CN110344476A - 一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，涉及市政建筑技术领域。该基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，包括管体，所述管体内固定安装有三组化冻机构，六个化冻机构为一组呈等距环绕状固定安装在管体内，环形管的数量为三个并等距套设于管体的外部，且单个环形管贯穿位于同一组内的六个化冻机构，环形管顶部的一侧插接有入水管，且入水管的内腔与环形管的内腔连通。该基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，通过向环形管内灌装热水的方式达到对管体外部的加热效果，同时在热水进入化冻机构内后，基于水体不再受到加热而产生的热蒸气，通过排气件排放热蒸气，从而驱动凿冰机构运作对管体内冰柱表面进行撞击。

Description

一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管

技术领域

本发明涉及市政建筑技术领域，具体为一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管。

背景技术

水管作为城市供水系统的根本，呈大面积覆盖式埋设于城市道路下方，通过不断分支采用管径较小的水管将生活用水供给居民楼，维持人们的正常生活。在温度较低的冬季，缺乏防冻措施的水管极易在无人使用的时间段由于水体不流动而出现上冻的情况，此时埋设于地下的水管不便于得到相应的化冻处理，仅能够对暴露在外的部分水管进行加热以达到化冻效果，基于其相对埋设于地下与空气接触的位置，使得该段水管内的冰块温度相对于埋设于土壤内水管中的冰块温度更低，相应的提高了该部分水管内冰块的强度，同时常用的化冻方式即为对管外壁进行加热，经由管壁传递热量对冰块进行融化，这样的化冻方式由于冰块强度较高，且冻结为一体的冰柱体积较大，表面积较小，进一步的减缓了其融化速度，通常为了实现对管道内冰块的破碎，采用敲击管道外壁的辅助化冻方式极易对管道造成破裂损坏，因此需针对管道内冰块特点采用更为有效且不会对管道造成损伤的化冻手段。

如中国发明公开号为(CN 109506067 A)的一种自来水管化冻装置，包括太阳能电池板、第一电线、蓄电池、开关、海绵、第一夹套、第二夹套、第二电线、电热丝组成的，能够节能、方便地将结冰的自来水管化冻。但该装置通过夹持管道外壁并加热的方式无法有效将温度传递至水管内部的冰柱核心处，并在冰柱体积较大且表面积较小的条件下进一步限制了热传递与融化冰块的速率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，可有效解决管道内冰块体积较大表面积较小对热传递化冻造成妨碍的问题，并保证了管道不会受到损伤。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，包括管体，所述管体内固定安装有三组化冻机构，六个化冻机构为一组呈等距环绕状固定安装在管体内，环形管的数量为三个并等距套设于管体的外部，且单个环形管贯穿位于同一组内的六个化冻机构，环形管顶部的一侧插接有入水管，且入水管的内腔与环形管的内腔连通，入水管的入水口上螺纹连接有管盖。

优选的，所述化冻机构包括筒体、隔板、电热片、集气斗、阻水透气膜、导气管、单向阀、盒体、限位片、集气囊、排气件、叶轮、转片、凿冰机构、贴片和第一封闭软片，筒体横向穿插在管体内，且筒体位于管体内的一端呈开口状，隔板固定连接在筒体的内腔中部，环形管贯穿筒体的一段位于隔板内，且该段环形管的左侧开设有与自身内腔连通的出水口，电热片固定安装在筒体内底部的左侧，集气斗的侧表面与筒体的内壁和隔板左侧的顶部固定连接，阻水透气膜粘接在集气斗的进气端，导气管的左端插接在集气斗的顶部内，且导气管的右端贯穿隔板的顶部并与盒体的左侧固定连接，导气管的右段内固定安装有单向阀，盒体的上下两侧分别与筒体内壁上下两侧的右侧固定连接，限位片固定连接在盒体的内腔中部，集气囊嵌装在盒体内，且集气囊的外表面与盒体的内壁和限位片的左侧贴合，集气囊的左侧内插接有导气管的右端，且集气囊的内腔与导气管连通，排气件嵌装在限位片的中部内，叶轮通过销轴活动连接在盒体的内腔中部，且叶轮上套装有转片，转片的右侧与凿冰机构的左侧接触，且凿冰机构横向穿插在盒体右侧的中部，贴片套设于凿冰机构的右端，且贴片的左侧固定连接有压缩弹簧的右端，压缩弹簧的左端固定连接在盒体的右侧，第一封闭软片的数量为四个，且四个第一封闭软片的左侧均与贴片的右侧贴合，四个第一封闭软片粘接在筒体的右端内，且四个第一封闭软片每两个相邻第一封闭软片的侧面相互贴合封闭管体的右端。

