CN109405049A - 一种防冻型智能暖通系统 - Google Patents

Abstract

一种防冻型智能暖通系统，包括多个由PVC暖通总管供暖的暖气片，所述暖气片为蛇形的金属体，暖气片整体固定安装于固定板的表面，固定板的两侧固接有支撑板且固定板的表面开设多个通孔，支撑板的前端与固定板的前端齐平，两个支撑板之间内置有中空的移动板，移动板的表面连通有多个可插入通孔中的外凸圆柱，每个外凸圆柱的侧面开设有多个出风孔，移动板的后端通过电动伸缩杆驱动前后移动，当外凸圆柱穿过通孔外伸时，外凸圆柱可插入蛇形的暖气片的间隙中；每个暖气片的入口管和出口管均设置有压力传感器，暖气片的出口管设置有温度传感器，支撑板的侧面安装有鼓风机，鼓风机出风管与电加热器连通，电加热器出风管与移动板内部连通。

Description

一种防冻型智能暖通系统

技术领域

本发明涉及暖通领域，具体涉及一种防冻型智能暖通系统。

背景技术

暖通是建筑的一个组成部分，在学科分类中的全称为供热供燃气通风及空调工程，包括：采暖、通风、空气调节这三个方面，从功能上说也是未来家庭必不可缺的一部分，尤其是在北方的环境中，暖通采暖是必不可少的一个技术手段。暖气片组件，是最为常见暖通采暖组件，几乎所有北方的室内环境都会安装暖气片，其由外部的PVC暖通总管将高温蒸汽或高温水供至各个暖气片中，暖气片一般是散热良好的金属蛇形管，再通过暖气片将热量散至室内取暖。很多暖气片是安装于窗户旁，一旦暖气片内部因为结垢等发生堵塞停止流动，冬天时暖气片内温度就会迅速下降，甚至降至0℃以下，导致暖气片内流体发生冻结，此时再进行解冻会非常麻烦，而且容易引起暖气片破裂的情况、本发明旨在提供一种具有防冻功能的暖通系统，同时也对供暖的PVC总管进行了改进。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种防冻型智能暖通系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种防冻型智能暖通系统，包括多个由PVC暖通总管供暖的暖气片，所述暖气片为蛇形的金属体，暖气片整体固定安装于固定板的表面，固定板的两侧固接有支撑板且固定板的表面开设多个通孔，支撑板的前端与固定板的前端齐平，两个支撑板之间内置有中空的移动板，移动板的表面连通有多个可插入通孔中的外凸圆柱，每个外凸圆柱的侧面开设有多个出风孔，移动板的后端通过电动伸缩杆驱动前后移动，当外凸圆柱穿过通孔外伸时，外凸圆柱可插入蛇形的暖气片的间隙中；每个暖气片的入口管和出口管均设置有压力传感器，暖气片的出口管设置有温度传感器，支撑板的侧面安装有鼓风机，鼓风机出风管与电加热器连通，电加热器出风管与移动板内部连通。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是单个暖气片组件的轴测图；

图3是移动板相关构建的轴测图；

图4是单个暖气片组件的俯视剖视图。

图5是气体处理装置整体结构示意图；

图6是喷淋室内部结构示意图；

图7是喷淋室剖视图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

请参见如图1-4所示的一种防冻型智能暖通系统，包括多个由PVC暖通总管100供暖的暖气片101，所述暖气片101为蛇形的金属体，暖气片101整体固定安装于固定板102的表面，固定板102的两侧固接有支撑板103且固定板102的表面开设多个通孔104，支撑板103的前端与固定板102的前端齐平，两个支撑板103之间内置有中空的移动板105，移动板105的表面连通有多个可插入通孔104中的外凸圆柱106，每个外凸圆柱106的侧面开设有多个出风孔107，移动板105的后端通过电动伸缩杆108驱动前后移动，当外凸圆柱106穿过通孔104外伸时，外凸圆柱106可插入蛇形的暖气片101的间隙中；每个暖气片101的入口管和出口管均设置有压力传感器108，暖气片的出口管设置有温度传感器109，支撑板103的侧面安装有鼓风机110，鼓风机出风管111与电加热器112连通，电加热器出风管113与移动板105内部连通。

所述固定板102为铝合金板，暖气片101焊接于固定板102上，支撑板103的侧面还安装有控制面板114，控制面板114分别与鼓风机电机、压力传感器108、温度传感器109、电动伸缩杆108、电加热器112电连接，控制面板114集成有声光报警器。当电动伸缩杆108完全收缩时，外凸圆柱106的前端与通孔104的前端齐平，所述电加热器出风管113穿过支撑板103与移动板105连通。电动伸缩杆108的驱动杆与移动板105的背面固接。

