻结的液氮冻结器,其特征在于:喷射孔(3)的开孔方式是在竖向肋板(4)与肋板(4)之间的供液管(2)上等间距成列设置,喷射孔(3)的列数与肋板(4)的个数相等。3.根据权利要求1竖向分仓冻结的液氮冻结器,其特征在于:所述的供液管(2)壁上竖向肋板(4)为三块,肋板(4)的宽度可变,根据需要肋板(4)为矩形或者梯形,通过调整三块内板(4)的宽度即可调整调整供液管(2)在冻结管(1)内的位置,同时调节分仓的尺寸,控制冻结管(1)分仓内的液氮气化效果。4.一种使用权利要求1所述竖向分仓冻结的液氮冻结器的使用方法,其特征在于步骤如下第一步,根据实际需要调节供液管(2)壁上竖向肋板(4)的宽度,从而调整供液管(2)在冻结管(1)内的位置;第二步,在供液管(2)一端安...
【专利技术属性】
技术研发人员:石荣剑,王俊,张晓越,盛国田,周泽陵,张梦,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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