优选的，所述限位片的纵断面呈半圆形，且限位片的圆心与叶轮的圆心重合，限位片的半径小于转片的转动半径，通过这样的尺寸设计避免转片转动时与限位片发生接触。

优选的，所述凿冰机构上套装有连接片，且连接片的右侧固定连接有复位弹簧，复位弹簧套设于凿冰机构上，且复位弹簧的右端固定连接在盒体的内右壁，复位弹簧的弹力大于凿冰机构的自重。

优选的，所述排气件包括排气管头、第二封闭软片和磁块，排气管头横向穿插在限位片的中部内，且排气管头的左右两端分别贯穿集气囊的内右壁和限位片的右侧，第二封闭软片的数量为两个，且两个第二封闭软片分别固定连接在排气管头内壁的上下两侧，两个第二封闭软片的相对一侧紧密贴合，磁块的数量为两个，且两个磁块分别镶嵌在两个第二封闭软片的相近一侧内，排气管头位于叶轮的左侧。

优选的，所述凿冰机构包括空心管、锥头管、进气管、球囊、撞击头、戳针和通口，锥头管嵌装在空心管内，且锥头管的右端贯穿空心管的右端，进气管嵌装在空心管的内腔左端，且进气管的出气端贯穿锥头管的内左壁，进气管的进气端贯穿空心管的外表面，锥头管内装填有若干球囊，球囊内空气充盈并装有自身内腔体积一半的盐粒，撞击头焊接在锥头管的右端，戳针的右端固定连接在锥头管的内右壁，通口开设在锥头管右端的上下两侧并与锥头管的内腔连通。

本发明提供了一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管。具备以下有益效果：

(1)、该基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，通过向环形管内灌装热水的方式达到对管体外部的加热效果，同时在热水进入化冻机构内后，基于水体不再受到加热而产生的热蒸气，通过集气囊集聚热蒸气并在集气囊集气量达到极限时通过排气件排放热蒸气，从而驱动凿冰机构运作对管体内冰柱表面进行撞击，同时结合化冻机构设置方式的多组环绕式撞击，有效达到对冰柱破碎效果的同时促使冰柱整体共振，将震动力逐步传导至冰柱内部，提高破碎效果。

(2)、该基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，凿冰机构在往复运动对冰柱表面进行破碎的同时，基于其晃动使得球囊与戳针接触被戳破，配合锥头管晃动与进气管的进气效果，将散落于锥头管内的盐粒经由通口排出落于撞击头凿出的凹口内，通过盐遇到冰后溶化形成饱和盐水引起的物理性质变化，使得与盐接触部分的冰块熔点降低并吸收周围冰块热量，不断融解周围冰块并将盐渗入冰柱中心，从而加速了管道内冰柱融化，配合凿冰机构运作过程中排入管体内的部分热蒸气，进一步加快了冰柱融化。

(3)、该基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，通过化冻机构的分布方式，使得冰柱表面在逐渐化冻的过程中优先沿纵向形成数道凹槽，并在盐分被洒至冰柱表面的同时基于其多数与融化形成的凹槽底部接触，使得盐分率先沿纵向渗透，进一步促进凹槽的形成，使得未冻结的水体有效流经冰柱，并基于冰柱体积不断缩小和融化形成较多孔隙增大表面积的效果，充分加速管体化冻，保障居民的正常生活用水。

附图说明

图1为本发明结构立体示意图；

图2为本发明结构正视图；

图3为本发明结构俯视图；

图4为本发明化冻机构的正剖图；

图5为本发明图4中的A处结构放大图；

图6为本发明凿冰机构的正剖图。

图中：1管体、2化冻机构、3环形管、4入水管、5管盖、201筒体、202隔板、203电热片、204集气斗、205阻水透气膜、206导气管、207单向阀、208盒体、209限位片、210集气囊、211排气件、212叶轮、213转片、214凿冰机构、215贴片、216第一封闭软片、2111排气管头、2112第二封闭软片、2113磁块、2141空心管、2142锥头管、2143进气管、2144球囊、2145撞击头、2146戳针、2147通口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，包括管体1，管体1内固定安装有三组化冻机构2，六个化冻机构2为一组呈等距环绕状固定安装在管体1内，环形管3的数量为三个并等距套设于管体1的外部，且单个环形管3贯穿位于同一组内的六个化冻机构2，环形管3顶部的一侧插接有入水管4，且入水管4的内腔与环形管3的内腔连通，入水管4的入水口上螺纹连接有管盖5。

