CN108332001A - 一种内置光纤的保温管接头结构及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及保温管技术领域，具体涉及一种内置光纤的保温管接头结构，包括：一对相向设置的管本体，包括由内向外套设的内管(3)、保温层(4)和外护管(5)，一对内管(3)的端部相互对接，且每一内管(3)的端部均超出相应保温层(4)和外护管(5)的端部设置；至少一对内置光纤的光纤套管(1)，分别设置在一对保温层(4)中，且端部延伸出保温层(4)，一对保温管的光纤套管(1)通过连接组件(2)连接。本发明还涉及一种加工内置光纤的保温管接头结构的方法。本发明提供了一种对接的连接处的机械强度高，耐温性和耐腐蚀性良好，光纤熔接接头的使用量较少，光纤信号质量好的内置光纤的保温管接头结构及加工方法。

Description

一种内置光纤的保温管接头结构及加工方法

技术领域

本发明涉及保温管技术领域，具体涉及一种内置光纤的保温管接头结构及加工方法。

背景技术

预制保温管是我国冬季供暖区域使用的热水管道，其在运行过程中发生泄漏时，不管是介质管内漏，还是外护管外漏，都会引起泄漏位置管道及周边环境温度的剧烈变化。另外，管道在长时间运行过程中，由环境、施工、运行等原因导致的预制保温失效，都会引起保温失效位置管道及周边环境温度的缓慢变化。以上的管道及周边环境的温度变化信息，可以为管道运行状态的在线监测及故障排查提供充足的信息。

为此，中国专利文献CN206300012U公开了一种保温管，包括：内管和保温层，保温层紧密地套设于内管外，保温层的内部含有能够测温的光纤，保温层内设置有至少一根穿线管，光纤设置于穿线管内，穿线管的轴线平行于内管的轴线，利用光纤本身对温度敏感的特性，可以及时发现并确定渗漏点位。但是对于在施工过程中，如何将相邻两根内置光纤的保温管有效连接，在尽量减少光纤熔接接头的使用量的基础上，同时保证连接位置的机械强度、耐温性和耐腐蚀性，该专利文献中并没有公开。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的内置光纤的两根保温管在对接的连接处的机械强度、耐温性和耐腐蚀性均较差，光纤熔接接头的使用量较多，光纤信号衰减严重的缺陷，从而提供一种对接的连接处的机械强度高，耐温性和耐腐蚀性良好，光纤熔接接头的使用量较少，光纤信号质量好的内置光纤的保温管接头结构及加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种内置光纤的保温管接头结构，包括：

一对相向设置的管本体，所述管本体包括由内向外依次套设的内管、保温层和外护管，一对所述内管的端部相互对接，且每一所述内管的端部均超出相应所述保温层和外护管的端部设置；

至少一对内置光纤的光纤套管，分别设置在一对所述保温层中，且端部延伸出所述保温层，一对所述保温管的光纤套管通过连接组件连接。

所述的内置光纤的保温管接头结构，一对所述管本体的光纤套管通过连接组件弹性连接。

所述的内置光纤的保温管接头结构，所述连接组件为具有刚性补强结构的耐高温耐腐蚀连接管。

所述的内置光纤的保温管接头结构，在所述连接组件和所述内管的外壁之间设置有用于将所述连接组件固定在远离所述内管的预定位置的支撑件。

所述的内置光纤的保温管接头结构，所述光纤套管设置在所述保温层的靠近外护管的一侧，且所述光纤套管为刚性耐高温防腐材质。

所述的内置光纤的保温管接头结构，所述光纤套管预埋在所述保温层中，端部延伸出所述保温层5-20cm。

所述的内置光纤的保温管接头结构，所述连接组件的端部套设在所述光纤套管上，在所述连接组件和所述光纤套管的连接处还设置有用于将二者固定的固定件。

本发明还提供了一种加工所述的内置光纤的保温管接头结构的方法，包括：

将预制成型的内管和外护管套设连接，再在所述内管和所述外护管套设形成的空腔内填充保温材料，形成保温层，在所述保温层预制成型的同时预埋光纤套管，且所述光纤套管的端部延伸出所述保温层；将一对所述保温管的内管端部相互对接，然后将一对所述保温管的光纤套管通过连接组件连接；当若干所述保温管完成预定长度的接头结构的施工后，最后在所述光纤套管内装入光纤。

