用于水平冻结法加固土体的冷冻机组的制作方法
【专利摘要】一种用于水平冻结法加固土体的冷冻机组。其中盐水循环系统包括盐水箱、加固土体内管线、加固土体外管线以及盐水泵；清水循环系统包括清水池、冷却塔、清水泵、清水循环管路；盐水循环系统的加固土体外管线连接蒸发器，清水循环系统的清水循环管路连接冷凝器；制冷剂在压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器之间依次循环流动，清水由清水泵驱动在清水池、清水循环管路、冷却塔之间依次循环流动并在冷凝器处与制冷剂热交换，吸取制冷剂传递的热量，并在冷却塔处散热；盐水由盐水泵驱动在盐水箱、加固土体内管线、加固土体外管线之间流动，并在加固土体内管线处吸取土体的热量，并在蒸发器处将热量传递给制冷剂。
【专利说明】用于水平冻结法加固土体的冷冻机组
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及土体加固系统，尤其涉及用于水平冻结法加固土体的冷冻机组。
【背景技术】
[0002]目前在工程场地盾构进出洞前土体的加固方法有:深层搅拌桩法、降水法、注浆法以及冻结法。考虑到施工技术便利、经济、加固效果，常采用水泥搅拌桩并辅助旋喷桩法以及冻结法来加固土地，但是采用水泥搅拌桩对土基、环境的破坏较大，场地材料垃圾较多，加固的土体可预性不确定，冻结法由煤炭行业引进在最近几年得到广泛的应用，然而目前冷冻机组存在构造复杂，成本较高的问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种用于水平冻结法加固土体的冷冻机组。
[0004]为实现所述目的，本实用新型提供一种用于水平冻结法加固土体的冷冻机组，其特点是，包括制冷循环系统、清水循环系统以及盐水循环系统，制冷循环系统包括压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器；盐水循环系统包括盐水箱、加固土体内管线、加固土体外管线以及盐水泵；清水循环系统包括清水池、冷却塔、清水泵、清水循环管路；盐水循环系统的加固土体外管线连接蒸发器，清水循环系统的清水循环管路连接冷凝器；制冷剂在压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器之间依次循环流动，清水由清水泵驱动在清水池、清水循环管路、冷却塔之间依次循环流动并在冷凝器处与制冷剂热交换，吸取制冷剂传递的热量，并在冷却塔处散热；盐水由盐水泵驱动在盐水箱、加固土体内管线、加固土体外管线之间流动，并在加固土体内管线处吸取土体的热量，并在蒸发器处将热量传递给制冷剂。
[0005]所述的冷冻机组，其进一步的特点是，所述加固土体内管线包括并列的多根管路，该多根管路由加固土体外管线的同一根管路供应盐水，并且该多根管路的盐水输出到加固土体外管线的同一根管路。
[0006]所述的冷冻机组，其进一步的特点是，所述加固土体内管线以无缝钢管作为冻结管。
[0007]所述的冷冻机组，其进一步的特点是，盐水箱中配置有比重为1.265至1.267的盐水。
[0008]所述的冷冻机组，其进一步的特点是，所述清水循环管路也是无缝钢管。
[0009]随着我国轨道交通枢纽工程的全面展开，面对各个城市地质条件的复杂性，管线排序的无序行、施工区域地面无作业环境，水平冻结法加固土体在软弱土层得到了广泛应用，本实用新型的构造简单，容易实现，可以降低冷冻机组的成本，可以使冻结法加固土体进一步得到推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中:
[0011]图1为本实用新型一个实施例的用于水平冻结法加固土体的冷冻机组的工作原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
[0013]如图1所示，制冷循环系统I包括压缩机11、冷凝器13、节流装置14以及蒸发器12，制冷剂(例如液氮)依次经过压缩机11、冷凝器13、节流装置14以及蒸发器12，循环流动。制冷循环系统I内制冷剂的低压蒸汽被压缩机11吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器13,同时在清水循环系统3内循环流动的清水从冷凝器13的另一侧流走,带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体，高压液体经过节流装置14后喷入蒸发器12，并在相应的低压下蒸发，同时在盐水循环系统中流动的盐水从蒸发器12的另一侧流过，盐水的热量由蒸发器12内流动的制冷剂吸取。如此制冷剂不断循环流动，达到将加固土体的热量传递到清水循环系统，并最终在冷却塔32处向周围环境散热的目的。
