CN112653066A - 一种埋地管道防冻结构及施工方法 - Google Patents

一种埋地管道防冻结构及施工方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及电缆施工的技术领域，尤其是涉及一种埋地管道防冻结构，包括管道本体，所述管道本体内穿设有电缆，所述管道本体上嵌设有交互管，所述交互管的一端连通有进水管、交互管的另一端连通有出水管，所述进水管和出水管之间设置有换热机构，所述换热机构包括换热桶、设置在换热桶内的换热管、用于对换热桶内液体进行加热的集热器、设置在进水管上的循环水泵以及用于保持换热桶内压强稳定的调节组件；所述进水管与换热管的出水端相连，所述出水管与换热管的进水端相连。所述交互管沿着管道本体的周向面设置有多个。所述换热管呈螺旋状设置。所述管道本体上嵌设有电伴热带。本申请具有对电缆进行保温，增强抗冻能力的效果。

Description

一种埋地管道防冻结构及施工方法
技术领域
本申请涉及电缆施工的技术领域，尤其是涉及一种埋地管道防冻结构及施工方法。
背景技术
电缆敷设是指沿经勘査的路由布放、安装电缆以形成电缆线路的过程。根据使用场合，可分为架空、地下（管道和直埋）、水底、墙壁和隧道等几种敷设方式。合理选择电缆的敷设方式对保证线路的传输质量、可靠性和施工维护等都是十分重要的。
在严寒地区的地下敷设电缆时，电缆容易受到寒冷影响，导致电缆断裂，存在一定的安全隐患。
发明内容
为了对电缆进行保温，增强抗冻能力，本申请提供一种埋地管道防冻结构及施工方法。
第一方面，本申请提供一种埋地管道防冻结构，采用如下的技术方案：
本申请提供的名称采用如下的技术方案：
一种埋地管道防冻结构，包括管道本体，所述管道本体内穿设有电缆，所述管道本体上嵌设有交互管，所述交互管的一端连通有进水管、交互管的另一端连通有出水管，所述进水管和出水管之间设置有换热机构，所述换热机构包括换热桶、设置在换热桶内的换热管、用于对换热桶内液体进行加热的集热器、设置在进水管上的循环水泵以及用于保持换热桶内压强稳定的调节组件；所述进水管与换热管的出水端相连，所述出水管与换热管的进水端相连。
通过采用上述技术方案，水流在循环水泵的作用下由进水管进入到交互管中，水流中含有的热量对管道本体进行加热，对管道本体内的电缆起到了保温和防冻的作用。水流从交互管中流出后进入到出水管中，由出水管进入到换热管中。集热器对换热桶中的液体进行加热，使得水流沿着换热管流经时，能够被换热桶中的液体加热。
可选的，所述换热管呈螺旋状设置。
通过采用上述技术方案，通过将换热管设置为螺旋状，使得换热管在换热桶中的长度更长，与换热桶中的液体的接触面积更大，对换热管中的水流的加热效果更好，能够进一步提升水流的温度。
可选的，所述调节组件包括与换热桶相连通的圆管、固定设置在圆管内壁上的密封环、滑动设置在圆管内的密封球以及用于推动密封球抵在密封环上的弹性件；所述密封球位于密封环背离换热桶的一侧。
通过采用上述技术方案，在换热桶中的液体加热温度过高时，液体会气化形成蒸气，使得换热桶中的压强升高。蒸气将推动密封球向着远离密封环的方向移动，使得蒸气能够穿过密封环后，由密封球和圆管之间的间隙散发至外界环境中。在换热桶中的压强降低后，密封球在弹性件的作用抵在密封环上，将圆管重新封闭。
可选的，所述弹性件为设置在圆管内的弹簧，所述弹簧的一端与圆管固定、弹簧的另一端与密封球固定。
通过采用上述技术方案，弹簧能够对密封球施加作用力，使得密封球抵在密封环上，从而将圆管封闭。
可选的，所述交互管上一体成型设置有散热片，所述散热片伸进管道本体内。
通过采用上述技术方案，散热片扩大交互管的散热面积，使得交互管上含有的热量更加容易散发至管道本体内，从而对电缆起到了保温和防冻的作用。
可选的，所述交互管沿着管道本体的周向面设置有多个。
通过采用上述技术方案，多个交互管一起对管道本体进行加热，提升了管道本体内的温度，对电缆的保温和抗冻效果更好。
可选的，所述管道本体上嵌设有电伴热带。