该智能暖通系统的工作原理为：平时鼓风机和电加热器不启动，外凸圆柱不露于通孔外，当检测到暖气片的入口管与出口管压力之差大于设定值时，判断为暖气片内部堵塞，此时如果暖气片出口管的介质温度小于设定值(3℃-5℃)，则启动鼓风机和电加热器，将经过加热的热风通入移动板和外凸圆柱中，同时启动电动伸缩杆，将外凸圆柱向前推进外露于通孔外，此时热风由出风孔喷出对暖气片进行加热保温，放置其内部介质冻结。同时通过声光报警器发出报警通知使用者。

现有PVC管材的成本较高，且在制备过程加入普通的增强剂会导致物料流动性变差，管材的冲击强度、拉伸强度和断裂强度都有所下降，同时在PVC管材的制备过程中，PVC原料在高温下会产生大量的氯气，除了影响PVC管材的生产，同时氯气具有危害性，会对生产环境造成影响。因此本发明同时还对PVC暖通总管进行了技术改造，通过PVC管材加入表面处理的增强剂，改善了增强剂与PVC的亲和力，起到防止凝聚，降低物料的溶体粘度的作用，同时降低了生产成本，增强了管材的冲击强度、拉伸强度和断裂强度；同时在制备工艺中增加了气体处理装置对生产的氯气进行处理，优化了整个PVC管材制备工艺。

如图5-7所示，该PVC暖通总管由如下重量份原料制成：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂5份，增韧剂5份，抗冲剂10.5份，增强剂5份，增氧化剂4份，抗氧化剂4份，助剂0.3份，润滑剂0.3份；

该PVC暖通总管制备方法包括如下步骤：

步骤一：混合工艺：往热混机加入聚氯乙烯树脂后，依次加入热稳定剂、增韧剂、抗冲剂，经过表面处理的增强剂、增氧化剂、抗氧化剂、助剂、润滑剂后启动热混机，充分搅拌至温度升高到125℃，搅拌10分钟，在经过低速混合机进行降温低速搅拌后装袋备用，搅拌温度为45℃，搅拌8分钟，为了让助剂充分地与PVC微粒接触，减少填充剂对助剂的吸附作用；

步骤二：挤出成型工艺：首先在挤出机机头安装相对应规格的管材挤出模具，在真空定形箱内装上相同规格的定径铜套和橡胶密封衬板，调整挤出模具的壁厚均匀度，所有的连接螺丝都要涂上二硫化钼锂基润滑脂并拧紧，安装完毕接上电源对挤出机内部进行升温至190℃，应恒温保持90-150分钟，启动主机螺杆低速运转，运转速度为5-10r/min,再启动加料机螺杆低速运转给料，转速为5-10r/min，加入开机料，待挤出正常后再加入配方原料挤出管材，将预塑后的配方原料经过排气挤出机及挤出口模和芯棒挤出管坯，主机螺杆转速为25-30r/min,，加料机螺杆转速为25-30r/min，其中挤出机配套连接有气体处理装置；

步骤三：启动真空定型水箱上的真空泵，真空泵将真空槽抽成真空，管材吸附在定径筒套的内壁上，根据管材的外径允许偏差调节真空度完成定径，定径后的管材在牵引机的作用下脱离定径铜套进入冷却水箱，经过喷淋冷却或浸泡冷却后牵引出真空定型机和冷却水箱，通过牵引机履带运行至切割机方向输送，其中外径定型的定径外套长度取其内径的3倍，真空定型的工艺条件为：真空度20.0～53.3kPa，水温15～25℃，真空槽中的水保证成雾状，若真空度偏小，导致管外径偏小，小于标准尺寸；反之，若真空度偏大，管径偏大，甚至出现抽胀现象。若水温过低，定型不完全，且会使管材脆性增大；若水温过高，则会造成冷却不良，致使管材易发生变形，控制好真空度和水温则保证管内外径符合标准同时不易变形；

步骤四：牵引工艺：牵引装置给机头挤出的管材提供牵引力和牵引速度，其中牵引力为100-150N，牵引速度为3.5-5m/min，均匀地引出管材，并通过调节牵引速度调节管子的壁厚，薄壁管压力为0.03～0.04MPa，厚壁管压力为0.05～0.06MPa，牵引速度比挤出速度快1％～3％；