[0014]清水循环系统3包括冷却塔32、清水池31、清水泵33、清水循环管路35，在清水循环管路35中还可以设置清水总阀34，另外在较佳的实施例中，还可以设置备用清水泵33A。清水一般是指没有添加物的河水、自来水、湖水、井水，都可以。清水在清水泵33A的驱动下，借助于清水循环管路35在冷却塔32、清水池31以及冷凝器13 (清水侧)之间依次循环流动。在冷凝器13处吸取制冷剂的热量，在冷却塔32处散发热量，散热方式可以是风冷。经冷却塔32冷却的清水流入到清水池31中。
[0015]盐水循环系统2包括盐水箱21、盐水循环管路27、盐水泵22。盐水循环管路27包括加固土体内管线24A和加固土体外管线24B，盐水在盐水泵22的作用下从盐水箱21中依次流经盐水进水阀门25、加固土体内管线24A、盐水回水阀门26最后沿着加固土体外管线24B回流到盐水箱21内，回流途中会经过蒸发器12，将热量传递给蒸发器12的另一侧的制冷剂，以使制冷剂被蒸发。盐水在加固土体内管线24A中与加固土体进行热交换，吸取土体的热量，以使土体成为冻土，积极冻结(积极冻结时一般为7天达到-18°C以下，15天达到_24°C以下)，加固40?45天时冻土帷幕平均温度可以达到-10°C以下，冻结壁平均厚度可以达到1800_以上，此时盐水循环进、回管路盐水温差2°C以下
[0016]如图1所示，通过加固土体内管线24B的一根管路向多根并列设置的加固土体内管路提供盐水，并且并列的加固土体内管路回流到一根加固土体外的管路，这样对每一处热量的吸取量差不多，达到均匀冻结的效果。
[0017]在较佳的实施例中，在盐水循环系统中还可以设置备用盐水泵22A。
[0018]加固土体内管线24A可以直接采用Φ89*8πιπι无缝钢管作为冻结管，同样清水循环管路也可以直接采用Φ 133*4.5mm无缝钢管。
[0019]在前述实施例中，无论盐水循环系统2、制冷循环系统I以及清水循环系统3都可以借助于已有的市售产品组合而成，因此不存在技术难度，并且成本较低，但是经过发明人的实践，其同样可以起到实现冷冻加固的目的。
[0020]本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。
【权利要求】
1.用于水平冻结法加固土体的冷冻机组，其特征在于，包括制冷循环系统、清水循环系统以及盐水循环系统，制冷循环系统包括压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器；盐水循环系统包括盐水箱、加固土体内管线、加固土体外管线以及盐水泵；清水循环系统包括清水池、冷却塔、清水泵、清水循环管路；盐水循环系统的加固土体外管线连接蒸发器，清水循环系统的清水循环管路连接冷凝器；制冷剂在压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器之间依次循环流动，清水由清水泵驱动在清水池、清水循环管路、冷却塔之间依次循环流动并在冷凝器处与制冷剂热交换，吸取制冷剂传递的热量，并在冷却塔处散热；盐水由盐水泵驱动在盐水箱、加固土体内管线、加固土体外管线之间流动，并在加固土体内管线处吸取土体的热量，并在蒸发器处将热量传递给制冷剂。
2.如权利要求1所述的冷冻机组，其特征在于，所述加固土体内管线包括并列的多根管路，该多根管路由加固土体外管线的同一根管路供应盐水，并且该多根管路的盐水输出到加固土体外管线的同一根管路。
3.如权利要求1所述的冷冻机组，其特征在于，所述加固土体内管线以无缝钢管作为冻结管。
4.如权利要求1所述的冷冻机组，其特征在于，盐水箱中配置有比重为1.265至1.267的盐水。
5.如权利要求1所述的冷冻机组，其特征在于，所述清水循环管路也是无缝钢管。
【文档编号】E02D3/115GK204000835SQ201420283829
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】俞海波, 朱飞, 王海维, 张琦, 顾小岗, 吴超 申请人:宏润建设集团股份有限公司