通过采用上述技术方案，电伴热带能够散发热量，使得管道本体内的电缆更加不易受到寒冷的影响，提升了管道本体的保温效果。
可选的，所述管道本体的外壁上包覆有保温层，所述保温层上包覆有防护层。
通过采用上述技术方案，保温层能够提升管道本体的隔热效果，使得管道本体内的热量不易散失到外界环境中。设置在保温层上的防护层能够对保温层起到保护的作用，使得保温层能够正常使用。
可选的，所述保温层为保温棉层，所述防护层为硅橡胶层。
通过采用上述技术方案，保温棉具有低热容、低导热率、高耐火度、高热敏性、优良的抗风蚀性能和抗机械冲击性能等特性，使用寿命长，保温性能好的优点。硅橡胶低温性能优异，在低温时物理机械性能要优于通用橡胶，防护效果更好。
第二方面，本申请提供一种埋地管道防冻结构的施工方法，采用如下的技术方案：
步骤一、在地面上开挖出用于放置管道本体的深坑；
步骤二、在坑底铺设炉渣，将管道本体放置在深坑中，再次倾倒炉渣将管道本体掩埋，然后回填土，将深孔填平。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.水流在循环水泵的作用下由进水管进入到交互管中，水流中含有的热量对管道本体进行加热，对管道本体内的电缆起到了保温和防冻的作用。水流从交互管中流出后进入到出水管中，由出水管进入到换热管中。集热器对换热桶中的液体进行加热，使得水流沿着换热管流经时，能够被换热桶中的液体加热。
2.在换热桶中的液体加热温度过高时，液体会气化形成蒸气，使得换热桶中的压强升高。蒸气将推动密封球向着远离密封环的方向移动，使得蒸气能够穿过密封环后，由密封球和圆管之间的间隙散发至外界环境中。在换热桶中的压强降低后，密封球在弹性件的作用抵在密封环上，将圆管重新封闭。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图。
图2是本申请实施例将保温层和防护层隐藏后的结构示意图。
图3是本申请实施例的换热桶剖开结构示意图。
图4是图3中A部分的局部放大示意图。
附图标记：1、管道本体；11、保温层；12、防护层；2、电缆；3、交互管；31、散热片；41、进水管；42、出水管；51、换热桶；511、上水管；512、密封盖；52、换热管；53、集热器；54、循环水泵；61、圆管；62、密封环；63、密封球；64、弹簧；7、电伴热带。
具体实施方式
以下结合附图对本申请中的技术方案作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种埋地管道防冻结构。请参照图1和图2，一种埋地管道防冻结构包括管道本体1，管道本体1内穿设有电缆2。在管道本体1上嵌设有交互管3，使得交互管3的部分穿过管道本体1并伸进管道本体1的内部。交互管3的轴向与管道本体1的轴向相同。交互管3的一端连通有进水管41、交互管3的另一端连通有出水管42。液体由进水管41进入交互管3，流经交互管3后从出水管42中流出。
请参照图2和图3，在进水管41和出水管42之间设置有换热机构。换热机构包括换热桶51、设置在换热桶51内部的换热管52、用于对换热桶51内的液体进行加热的集热器53、设置在进水管41上的循环水泵54以及用于保持换热桶51内压强稳定的调节组件。其中，进水管41与换热管52的出水端相连通，出水管42与换热管52的进水端相连通，集热器53与换热桶51相连通。
集热器53把太阳能中的热能收集起来，将热量传递给换热桶51中的液体，从而对液体进行加热。水流在循环水泵54的作用下由进水管41流进交互管3中，流经交互管3后进入到出水管42中。然后水流由出水管42进入到换热管52中，在换热管52中流经时，水流在换热桶51中的液体的加热下温度升高，并重新流进进水管41中，从而实现不断的往复循环，对管道本体1进行持续的加热。调节组件能够对换热桶51内的压强进行调节，使得换热桶51内部的压强保持稳定，降低了安全隐患。
