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原文传递一种竖向分仓冻结的液氮冻结器及加工方法

专利名称：	一种竖向分仓冻结的液氮冻结器及加工方法
摘要：	一种竖向分仓的液氮冻结器及使用方法，适用于地下工程中的人工冻结技术领域。包括柱状结构的冻结管，冻结管底部设有冻结管底锥，冻结管内设有供液管，供液管侧壁上设有多个喷液孔，供液管底部密封且设有小喷液孔，供液管一侧设有出气管，冻结管内壁设有与肋板数量、位置匹配的冻结管内滑槽，每条冻结管内滑槽与供液管外壁之间设有竖向的肋板，肋板宽度尺寸可调，可以精确控制供液管在冻结管内的位置，从喷液孔喷出的液氮在肋板间独立气化，通过调节喷液量就可以控制不同位置的冻结效果，使冻结管外部不同方位的冻土发展范围得到精确控制，实现提高冻结质量，节约液氮使用量，减少冻结时间，控制冻胀量的目的，而且制作简单、工艺性能好。
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：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910093939.X
公开号：	CN109763481A
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)一端安装封堵(5)，将肋板(4)安装在供液管(2)上，以设有封堵(5)为头部将设有肋板(4)的供液管(2)沿着冻结管(1)内的滑槽(10)滑入冻结管内，在冻结管(1)下方密封安装下密封板(6)，下密封板(6)安装冻结管底锥(7)，在上密封板(8)与供液管(2)匹配处开孔、并在供液管(2)一侧开通气孔，将上密封板(8)密封安装在冻结管(1)上方，再通气孔中安装固定出气管(9)；第三步，以供液管(2)安装有冻结管底锥(7)的一端为头部设置在需要冷冻的土层区域，当进行冻结时，将液氮通入供液管(2)液氮通过沿供液管(2)上的多个喷液孔(3)喷出，通过多个喷液孔(3)喷出形式使液氮在肋板(4)之间气化，气体最终从出气管(9)排出，如此循环等待周围土体冻结。 5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于：通过调节供液管(2)壁上竖向肋板(4)的宽度，从而调整供液管(2)在冻结管(1)内的位置的调整方法为：当预设冻结管(1)的左侧土体强度高含水率小，冻结管(1)的右侧是砂层，含水率大时，在实际冻结时就需要右侧冻结的厚度左侧冻结的厚度，此时在冻结管(1)左右两侧设置的喷液孔(3)数量和喷射孔的大小与冰层冻结需要匹配设置，即供液管(2)右侧布置的喷液孔(3)多于左侧，而此时左侧的肋板(4)设置的宽度大于右侧肋板(4)的宽度，此时冻结管(1)内空间中右侧液氮的容量大于左侧液氮的容量，所以冻结时冻结的厚度右侧比左侧大。 6.根据权利要求4或5所述的使用方法，其特征在于：在供液管(2)上设置的喷液孔(3)开孔为等间距的从上往下开孔，或者为不等间距的从上往下距离依次增大，或者为是从上往下锯齿状形开孔，液氮的注射量为：通-100度，-160度，-200度的，由于地下土纵向和横向分布是不均匀的，土体的含水率也不一样，通过调整供液管(2)上设置的肋板(4)位置以及宽度可以使土体冻结更均匀。
所属类别：	发明专利