步骤五：管材切割:将管材印字后，根据所需长度调整切割行程开关，管材输送到指定位置便会自动切割，在切割的同时完成倒角的工序。

所述热稳定剂为钙-锌稳定剂，一种新型的无毒复合热稳定剂，增韧剂为丙烯酸酯类抗冲击改性剂，是一类以低交联度的丙烯酸酯类橡胶为核聚甲基丙烯酸烷酯为壳的双壳或多壳层结构聚合物，与PVC有很好的相容性，在室温和低温下具有很高的抗冲击性，可使其制品的抗冲击强度提高，同时还可以改善其制品的耐寒性和加工流动性，抗冲剂为氯化聚乙烯，饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有良好的耐候性、耐臭氧、耐化学药品以及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能，韧性良好，与其它高分子材料具有良好的相容性，增强剂为轻质碳酸钙，较低生产成本，大大提高管材的轻度，润滑剂为石蜡和聚乙烯蜡，起到材料体系的内外润滑效果，抗氧化剂为钛白粉，起到增白以及抗紫外线的效果，助剂为环氧大豆油，便于提高管材塑性。

挤出机螺杆分为加料段、熔化段以及计量段，加料段和固体输送区对应，熔化段和物料塑化区对应，熔化段和熔体输送区对应，固体输送区的料筒温度一般控制在120℃，若加料温度过低，使固体输送区延长，减少了塑化区和熔体输送区的长度，会引起塑化不良，影响产品质量，物料塑化区的温度控制在180℃，且料筒真空度为0.08～0.09MPa，控制该段的真空度是一个重要的工艺指标，若真空度较低，会影响排气效果，导致管材中存有气泡，严重降低了管材的力学性能。为了使物料内部的气体容易逸出，应控制物料在该段塑化程度不能过高，同时还要经常清理排气管路以免阻塞，熔体输送区的温度为170℃，在该段提高螺杆转速、减小机头阻力及在塑化区提高压力都有利于输送速率的提高，且口模连接器温度为165℃，口模温度分别为170℃。

表面处理的增强剂的制备工艺为：

室温下，在5立升的高速混合锅中，向100份层状轻质碳酸钙粉体中加入2份稀土表面改性剂WG-2，开动搅拌和加热，保持80～110℃下高速搅拌10分钟，得到稀土活化层状硅酸盐且加工使用时要将处理过的活化粉体在120℃下鼓风烘箱中烘2小时再用。

气体处理装置包括去杂质筒1、干燥筒2、喷淋室3、第一单向阀4、第一连接管5、第二连接管6、第二单向阀7、第三连接管8、分流阀9、水泵10、第四连接管11、分流管12、喷射头13、凹槽14、控制阀15和排放管16，去杂质筒1一侧底部安装有第一单向阀4，第一单向阀4另一端安装有第一连接管5，去杂质筒1另一侧顶部连接有第一连接管5，第一连接管5另一端安装有第二单向阀7，第二单向阀7另一端安装在干燥筒2一侧底部，干燥筒2另一侧顶部连接有第三连接管8，第三连接管8另一端安装有分流阀9，分流阀9一端安装在喷淋室3一侧，喷淋室3顶部安装有水泵10，水泵10一侧安装有第四连接管11，水泵10底部且位于喷淋室3内侧顶部连接有分流管12，分流管12底部均匀设置有喷射头13，喷淋室3内侧底部开设有凹槽14，凹槽14与外侧控制阀15连接，控制阀15一端安装有排放管16。

第一连接管5一端与挤出机排气孔通过法兰连接，分流阀9另一端通过管道与氯气收集装置连接，第四连接管11与水管连接，便于装置整体与外界管道连接，方便内部材料输送，且第四连接管11上安装有过滤器，便于过滤板去除水中杂质，保证后期的盐酸溶液纯度，排放管16与盐酸收集装置连接，便于通过排放管16收集盐酸溶液。

第三连接管8和第四连接管11中段分别安装有流量阀，流量阀和PLC控制器电性连接，便于通过PLC控制器直接控制流量阀来控制水和氯气的流量，进而控制支撑盐酸溶液的浓度。