请参照图3，其中，换热管52在换热桶51中呈螺旋状设置，大大增加了换热管52与换热桶51内液体的接触面积，使得水流从换热管52中流经时所需的时间更长。水流在换热管52中存在的时间越长，换热桶51中的液体对水流的加热效果更好，使得水流的温度更高，进而提升了对管道本体1的加热效果，对管道本体1内的电缆2的保温防冻效果更好。
请参照图4，调节组件包括与换热桶51相连通的圆管61、固定设置在圆管61内壁上的密封环62、滑动设置在圆管61内的密封球63以及用于推动密封球63抵在密封环62上的弹性件。圆管61背离换热桶51的一端为开口端，密封环62位于圆管61靠近换热桶51的一端。密封球63的直径小于圆管61的内径，使得密封球63与圆管61的内壁之间存在间隙。在一些能够实现的情况下，密封球63的材质为橡胶材质，使得密封球63抵在密封环62上时，密封球63发生一定的形变，与密封环62之间贴合的更加紧密，提升了密封性。密封球63位于密封环62背离换热桶51的一端，密封球63在弹性件的作用下抵在密封环62上，从而将圆管61封闭，使得换热桶51内的液体无法流出。
换热桶51内的液体在集热器53的加热作用下温度不断升高，在产生蒸气后，使得换热桶51内的压强升高。在压强升高后，蒸气推动着密封球63向着远离密封环62的方向移动。密封球63与密封环62分离，蒸气能够从密封球63和圆管61的内壁之间的间隙通过，蒸气散发到外界，从而使得换热桶51内的压强保持稳定。在蒸气散出到外界后，密封球63在弹性件的作用下重新抵在密封环62上，将圆管61封闭。
请参照图4，弹性件为设置在圆管61内的弹簧64。弹簧64的一端与圆管61的内壁固定连接、弹簧64的另一端与密封球63固定连接。弹簧64始终处于被压缩的状态，能够持续对密封球63施加作用力，使得密封球63紧紧的抵在密封环62上，从而将圆管61密封。
请参照图3，换热桶51包括与换热桶51相连通的上水管511和螺纹连接在上水管511上的密封盖512。在换热桶51中的液体减少之后，工作人员通过将密封盖512打开，将液体从上水管511处注入换热桶51中，从而对换热桶51中的液体进行添加。
请参照图1和图2，为了提升对电缆2的保温和防冻效果，在交互管3上一体成型设置有散热片31。散热片31沿着交互管3的轴线延伸，散热片31伸进管道本体1内。散热片31吸收交互管3上的热量，将热量散发至管道本体1内，从而对电缆2起到了保温的效果。散热片31的设置增加了散热面积，更加有利于交互管3上的热量散发至管道本体1内。
进一步的，请参照图1和图2，为了提升管道本体1的保温效果，在管道本体1上设置有多个交互管3。交互管3沿着管道本体1的周向面均匀排列，使得交互管3上的热量更多的散发到管道本体1内，对电缆2起到了保温和抗冻的作用。
更进一步的，请参照图1和图2，为了提升对电缆2的保温抗冻效果，在管道本体1上嵌设有电伴热带7。电伴热带7的长度方向和管道本体1的轴向相同。电伴热带7是由导电聚合物和两根平行金属导线及绝缘护层构成。电伴热带7 的特点是导电聚合物具有很高的正温度系数特性，且互相并联，能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率，自动限制加热的温度，可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠而无高温热点及烧毁之虑。其中，电伴热带7与管道本体1交错设置。
请参照图1，为了提升管道本体1的保温性能，减少管道本体1内热量的损失，在管道本体1的外壁上包覆有保温层11，在保温层11背离管道本体1的一侧包覆有防护层12。其中，保温层11和管道本体1之间通过粘胶粘附在一起，防护层12和保温层11之间也通过粘胶粘附在一起。保温层11能够提升管道本体1的隔热性能，使得管道本体1内的热量向外散失的更慢。设置在保温层11上的防护层12能够对保温层11起到保护的作用，使得保温层11不易发生破损。
其中，保温层11设置为保温棉层。保温棉是将高纯度的黏土熟料、氧化铝粉、硅石粉、铬英砂等原料在工业电炉中高温熔融，形成流体。然后采用压缩空气喷吹或用甩丝机甩丝成纤维状，经过集棉器集棉，形成保温棉。保温棉具有低热容、低导热率、高耐火度、高热敏性、优良的抗风蚀性能和抗机械冲击性能等特性，使用寿命长，保温性能好。