化冻机构2包括筒体201、隔板202、电热片203、集气斗204、阻水透气膜205、导气管206、单向阀207、盒体208、限位片209、集气囊210、排气件211、叶轮212、转片213、凿冰机构214、贴片215和第一封闭软片216，筒体201横向穿插在管体1内，且筒体201位于管体1内的一端呈开口状，隔板202固定连接在筒体201的内腔中部，环形管3贯穿筒体201的一段位于隔板202内，且该段环形管3的左侧开设有与自身内腔连通的出水口，电热片203固定安装在筒体201内底部的左侧，集气斗204的侧表面与筒体201的内壁和隔板202左侧的顶部固定连接，阻水透气膜205粘接在集气斗204的进气端，导气管206的左端插接在集气斗204的顶部内，且导气管206的右端贯穿隔板202的顶部并与盒体208的左侧固定连接，导气管206的右段内固定安装有单向阀207，盒体208的上下两侧分别与筒体201内壁上下两侧的右侧固定连接，限位片209固定连接在盒体208的内腔中部，集气囊210嵌装在盒体208内，且集气囊210的外表面与盒体208的内壁和限位片209的左侧贴合，集气囊210的左侧内插接有导气管206的右端，且集气囊210的内腔与导气管206连通，排气件211嵌装在限位片209的中部内，叶轮212通过销轴活动连接在盒体208的内腔中部，且叶轮212上套装有转片213，转片213的右侧与凿冰机构214的左侧接触，且凿冰机构214横向穿插在盒体208右侧的中部，贴片215套设于凿冰机构214的右端，且贴片215的左侧固定连接有压缩弹簧的右端，压缩弹簧的左端固定连接在盒体208的右侧，第一封闭软片216的数量为四个，且四个第一封闭软片216的左侧均与贴片215的右侧贴合，四个第一封闭软片216粘接在筒体201的右端内，且四个第一封闭软片216每两个相邻第一封闭软片216的侧面相互贴合封闭管体201的右端，限位片209的纵断面呈半圆形，且限位片209的圆心与叶轮212的圆心重合，限位片209的半径小于转片213的转动半径，凿冰机构214上套装有连接片，且连接片的右侧固定连接有复位弹簧，复位弹簧套设于凿冰机构214上，且复位弹簧的右端固定连接在盒体208的内右壁，复位弹簧的弹力大于凿冰机构214的自重。

排气件211包括排气管头2111、第二封闭软片2112和磁块2113，排气管头2111横向穿插在限位片209的中部内，且排气管头2111的左右两端分别贯穿集气囊210的内右壁和限位片209的右侧，第二封闭软片2112的数量为两个，且两个第二封闭软片2112分别固定连接在排气管头2111内壁的上下两侧，两个第二封闭软片2112的相对一侧紧密贴合，磁块2113的数量为两个，且两个磁块2113分别镶嵌在两个第二封闭软片2112的相近一侧内，排气管头2111位于叶轮212的左侧。

凿冰机构214包括空心管2141、锥头管2142、进气管2143、球囊2144、撞击头2145、戳针2146和通口2147，锥头管2142嵌装在空心管2141内，且锥头管2142的右端贯穿空心管2141的右端，进气管2143嵌装在空心管2141的内腔左端，且进气管2143的出气端贯穿锥头管2142的内左壁，进气管2143的进气端贯穿空心管2141的外表面，锥头管2142内装填有若干球囊2144，撞击头2145焊接在锥头管2142的右端，戳针2146的右端固定连接在锥头管2142的内右壁，通口2147开设在锥头管2142右端的上下两侧并与锥头管2142的内腔连通。

使用时，打开管盖5将热水经由入水管4排入环形管3内，通过出水口将热水排至筒体201内，产生的热蒸气经由阻水透气膜205进入集气斗204并经由导气管206进入集气囊210内，当集气量充盈时基于气压挤开通过磁块2113相互接触的第二封闭软片2112，热蒸气以较快速度喷向叶轮212带动其与转片213转动，通过转片213转动推动空心管2141并配合复位弹簧对空心管2141的推力达到带动空心管2141往复运动的效果，使得锥头管2142带动贴片215挤开第一封闭片216，撞击头2145对冰柱表面进行撞击，同时基于锥头管2142晃动带动球囊2144与戳针2146接触被戳破，盐粒洒落在锥头管2142内并配合进气管2143进气将盐粒经由通口2147排出，辅助对冰柱的融化，筒体201内水体温度较低不再产生热蒸气时通过电热片203运作加热，将水体蒸发殆尽。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，包括管体(1)，其特征在于：所述管体(1)内固定安装有三组化冻机构(2)，六个化冻机构(2)为一组呈等距环绕状固定安装在管体(1)内，环形管(3)的数量为三个并等距套设于管体(1)的外部，且单个环形管(3)贯穿位于同一组内的六个化冻机构(2)，环形管(3)顶部的一侧插接有入水管(4)，且入水管(4)的内腔与环形管(3)的内腔连通，入水管(4)的入水口上螺纹连接有管盖(5)。