所述的加工内置光纤的保温管接头结构的方法，先在所述连接组件与所述内管的外壁之间设置支撑件，以将所述连接组件固定在远离所述内管的预定位置处，然后在所述外护管的外周设置套袖管，最后在所述套袖管和所述内管之间填充保温材料。

所述的加工内置光纤的保温管接头结构的方法，还包括在所述连接组件和所述光纤套管的连接处设置用于将二者固定的固定件的步骤。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的内置光纤的保温管接头结构，一对相向设置的管本体通过预设在保温层中的光纤套管以及设置在光纤套管上的连接组件实现有效连接，光纤套管和连接组件的设置对内部的光纤起到一定的保护隔离作用，保证了一对管本体在对接的连接处的机械强度、气密性、耐温性和耐腐蚀性，同时减少了光纤熔接接头的使用量，提高了光纤信号的质量，进而保证了温度、应力、应变和振动监测的准确性。

2.本发明提供的内置光纤的保温管接头结构，一对所述保温管的光纤套管通过连接组件弹性连接，在保温管焊接时，即使进行小幅度的旋转以便于对口焊接，连接组件的安装也不会受到影响。

3.本发明提供的内置光纤的保温管接头结构，所述连接组件为具有刚性补强结构的耐高温耐腐蚀连接管，不仅保证了连接组件具有一定的强度，还使连接组件可根据需要进行弯曲，而且降低了施工难度，提高了施工效率，改善了施工质量。

4.本发明提供的内置光纤的保温管接头结构，连接组件和内管的外壁之间支撑件的设置，可以确保连接组件与内管的间距维持在预定范围内，确保光纤测量数据的准确性。

5.本发明提供的内置光纤的保温管接头结构，在所述连接组件和所述光纤套管的连接处还设置有用于将二者固定的固定件，从而将连接组件紧固在光纤套管上，并将缝隙填实，保证了光纤套管的气密性。

本发明提供的加工内置光纤的保温管接头结构的方法，在将一对管本体的内管端部相互对接后，将一对保温管的光纤套管通过连接组件连接，当若干保温管完成预定长度的接头结构的施工后，最后在光纤套管内装入光纤。这样不仅便于光纤的装入，还同时保证了一对管本体在连接处的机械强度、耐温性和耐腐蚀性，确保了保温管各个部分的密封性能，减少了光纤熔接接头的使用量，提高了光纤信号的质量，进而保证了监测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的内置光纤的保温管接头结构的示意图；

图2为本发明提供的内置光纤的保温管接头结构在未焊接前的示意图；

图3为本发明提供的内置光纤的保温管接头结构在安装套袖光后的示意图。

附图标记说明：

1-光纤套管；2-连接组件；3-内管；4-保温层；5-外护管；6-固定件；7-支撑件；8-套袖管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-3所示的内置光纤的保温管接头结构的一种具体实施方式，包括一对相向设置的管本体和一对内置光纤的光纤套管1，一对所述管本体的光纤套管1通过连接组件2连接。所述管本体包括由内向外套设的内管3、保温层4和外护管5，内管3为钢管，保温层4为聚氨酯保温层，外护管5为PE外护管，光纤套管1为不锈钢套管，满足最高140℃的耐温及防腐要求，并在保温管道泄漏后造成的高温高湿环境中能够稳定工作，待保温管道完成修复后，光纤及光纤套管能继续使用；一对所述内管3的端部相互对接，可以通过焊接固定，且每一所述内管3的端部均超出相应所述保温层4和外护管5的端部设置，即内管3的端部外露于保温层4和外护管5的端部；一对光纤套管1分别设置在一对所述保温层4中，且端部延伸出所述保温层4，光纤套管1的轴线平行于保温管的轴向，以便于光纤的装入，光纤可以采用气吹施工方法装入光纤套管1中。

