专利名称：液氮冻结器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地下工程施工过程中所用的冻结器，特别是一种液氮冻结
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背景技术对于地下工程施工软土地层加固过程中，在进行基坑开挖、地铁盾构进、出洞等施 工时，采用传统的地基加固方法加固的地层经检查没有完全封住水，还要再次应用冻结法 以确保封水效果，或者直接用冻结法加固地层。冻结法最大的技术优势是冻土帷幕发展均勻，能够保证封水效果，且冻土强度高。 因此冻结法在城市软土地层加固中取得了广泛应用。在冻结法中液氮冻结技术以冻结速度 快、大幅度缩短工期的优势凸现出来。但目前在以液氮为冷冻循环介质的液氮冻结技术应 用过程中，供液管只有底部有液氮出口，则冻结管周围的冻结园柱体出现孔口端较细、末端 较粗的现象，单个冻结管的沿轴向的两端的冻结柱体直径差别较大，根据实验，在1米长的 冻结圆柱体上，末端直径可达开口端直径的3倍，从而冻土帷幕的平均温度值相差较大，冻 结体周围的土层即冻结帷幕柱体冻结不均勻，不但浪费大量氮气，使成本增加，而且导致冻 结工期延长
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的供液管供液分布不均 勻致使冻结体周围的土层冻结不均勻从而浪费氮气、冻结时间延长的问题，而提供一种液 氮冻结器，该液氮冻结器具有能形成均勻冻结柱体且节省氮气、节约成本、缩短工期的特
点ο本实用新型解决其问题可通过如下技术方案来达到该液氮冻结器包括顶部有密 封板的冻结管，穿过密封板置入冻结管的供液管及排气管，供液管底端距离冻结管底部有 距离，所述的冻结管内的供液管上螺旋线方向上轴向每200-900mm均布透气孔。所述的透气孔直径为3mm-8mm ；所述的供液管底端出口端接有带透气孔的封板；所述的供液管底端距离冻结管底部100-200mm ；所述的供液管及冻结管为低碳钢无缝钢管或不锈钢无缝钢管。本实用新型与上述背景技术相比较可具有如下有益效果该液氮冻结器供液管螺 旋线方向上轴向每200-900mm均布透气孔，相邻透气孔之夹角为45°，供液管底端设透气 孔，使液氮气液混合体均勻通过透气孔溢出，液氮在冻结区间内能够均勻合理分配，单孔的 冻土圆柱体的直径头部和末端的直径差相对减少，在每米长度的冻结圆柱体上，尾部和头 部直径差降到2倍以下，冻土发展速度均勻一致，以最少最合理的液氮用量快速达到最佳 冻结效果，使冻结帷幕厚度及冻土平均温度达到设计要求，缩短冻结工期，减少氮气用量， 降低成本。
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附图1是本实用新型的结构示意图；(图中N面处为开始冻结位置，M与N面间为 局部冻结区)附图2是图1中供液管沿轴向剖开后展开图。图中1-排气管，2-密封板，3-供液管，4-透气孔，5-冻结管，6_封板。
具体实施方式
以下结合附图将对实用新型作进一步说明如附图1所示，该液氮冻结器包括顶部有密封板2的冻结管5，供液管3及排气管 1通过密封板2置入冻结管5内，所述排气管1在冻结管5内的长度根据冻结深度而定，排 气管1出口端(图IN面)距离冻结管5底部(图IM面)的距离即是待冻结地层深度；供 液管3底端距离冻结管5底部100-200mm，以保证冻结管底部氮气流通；如图2所示，冻结管 5内的供液管3上螺旋线方向上轴向每200-900mm均布透气孔，冻结法加固时可以采用垂直 或水平冻结孔，在采用垂直冻结孔时，一般考虑局部冻结，即所述的供液管3轴向上的透气 孔4从设计冻结深度处开始布置，实现局部冻结，可以有效地节约氮气，节约成本；透气孔4 直径为3mm-8mm ；所述的供液管3出口端接有带透气孔的封板6，封板6上的透气孔为1 3个；供液管3及冻结管5为20#低碳钢无缝钢管或不锈钢无缝钢管。该液氮冻结器工作过程为液氮在一定压力下由供液管3上螺旋线方向上轴向均 布的透气孔4流入冻结管5内，使液氮在冻结管内同时从四周全方位均勻扩散，蒸发吸收 热量，从而冻结管壁能够保持均勻的低温，使所需冻结区域冻结均勻，能够迅速达到设计要 求，液氮在冻结管内蒸发后变成气态氮或气液混合物由排气管1排出。冻结管5内的供液管3螺旋线方向上轴向每200-900mm均勻分布若干透气孔，透 气孔的孔径随供液管管径的大小不同而改变，供液管管径大，相应透气孔的直径也大，一般 情况透气孔直径为3mm-8mm;液氮气液混合体均勻通过透气孔溢出，液氮在冻结区间内能 够均勻合理分配，相对减少了单孔的冻土圆柱体的直径头部和末端的直径差，在每米长度 的冻结圆柱体上，尾部和头部直径差降到2倍以下，冻土发展速度均勻一致，以最少最合理 的液氮用量快速达到最佳冻结效果，使冻结帷幕厚度及冻土平均温度达到设计要求，减少 氮气用量、降低冻结成本、缩短工期。
权利要求一种液氮冻结器，包括顶部有密封板(2)的冻结管(5)，穿过密封板(2)置入冻结管(5)的供液管(3)及排气管(1)，供液管(3)底端距离冻结管(5)底部有距离，其特征在于所述的冻结管(5)内的供液管(3)上螺旋线上轴向每200 900mm均布透气孔(4)。
2.根据权利要求1所述的液氮冻结器，其特征在于所述的透气孔(4)直径为 3mm-8mm0
3.根据权利要求1所述的液氮冻结器，其特征在于所述的供液管(3)底端出口端接 有带透气孔的封板(6)。
4.根据权利要求1或3所述的液氮冻结器，其特征在于所述的供液管(3)底端距离 冻结管(5)底部100-200mm。
5.根据权利要求1所述的液氮冻结器，其特征在于所述的供液管(3)及冻结管(5)为 低碳钢无缝钢管或不锈钢无缝钢管。
专利摘要本实用新型涉及一种液氮冻结器。主要解决了现有技术中存在的供液管供液分布不均匀致使冻结体周围的土层冻结不均匀从而浪费氮气、冻结时间延长的问题。其特征在于所述的冻结管(5)内的供液管(3)上螺旋线上轴向每200-900mm均布透气孔(4)。该液氮冻结器具有能形成均匀冻结柱体且节省氮气、节约成本、缩短工期的特点。
文档编号E02D3/115GK201649065SQ20102019001
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者周兴旺, 徐兵壮, 李方政, 李长忠, 杨春满, 王胜利, 郭垒, 韩圣铭, 韩玉福 申请人:北京中煤矿山工程有限公司