[发明专利]一种精准地层冻结器及其运行方法

说明书

本发明公开了一种精准地层冻结器及其运行方法，所述精准地层冻结器包括冻结器头部、冻结器外管、冻结器内全长测温的供液软管及其与配液干管和集液干管连接的管路，所述冻结器头部设置有供液端口、回液端口，其通过高压胶管、阀门和流量计分别连接于配液干管和集液干管；所述冻结器的内部设置有供液软管，其贯穿所述冻结器外管的全长延伸设置；所述供液软管的管壁厚度范围内嵌设有测温组件。所述供液软管的管壁厚度范围内沿着纵向全长嵌设测温组件，所述测温组件包括测温单根双芯线缆和片式测温传感器，可实时测量冻结外管长度范围内的温度变化，高压胶管、控制阀门、流量计作为精准冻结器的一部分，调控流量和制冷量，促进地层冻结工程技术发展。

技术领域

本发明属于地层冻结技术领域，尤其涉及一种精准地层冻结器及其运行方法。

背景技术

目前现行的人工地层冻结法施工中，冻结温度场和冻结壁发展的监控主要通过在地层中设置测温孔中的温度检测来实现，在测温孔内布设测温传感器，通过几个测温孔获得的温度数据来判断全场的温度情况，推算冻结壁发展。因此，通过有限个测温孔输出数据，难免有“一孔之见”的弊端，不能反映整体的地层冻结情况。

此外，测温孔内传感器设置点位固定，由其监测温度场状态难以纵观全局；纵向测温方法需要停止冻结一段时间后依次测量各冻结器内盐水温度，操作过程繁琐，工人劳动量大。

冻结器是与地层冻结热交换的关键部件，冻结器容易发生短路、断路等不正常情况，也时常受到地下快速水流的干扰等等。因此需要实时地监控各个冻结器在运行过程的全长温度分布情况，克服“一孔之见”导致的地层冻结温度场监测盲点，提高地层冻结技术的可靠性。

另一种冻结器测温方法是冻结器内纵向测温，即通过在冻结器内下放单点温度传感器来进行人工测量管内盐水温度。但测温线缆通常为人工现场制作，由于手工制作质量的随机性，难以保证整根测温线缆采集温度信号的完整性。

因此，亟需设计一种精准地层冻结器及其运行方法，解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的是至少一定程度上解决现有技术中存在的部分技术问题，提供的一种精准地层冻结器及其运行方法，应用于地铁隧道、竖井地层冻结等土木工程的监控，其结构合理，使用稳定，实现冻结器实时、全长温度测试，精确控制冻结器的供冷量，达到整体上控制冻结工程运行的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种精准地层冻结器，其包括冻结器头部、冻结器外管、冻结器内全长测温的供液软管及其与配液干管和集液干管连接的管路，所述冻结器头部设置有供液端口、回液端口，其通过高压胶管、阀门和流量计分别连接于配液干管和集液干管；所述冻结器的内部设置有供液软管，其贯穿所述冻结器外管的全长延伸设置；所述供液软管的管壁厚度范围内嵌设有测温组件。

作为优选实施例，所述测温组件是基于一线总线多点进行测温，其由双芯测温线缆和全长间隔分布的片式DS18B20测温传感器组成，所述测温传感器沿所述测温线缆引出冻结器头部后，通过采集器，以有线或无线方式传递冻结外管长度范围内的温度变化数字信号。

作为优选实施例，所述配液干管与冻结器头部的供液端口之间的高压胶管上设置流量计和配液控制阀。

作为优选实施例，所述测温传感器为片式数字测温传感器，相邻测温传感器的间距不小于200mm。

作为优选实施例，所述供液软管为低温PVC软管，供液软管挤出成型时，所述测温组件镶嵌于管壁的内侧。

作为优选实施例，冻结器头部与配液干管之间的流量计为便于工程巡检、可拆卸式或即时可插入的流量计。

作为优选实施例，所述集液干管与冻结器头部的回液端口之间的高压胶管上设置集液控制阀，其为手动控制或电动控制。

并且，本发明还公开了一种精准地层冻结器的运行方法，使用上面所述的精准地层冻结器进行间断测试。