作为一种具体的实施方式，一对所述管本体的光纤套管1通过连接组件2弹性连接。具体地，所述连接组件2为具有刚性补强结构的耐高温耐腐蚀连接管。所述连接组件2的端部套设在所述光纤套管1上，在所述连接组件2和所述光纤套管1的连接处还设置有用于将二者固定的固定件6。保温管在进行焊接时，根据焊接要求，会进行小幅旋转以使焊缝错开，以此来确保焊接质量。因此安装在保温管上的不锈钢套管也会出现错位的情况，这样使得使用硬质套管来进行保温管接头位置的连接的效果变得不理想，因此本实施例使用含有钢丝补强结构的塑料软管，可以在保证强度的前提下，降低施工难度，提高施工效率，改善施工质量。塑料软管的内径略大于光纤套管1的外径，以便于套设在光纤套管1的外部。为了提高塑料软管与光纤套管1连接的牢固性，在二者的套设位置外围安装卡箍，实现进一步固定并密封，从而确保接头结构在发泡过程中发泡料不会倒灌入塑料软管所包含的腔体中。

作为一种具体的实施方式，在所述连接组件2和所述内管3的外壁之间设置有用于将所述连接组件2固定在远离所述内管3的预定位置的支撑件7。由于连接组件2自身的重力，可能会有一定的程度的下垂，支撑件7可以设置在连接组件2的下垂位置，以提供支撑，从而确保保温材料充满连接组件2和内管3之间的空间，保证保温层的径向距离一致。具体地，支撑件7可以为泡沫块或支架。

所述光纤套管1设置在所述保温层4的靠近外护管5的一侧，即尽量远离内管3设置。这是由于当内管3的焊口或内管3的其他部位出现渗漏时，内管3内的热源(例如热水或热气)通过渗漏处渗出至该渗漏处外所设置的保温层4，由于保温层4的温度较之内管内的热源的温度较低，渗出的热源物质会使该渗漏处外部设置的保温层4的温度升高，此时埋设在保温层4内的光纤套管1中的光纤就会检测到该温度变化，并将含有温度信息和位置信息特征的光信号发送给终端设备，并由该终端设备将光信号进行解析从而确定管道的漏点。光纤套管1设置在保温层4中靠近外护管5的一侧，这样尽量增大了光纤与内管3之间的距离，使得温差更加明显，易于检测。

作为一种具体实施方式，所述光纤套管1预埋在所述保温层4中，在保温层4预制过程中，先将光纤套管1固定在设定的位置后，再填充保温材料，从而形成预埋结构；光纤套管1的端部延伸出所述保温层5-20cm，这样做的目的是便于相邻的两个管本体的连接，施工更加方便。

作为替代的实施方式，每一保温管的保温层4中可以根据需求设置两根或多根光纤套管1，两根光纤套管1对称分布在内管3轴线的两侧，多根光纤套管1均匀分布在内管3轴线的周缘。

作为替代的实施方式，连接组件2可以为橡胶管或其他高分子材质的耐高温软管。

一种加工所述的内置光纤的保温管接头结构的方法，包括：

首先将内管3和外护管5分别加工成型，然后将预制成型的内管3和外护管5套设连接，其中，每一所述内管3的端部均超出相应所述保温层4和外护管5的端部设置，再在所述内管3和所述外护管5套设形成的空腔内填充保温材料，形成保温层4，在所述保温层4预制成型的同时预埋光纤套管1，且所述光纤套管1的端部延伸出所述保温层4；清理去除光纤套管1内壁和外壁的毛刺及杂质，将一对所述管本体的内管3端部通过焊接相互对接，探伤后，量取适当长度的连接组件2，然后将一对所述管本体的光纤套管1通过连接组件2连接；当若干所述保温管完成预定长度的接头结构的施工后，最后在所述光纤套管1内通过气吹施工装入光纤。这样可使每公里保温管道上所使用的光纤熔接接头数量大幅降低，通常可控制在10个以内，因此可以大幅度的提高光纤信号的质量和监测距离。先进行光纤套管1施工，然后进行气吹施工，可使光纤套管1组成的腔体和光纤完全分开，给光纤的维修和替换提供了可能，且气吹施工高效易行，不需开挖路面，成本较低。