去杂质筒1内部装填有饱和食盐水，便于去除杂质，且氯气不溶于饱和食盐水，干燥筒2内部装填有硫酸，低浓度的硫酸可吸收水分且不易挥发。

该气体处理装置的工作原理：第一连接管5一端与挤出机排气孔通过法兰连接，氯气经过第一连接管5和第一单向阀4进入去杂质筒1去除杂质，然后通过第二连接管6和第二单向阀7进入干燥筒2去除水份，然后通过第三连接管8和分流阀9，一部分氯气被直接收集后期利用，另一部分通入喷淋室3，水泵10通过第四连接管11与外界水管连接，喷淋室3顶部的水泵10将过滤后的水经过分流管12和喷射头13喷洒，通过增大与氯气的接触面积将氯气溶于水中制成盐酸溶液，落入底部的凹槽14，通过控制阀15和排放管16排出使用。

本发明通过合理的结构设计，采用稀土表面改性剂对增强剂进行表面处理，经过表面处理的增强剂改善了增强剂与PVC的亲和力，起到防止凝聚，降低物料的溶体粘度的作用，同时降低了生产成本，增强了管材的冲击强度、拉伸强度和断裂强度；同时挤出机在进行工作时，聚氯乙烯在高温下产生大量的氯气，气体处理装置通过第一连接管5与挤出机的排气孔进行连接，氯气经过装填有饱和食盐水的去杂质筒1去除一些杂质，在经过内部装填有浓硫酸的干燥筒2去除水份，这样氯气就变成相对纯净的氯气，然后氯气通过分流阀9，一部分氯气被直接收集后期利用，另一部分通入喷淋室3，喷淋室3顶部的水泵10将过滤后的水经过分流管12和喷射头13喷洒，通过增大与氯气的接触面积将氯气溶于水中制成盐酸溶液，同时第三连接管8和第四连接管11中段分别安装有流量阀，通过流量阀可控制水和氯气的相对含量，进而制成不同浓度盐酸，通过增加了氯气处理装置，有效的避免了氯气直接的排放对环境和操作人员造成伤害，同时对氯气进行净化收集，分为氯气和不同浓度的盐酸，可进行使用，进而节约整个工艺的成本。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种防冻型智能暖通系统，包括多个由PVC暖通总管供暖的暖气片，所述暖气片为蛇形的金属体，其特征是，暖气片整体固定安装于固定板的表面，固定板的两侧固接有支撑板且固定板的表面开设多个通孔，支撑板的前端与固定板的前端齐平，两个支撑板之间内置有中空的移动板，移动板的表面连通有多个可插入通孔中的外凸圆柱，每个外凸圆柱的侧面开设有多个出风孔，移动板的后端通过电动伸缩杆驱动前后移动，当外凸圆柱穿过通孔外伸时，外凸圆柱可插入蛇形的暖气片的间隙中；每个暖气片的入口管和出口管均设置有压力传感器，暖气片的出口管设置有温度传感器，支撑板的侧面安装有鼓风机，鼓风机出风管与电加热器连通，电加热器出风管与移动板内部连通。

2.根据权利要求1所述的一种防冻型智能暖通系统，其特征是，所述固定板为铝合金板，暖气片焊接于固定板上，支撑板的侧面还安装有控制面板，控制面板分别与鼓风机电机、压力传感器、温度传感器、电动伸缩杆、电加热器电连接，控制面板集成有声光报警器。

3.根据权利要求2所述的一种防冻型智能暖通系统，其特征是，当电动伸缩杆完全收缩时，外凸圆柱的前端与通孔的前端齐平，所述点击人气出风管穿过支撑板与移动板连通。

4.根据权利要求3所述的一种防冻型智能暖通系统，其特征是，所述PVC暖通总管由如下重量份原料制成：聚氯乙烯树脂100份，热稳定剂5份，增韧剂5份，抗冲剂10.5份，增强剂5份，增氧化剂4份，抗氧化剂4份，助剂0.3份，润滑剂0.3份；

所述PVC暖通总管制备方法包括如下步骤：

步骤一：混合工艺：往热混机加入聚氯乙烯树脂后，依次加入热稳定剂、增韧剂、抗冲剂，经过表面处理的增强剂、增氧化剂、抗氧化剂、助剂、润滑剂后启动热混机，充分搅拌至温度升高到125℃，搅拌10分钟，在经过低速混合机进行降温低速搅拌后装袋备用，搅拌温度为45℃，搅拌8分钟；

