[发明专利]一种双向加强冻结装置及工作方法

权利要求书

1.一种双向加强冻结装置，其特征在于：它包括盘状螺旋形盘管（2），螺旋形盘管（2）的管路上下两侧都设有钢板（1），螺旋形盘管（2）下方穿过钢板（1）垂直设有多根直冻结管（3），直冻结管（3）端部密封设置有锥形结构（4），直冻结管（3）与螺旋形盘管（2）通过流入冻结管（7）和流出冻结管（8）内部导通连接，螺旋形盘管（2）上方的钢板（1）表面设有保温层、并分别开有与螺旋形盘管（2）内部首尾连通的冷媒输入管口（5）和冷媒输出管口（6），其中冷媒输入管口（5）与螺旋形盘管（2）圆心端连接，冷媒输出管口（6）与螺旋形盘管（2）最外侧端连接；上下钢板（1）内部的螺旋形盘管（2）与多根直冻结管（3）之间形成的所有垂直冻结管的串联连接方式，当低温冷媒通过直冻结管（3）的流入冻结管（7）进入直冻结管（3）直至底部进行热交换，释冷后的冷媒温度升高后与后续加入的低温冷媒自动产生位置交替再通过直冻结管（3）进入流出冻结管（8），最终沿螺旋形盘管（2）的路径继续流动，依照此流通路径，低温冷媒流经整个螺旋形盘管（2）和所有直冻结管（3）后，最终从冷媒输出管口（6）中流出，完成冻结过程并在待冻结的软弱地层或者冻结壁形成立体式的冻结壁。

2.根据权利要求1所述的双向加强冻结装置，其特征在于：所述螺旋形盘管（2）的螺旋管间距以及直冻结管（3）的布置位置、数量、直径和长度根据工程需求进行调整，其中直冻结管（3）为五个并均匀分布在整个冻结装置的平面内，以提高垂直冻结的速度和均匀性。

3.一种使用权利要求1所述双向加强冻结装置的冻结方法，其特征在于步骤如下：

a将双向加强冻结装置的直冻结管（3）插入待冻结的软弱地层或者冻结壁的薄弱位置，直至螺旋形盘管（2）下端的钢板（1）紧贴 软弱地层或者冻结壁表面从而固定双向加强冻结装置；

b从冷媒输入管口（5）加压注入低温冷媒，低温冷媒在螺旋形盘管（2）中沿螺旋路径流动，最终从冷媒输出管口（6）中流出，当低温冷媒流经直冻结管（3）时，通过直冻结管（3）的流入冻结管（7）进入直冻结管（3）直至底部进行热交换，释冷后的冷媒温度升高后与后续加入的低温冷媒自动产生位置交替再通过直冻结管（3）进入流出冻结管（8），最终沿螺旋形盘管（2）的路径继续流动，依照此流通路径，低温冷媒流经整个螺旋形盘管（2）和所有直冻结管（3）后，最终从冷媒输出管口（6）中流出，完成冻结过程并在待冻结的软弱地层或者冻结壁形成立体式的冻结壁，从而快速提升软弱地层或者冻结壁薄弱位置的强度，在改良后地层的维护作用下，进行开挖施工；

c 冻结结束后，直接将双向加强冻结装置拔出，清理后供其它冻结工程重复使用。