防护层12设置为硅橡胶层。硅橡胶低温性能优异，在低温时物理机械性能要优于通用橡胶，防护效果更好。
本申请实施例还公开了一种埋地管道防冻结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤一、在地面上开挖出用于放置管道本体1的深坑。
步骤二、在坑底铺设炉渣，将管道本体1放置在深坑中，再次倾倒炉渣将管道本体1掩埋，然后回填土，将深孔填平。其中，进水管41和出水管42从地面上穿出，换热机构放置在地面上。
本申请实施例的实施原理为：集热器53吸收太阳能的热量，将热量传递至换热桶51，使得换热桶51中的液体温度升高。循环水泵54带动着水流不断循环。水流从进水管41中流经交互管3，水流中含有的热量通过散热片31散发到管道本体1内。交互管3中的水流热量散失之后进入到出水管42中，然后由出水管42进入到换热管52中。水流在换热管52中时，被换热桶51中的液体加热，使得水流的温度升高。水流的温度升高之后，在循环水泵54的作用下重新进入到进水管41中。
同时，管道本体1上的电伴热带7对管道本体1也能够起到一定的加热作用，从而对管道本体1内的电缆2起到了保温的作用。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种埋地管道防冻结构，其特征在于：包括管道本体（1），所述管道本体（1）内穿设有电缆（2），所述管道本体（1）上嵌设有交互管（3），所述交互管（3）的一端连通有进水管（41）、交互管（3）的另一端连通有出水管（42），所述进水管（41）和出水管（42）之间设置有换热机构，所述换热机构包括换热桶（51）、设置在换热桶（51）内的换热管（52）、用于对换热桶（51）内液体进行加热的集热器（53）、设置在进水管（41）上的循环水泵（54）以及用于保持换热桶（51）内压强稳定的调节组件；所述进水管（41）与换热管（52）的出水端相连，所述出水管（42）与换热管（52）的进水端相连。
2.根据权利要求1所述的一种埋地管道防冻结构，其特征在于：所述换热管（52）呈螺旋状设置。
3.根据权利要求1所述的一种埋地管道防冻结构，其特征在于：所述调节组件包括与换热桶（51）相连通的圆管（61）、固定设置在圆管（61）内壁上的密封环（62）、滑动设置在圆管（61）内的密封球（63）以及用于推动密封球（63）抵在密封环（62）上的弹性件；所述密封球（63）位于密封环（62）背离换热桶（51）的一侧。
4.根据权利要求3所述的一种埋地管道防冻结构，其特征在于：所述弹性件为设置在圆管（61）内的弹簧（64），所述弹簧（64）的一端与圆管（61）固定、弹簧（64）的另一端与密封球（63）固定。
5.根据权利要求1所述的一种埋地管道防冻结构，其特征在于：所述交互管（3）上一体成型设置有散热片（31），所述散热片（31）伸进管道本体（1）内。
6.根据权利要求1所述的一种埋地管道防冻结构，其特征在于：所述交互管（3）沿着管道本体（1）的周向面设置有多个。
7.根据权利要求1所述的一种埋地管道防冻结构，其特征在于：所述管道本体（1）上嵌设有电伴热带（7）。
8.根据权利要求1所述的一种埋地管道防冻结构，其特征在于：所述管道本体（1）的外壁上包覆有保温层（11），所述保温层（11）上包覆有防护层（12）。
9.根据权利要求8所述的一种埋地管道防冻结构，其特征在于：所述保温层（11）为保温棉层，所述防护层（12）为硅橡胶层。
10.一种埋地管道防冻结构的施工方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
步骤一、在地面上开挖出用于放置管道本体（1）的深坑；
步骤二、在坑底铺设炉渣，将管道本体（1）放置在深坑中，再次倾倒炉渣将管道本体（1）掩埋，然后回填土，将深孔填平。
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