作为一种具体实施方式，先在所述连接组件2与所述内管3的外壁之间设置支撑件7，支撑件7可以根据需求间隔设置多个，以将所述连接组件2固定在远离所述内管3的预定位置处，然后在所述外护管5的外周设置套袖管8，套袖管8完全覆盖一对管本体的连接处，以进一步保证密封性能，最后在所述套袖管8和所述内管3之间填充保温材料。这样光纤套管1和连接组件2就被包含在接头结构内部，保温材料配合接头结构密封，可以进一步提升气密性。在保温管道发泡过程中，保温材料膨胀固化过程所产生的力很大，若光纤套管1没有固定装置或措施，在发泡过程中会因挤压膨胀弯折为不同的形状，且形状不可预知，由此将导致光纤套管1存在弯折及损坏的可能性。并且，由于受力不可预知，光纤套管1与内管3间的保温层4厚度将难以确保稳定，其上下偏差将变得非常大，体现在温度检测上，其偏差将更为明显，影响监测的准确性。

还包括在所述连接组件2和所述光纤套管1的连接处设置用于将二者固定的固定件6的步骤。在本实施例中，固定件6为卡箍，卡合在连接处，也可以为铁丝缠绕在连接处进行固定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种内置光纤的保温管接头结构，其特征在于，包括：

一对相向设置的管本体，所述管本体包括由内向外套设的内管(3)、保温层(4)和外护管(5)，一对所述内管(3)的端部相互对接，且每一所述内管(3)的端部均超出相应所述保温层(4)和外护管(5)的端部设置；

至少一对内置光纤的光纤套管(1)，分别设置在一对所述保温层(4)中，且端部延伸出所述保温层(4)，一对所述保温管的光纤套管(1)通过连接组件(2)连接。

2.根据权利要求1所述的内置光纤的保温管接头结构，其特征在于，一对所述管本体的光纤套管(1)通过连接组件(2)弹性连接。

3.根据权利要求2所述的内置光纤的保温管接头结构，其特征在于，在所述连接组件(2)和所述内管(3)的外壁之间设置有用于将所述连接组件(2)固定在远离所述内管(3)的预定位置的支撑件(7)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的内置光纤的保温管接头结构，其特征在于，所述光纤套管(1)设置在所述保温层(4)的靠近外护管(5)的一侧，且所述光纤套管(1)为刚性耐高温防腐材质。

5.根据权利要求1-4任一项所述的内置光纤的保温管接头结构，其特征在于，所述光纤套管(1)预埋在所述保温层(4)中，端部延伸出所述保温层(4)5-20cm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的内置光纤的保温管接头结构，其特征在于，所述连接组件(2)的端部套设在所述光纤套管(1)上，在所述连接组件(2)和所述光纤套管(1)的连接处还设置有用于将二者固定的固定件(6)。

7.一种加工权利要求1-6任一项所述的内置光纤的保温管接头结构的方法，其特征在于，包括：

将预制成型的内管(3)和外护管(5)套设连接，再在所述内管(3)和所述外护管(5)套设形成的空腔内填充保温材料，形成保温层(4)，在所述保温层(4)预制成型的同时预埋光纤套管(1)，且所述光纤套管(1)的端部延伸出所述保温层(4)；将一对所述保温管的内管(3)端部相互对接，然后将一对所述保温管的光纤套管(1)通过连接组件(2)连接；当若干所述保温管完成预定长度的接头结构的施工后，最后在所述光纤套管(1)内装入光纤。

8.根据权利要求7所述的加工内置光纤的保温管接头结构的方法，其特征在于，先在所述连接组件(2)与所述内管(3)的外壁之间设置支撑件(7)，以将所述连接组件(2)固定在远离所述内管(3)的预定位置处，然后在所述外护管(5)的外周设置套袖管(8)，最后在所述套袖管(8)和所述内管(3)之间填充保温材料。

9.根据权利要求7或8所述的加工内置光纤的保温管接头结构的方法，其特征在于，还包括在所述连接组件(2)和所述光纤套管(1)的连接处设置用于将二者固定的固定件(6)的步骤。