步骤二：挤出成型工艺：首先在挤出机机头安装相对应规格的管材挤出模具，在真空定形箱内装上相同规格的定径铜套和橡胶密封衬板，调整挤出模具的壁厚均匀度，所有的连接螺丝都要涂上二硫化钼锂基润滑脂并拧紧，安装完毕接上电源对挤出机内部进行升温至190℃，应恒温保持90-150分钟，启动主机螺杆低速运转，运转速度为5-10r/min,再启动加料机螺杆低速运转给料，转速为5-10r/min，加入开机料，待挤出正常后再加入配方原料挤出管材，将预塑后的配方原料经过排气挤出机及挤出口模和芯棒挤出管坯，主机螺杆转速为25-30r/min,，加料机螺杆转速为25-30r/min，其中挤出机配套连接有气体处理装置；

步骤三：真空定型工艺：启动真空定型水箱上的真空泵，真空泵将真空槽抽成真空，管材吸附在定径筒套的内壁上，根据管材的外径允许偏差调节真空度完成定径，定径后的管材在牵引机的作用下脱离定径铜套进入冷却水箱，经过喷淋冷却或浸泡冷却后牵引出真空定型机和冷却水箱，通过牵引机履带运行至切割机方向输送，其中外径定型的定径外套长度取其内径的3倍，真空定型的工艺条件为：真空度20.0～53.3kPa，水温15～25℃，真空槽中的水保证成雾状；

步骤四：牵引工艺：牵引装置给机头挤出的管材提供牵引力和牵引速度，其中牵引力为100-150N，牵引速度为3.5-5m/min，均匀地引出管材，并通过调节牵引速度调节管子的壁厚，薄壁管压力为0.03～0.04MPa，厚壁管压力为0.05～0.06MPa，牵引速度比挤出速度快1％～3％；

步骤五：管材切割:将管材印字后，根据所需长度调整切割行程开关，管材输送到指定位置便会自动切割，在切割的同时完成倒角的工序。

5.根据权利要求4所述的一种防冻型智能暖通系统，其特征是，所述热稳定剂为钙-锌稳定剂，所述增韧剂为丙烯酸酯类抗冲击改性剂，所述抗冲剂为氯化聚乙烯，所述增强剂为轻质碳酸钙，所述润滑剂为石蜡和聚乙烯蜡，所述抗氧化剂为钛白粉，所述助剂为环氧大豆油；所述挤出机螺杆分为加料段、熔化段以及计量段，所述加料段和固体输送区对应，所述熔化段和物料塑化区对应，所述熔化段和熔体输送区对应，所述固体输送区的料筒温度一般控制在120℃，所述物料塑化区的温度控制在180℃，且料筒真空度为0.08～0.09MPa，所述熔体输送区的温度为170℃，且口模连接器温度为165℃，口模温度分别为170℃。

6.根据权利要求5所述的一种防冻型智能暖通系统，其特征是，所述表面处理的增强剂的制备工艺为：

室温下，在5立升的高速混合锅中，向100份层状轻质碳酸钙粉体中加入2份稀土表面改性剂WG-2，开动搅拌和加热，保持80～110℃下高速搅拌10分钟，得到稀土活化层状硅酸盐且加工使用时要将处理过的活化粉体在120℃下鼓风烘箱中烘2小时再用。

7.根据权利要求6所述的一种防冻型智能暖通系统，其特征是，所述气体处理装置包括去杂质筒、干燥筒、喷淋室、第一单向阀、第一连接管、第二连接管、第二单向阀、第三连接管、分流阀、水泵、第四连接管、分流管、喷射头、凹槽、控制阀和排放管，所述去杂质筒一侧底部安装有第一单向阀，所述第一单向阀另一端安装有第一连接管，所述去杂质筒另一侧顶部连接有第一连接管，所述第一连接管另一端安装有第二单向阀，所述第二单向阀另一端安装在干燥筒一侧底部，所述干燥筒另一侧顶部连接有第三连接管，所述第三连接管另一端安装有分流阀，所述分流阀一端安装在喷淋室一侧，所述喷淋室顶部安装有水泵，所述水泵一侧安装有第四连接管，所述水泵底部且位于喷淋室内侧顶部连接有分流管，所述分流管底部均匀设置有喷射头，所述喷淋室内侧底部开设有凹槽，所述凹槽与外侧控制阀连接，所述控制阀一端安装有排放管。

8.根据权利要求7所述的一种防冻型智能暖通系统，其特征是，所述第一连接管一端与挤出机排气孔通过法兰连接，所述分流阀另一端通过管道与氯气收集装置连接，所述第四连接管与水管连接，且第四连接管上安装有过滤器，所述排放管与盐酸收集装置连接；所述第三连接管和第四连接管中段分别安装有流量阀，所述流量阀和PLC控制器电性连接；所述去杂质筒内部装填有饱和食盐水，所述干燥筒内部装填有硫酸。