2.根据权利要求1所述的一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，其特征在于：所述化冻机构(2)包括筒体(201)、隔板(202)、电热片(203)、集气斗(204)、阻水透气膜(205)、导气管(206)、单向阀(207)、盒体(208)、限位片(209)、集气囊(210)、排气件(211)、叶轮(212)、转片(213)、凿冰机构(214)、贴片(215)和第一封闭软片(216)，筒体(201)横向穿插在管体(1)内，且筒体(201)位于管体(1)内的一端呈开口状，隔板(202)固定连接在筒体(201)的内腔中部，环形管(3)贯穿筒体(201)的一段位于隔板(202)内，且该段环形管(3)的左侧开设有与自身内腔连通的出水口，电热片(203)固定安装在筒体(201)内底部的左侧，集气斗(204)的侧表面与筒体(201)的内壁和隔板(202)左侧的顶部固定连接，阻水透气膜(205)粘接在集气斗(204)的进气端，导气管(206)的左端插接在集气斗(204)的顶部内，且导气管(206)的右端贯穿隔板(202)的顶部并与盒体(208)的左侧固定连接，导气管(206)的右段内固定安装有单向阀(207)，盒体(208)的上下两侧分别与筒体(201)内壁上下两侧的右侧固定连接，限位片(209)固定连接在盒体(208)的内腔中部，集气囊(210)嵌装在盒体(208)内，且集气囊(210)的外表面与盒体(208)的内壁和限位片(209)的左侧贴合，集气囊(210)的左侧内插接有导气管(206)的右端，且集气囊(210)的内腔与导气管(206)连通，排气件(211)嵌装在限位片(209)的中部内，叶轮(212)通过销轴活动连接在盒体(208)的内腔中部，且叶轮(212)上套装有转片(213)，转片(213)的右侧与凿冰机构(214)的左侧接触，且凿冰机构(214)横向穿插在盒体(208)右侧的中部，贴片(215)套设于凿冰机构(214)的右端，且贴片(215)的左侧固定连接有压缩弹簧的右端，压缩弹簧的左端固定连接在盒体(208)的右侧，第一封闭软片(216)的数量为四个，且四个第一封闭软片(216)的左侧均与贴片(215)的右侧贴合，四个第一封闭软片(216)粘接在筒体(201)的右端内，且四个第一封闭软片(216)每两个相邻第一封闭软片(216)的侧面相互贴合封闭管体(201)的右端。

3.根据权利要求2所述的一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，其特征在于：所述限位片(209)的纵断面呈半圆形，且限位片(209)的圆心与叶轮(212)的圆心重合，限位片(209)的半径小于转片(213)的转动半径。

4.根据权利要求2所述的一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，其特征在于：所述凿冰机构(214)上套装有连接片，且连接片的右侧固定连接有复位弹簧，复位弹簧套设于凿冰机构(214)上，且复位弹簧的右端固定连接在盒体(208)的内右壁，复位弹簧的弹力大于凿冰机构(214)的自重。

5.根据权利要求2所述的一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，其特征在于：所述排气件(211)包括排气管头(2111)、第二封闭软片(2112)和磁块(2113)，排气管头(2111)横向穿插在限位片(209)的中部内，且排气管头(2111)的左右两端分别贯穿集气囊(210)的内右壁和限位片(209)的右侧，第二封闭软片(2112)的数量为两个，且两个第二封闭软片(2112)分别固定连接在排气管头(2111)内壁的上下两侧，两个第二封闭软片(2112)的相对一侧紧密贴合，磁块(2113)的数量为两个，且两个磁块(2113)分别镶嵌在两个第二封闭软片(2112)的相近一侧内，排气管头(2111)位于叶轮(212)的左侧。

6.根据权利要求2所述的一种基于内外热传递化冻的市政建筑用防冻水管，其特征在于：所述凿冰机构(214)包括空心管(2141)、锥头管(2142)、进气管(2143)、球囊(2144)、撞击头(2145)、戳针(2146)和通口(2147)，锥头管(2142)嵌装在空心管(2141)内，且锥头管(2142)的右端贯穿空心管(2141)的右端，进气管(2143)嵌装在空心管(2141)的内腔左端，且进气管(2143)的出气端贯穿锥头管(2142)的内左壁，进气管(2143)的进气端贯穿空心管(2141)的外表面，锥头管(2142)内装填有若干球囊(2144)，撞击头(2145)焊接在锥头管(2142)的右端，戳针(2146)的右端固定连接在锥头管(2142)的内右壁，通口(2147)开设在锥头管(2142)右端的上下两侧并与锥头管(2142)的内腔连通。