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原文传递一种冻结管上带有隔板的液氮冻结器及施工方法

专利名称：	一种冻结管上带有隔板的液氮冻结器及施工方法
摘要：	一种冻结管上带隔板的液氮冻结器及施工方法，快速抢险冻结法施工中对冻结段土体进行封水加固使用。由冻结管接头、供液管和出气管构成，冻结管接头由两段冻结管和环形隔板焊接而成，在隔板内缘间隔布置可变形的弹性支座，保证供液管处于冻结管的中心。在需要冻结的分区范围内的供液管上开喷液孔，喷出的液氮在隔板之间的空间内气化吸热制冷，从而在冻结管外形成冻结壁。而在不需要冻结范围内供液管上不开孔，下部气化后的氮气沿供液管和隔板与隔板之间的环形空间内排出，从而实现在冻结深度范围上不同位置的间隔冻结，形成施工需要的冻结壁。该冻结管施工方法简单，可以节约液氮使用量，减少冻胀量，满足特殊施工要求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	石荣剑;王俊;张晓越;盛国田;周泽陵;张梦
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910093943.6
公开号：	CN109826182A
代理机构：	南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	李悦声
分类号：	E02D3/115(2006.01);E;E02;E02D;E02D3
申请人地址：	221116 江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院
主权项：	1.一种冻结管上带隔板的液氮冻结管，其特征在于：它包括柱状结构且两端密封的冻结管(1)，冻结管(1)顶部设有上密封板(8)，底部设有下密封板(6)，冻结管(1)的圆心中设有穿过上密封板(8)并贯穿冻结管(1)的供液管(2)，供液管(2)底部设有封堵(5)、顶部从上密封板(8)上方伸出，冻结管(1)底部设有冻结管底锥(7)，冻结管(1)顶部供液管(2)一侧的上密封板(8)上设有联通冻结管(1)里外的出气管(9)，供液管(2)上设置有多个将冻结管(1)分割为多个空间的隔板(4)，其中隔板(4)的位置根据需要设置，通过调整隔板(4)的位置从而调整分割冻结管(1)内部空间的大小，所述隔板(4)为环状结构，隔板(4)外侧与冻结管(1)内壁固定，隔板(4)内侧与供液管(2)之间留有间隙，间隙中间隔设有多个弹簧支座(10)，供液管(2)侧面设有多个喷液孔(3)，便于液氮从喷液孔(3)中喷出，并在隔板(4)之间的空间内气化后，气体沿隔板(4)与冻结管(1)之间的间隙向上运动，最后由出气管(9)排出。 2.根据权利要求1所述的冻结管带隔板的液氮冻结器，其特征在于：所述设置在供液管(2)上的喷液孔(3)数量和尺寸，等间距排列或者锯齿状间距的开孔方式，根据实际土层的情况和冻结时间等来设定的，在供液管(2)插入冻结管(1)过程中，弹性支座(10)在弹簧的作用下发生变形，方便供液管(2)的插入施工，同时能够保证供液管(2)位于冻结管(1)中心，使供液管(2)周围的液氮在隔板与隔板之间形成环形空间，液氮在隔板与隔板之间环形空间气化的效果相差不大。 3.根据权利要求1所述的冻结管带隔板的液氮冻结器，其特征在于：所述冻结管(1)由多个圆筒相互焊接构成，圆筒的数量根据实际加工需要设置。 4.一种使用上述权利要求所述的冻结管上带隔板的液氮冻结器的施工方法，其特征在于步骤为；第一步，根据实际施工的需要，测量需要冰冻底层的深度范围，根据测量情况沿着冻结管(1)方向在需要开孔的地方开设喷射孔(3)，不需要冻结的位置不用开喷射孔(3)，第二部，在隔板(4)的内边缘处焊接五个弹簧支座(10)，将隔板(4)设置在两个构成冻结管(1)的圆筒之间焊接在一起形成一个冻结管单元，根据实际情况中需要的冻结深度，将多个冻结管单元前后组合在一起即可形成不同隔板间隔的液氮冻结管(1)；第三步，使用封堵(5)将供液管(2)一端堵住，以设有封堵(5)的一端作为头部将供液管(2)顺着隔板(4)上的弹簧支座(10)插入冻结管(1)内，在冻结管(1)的底部安装下密封板(6)并在下密封板(6)上安装冻结管底锥(7)，在上密封板(8)的圆心处开一个与供液管(2)尺寸匹配的供液管孔洞，使供液管(2)未被封堵的一端从上密封板(8)伸出，在供液管孔洞一侧开一个与出气管(9)匹配的出气管孔洞，在出气管孔洞插入出气管(9)；第四步，当进行冻结时，将液氮注入供液管(2)，液氮通过供液管(2)上的喷液孔(3)喷出，通过多孔喷出形式使液氮在隔板(4)之间气化，气体沿隔板(4)与供液管(2)之间的间隙排出，最后气体从出气管(9)排出。 5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于：利用隔板(4)将冻结管进行分块，隔板(4)的间距、开孔的数量和位置，液氮的射入量，从而液氮在隔板内气化，产生比较均匀的冻结效果，而在不需要冻结的层位，供液管壁上不开孔，下部排出的氮气沿隔板与供液管之间的环形空间排出，液氮不会进入没有开设喷液孔(3)的隔板(4)间的空间内，由于制冷主要通过液氮的液气转换从而吸收周围土层的热量，因此，气化后的氮气从环形空间通过未开有喷射孔(3)的冰冻管(1)区域并不会产生制冷效果，因此限制了冷量的向外传递，从而在该深度范围不会冻结。
所属类别：	发明专利