CN113062410A - 一种冬期施工用防冻水管装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冬期施工用防冻水管装置及使用方法，包括水管，设置在水管内壁上的安装架结构、安装在安装架结构上的加热结构、安装在水管内壁上的温度传感器、设置在保温套外侧且与温度传感器和加热结构电性连接的控制模块以及对温度传感器、控制模块和加热结构供电的发电模块，当温度传感器监测到水管内温度低于5℃时发电模块会对加热结构供电维持水管内部温度在10℃以上。利用安装架结构将加热结构安装在水管内部，利用发电模块在正常出水情况下进行发电蓄电，当温度传感器监测到温度低于5℃时，通过控制模块控制发电模块对加热结构进行输电，达到对水管内部进行升温和除冰处理，防止水管出现结冰导致第二天早晨无法正常使用的问题。

Description

一种冬期施工用防冻水管装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种冬期施工防冻水管装置机使用方法，尤其涉及在消防用水管道、施工用水管道冬季管道内存水冻结，用水困难的问题，属于建筑工程施工技术领域。

背景技术

在施工现场，消防用水、施工生产用水是工程项目不可或缺的，在北方地区冬天气温低于0℃后(部分地区会低于零下10℃)，消防水管、施工用水水管会随着天气的变化、气温的降低，水管内的液体常常会冻结成冰。同时因为水结冰之后体积会增大，而水管会收缩，所以被撑出裂纹，被撑裂导致用水困难，给施工作业带来一定的安全隐患和施工不便。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出一种冬期施工用防冻水管装置及使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种冬期施工用防冻水管装置，包括水管，还包括设置在水管内壁上的安装架结构、安装在安装架结构上的加热结构、安装在水管内壁上的温度传感器、设置在保温套外侧且与温度传感器和加热结构电性连接的控制模块以及对温度传感器、控制模块和加热结构供电的发电模块，当温度传感器监测到水管内温度低于5℃时发电模块会对加热结构供电维持水管内部温度在10℃以上。

进一步优选地，所述安装架结构包括一体连接的本体以及周向分布在本体外侧的若干个弹性支撑体，所述本体通过弹性支撑体安装在水管靠近两端位置的内壁上，每个所述弹性支撑体上均设置有用于安装加热结构的安装单元。

进一步优选地，所述加热结构包括电加热丝以及安装在电加热丝外侧的定位件，所述安装单元包括与定位件相适配且沿水管长度方向开设的安装槽。

进一步优选地，所述发电模块包括发电/电机一体机、固定连接在发电/电机一体机输出端且位于水管内部并带有破碎齿的叶轮。

进一步优选地，所述水管的外侧套装有保温结构，所述保温结构包括保温管以及安装在保温管两端且与水管外壁密封安装的橡胶堵头。

进一步优选地，所述保温管内部设置有与发电/电机一体机电性连接的蠕动泵以及用于连通水管的连接管一和连接管二，所述连接管一和连接管二分别安装在蠕动泵的输出端和输入端并于水管组成闭合回路。

本发明还公开了一种冬期施工用防冻水管装置的使用方法，包括以下步骤：

首先将安装有保温结构和蠕动泵的水管与现场施工水管安装并连通，当水管正常出水时，内部水流会带动叶轮转动并通过发电/电机一体机进行蓄电，遇到温度较低工况时，通过温度传感器实时监测水管内部的温度是否低于5℃，如果低于5℃时，控制模块控制发电/ 电机一体机对加热结构进行输电对水管内部的水进行加热处理直至温度在10℃以上，当水管停止出水时，控制模块将控制蠕动泵开启通过连接管一和连接管二对内部的水进行循环流动处理。

进一步优选地，所述水管远离出水口的一端设置有受控制模块控制且与发电/电机一体机电性连接的电磁阀，所述水管上设置有一与水管内部连通的负压储水仓，所述负压储水仓内部设置有负压生成机构且底部设置有排气孔。

进一步优选地，所述负压生成机构包括与负压储水仓内壁密封且滑动配合的托盘以及安装在负压储水仓底部用于推动托盘且受控制模块控制并与发电/电机一体机电性连接的推动器，所述托盘上设置有受控制模块控制且与发电/电机一体机电性连接的发热模块和压力传感器。

本发明还公开了一种冬期施工用防冻水管装置的使用方法，包括以下步骤：

首先将安装有负压储水仓的水管与现场施工水管安装并连通，当水管正常出水时，此时托盘位于负压储水仓的顶部且封堵头封堵负压储水仓和水管的连通处，水管内部水流会带动叶轮转动并通过发电/ 电机一体机进行蓄电，遇到温度较低工况时，通过温度传感器实时监测水管内部的温度是否低于5℃，如果低于5℃时，控制模块控制发电/电机一体机对加热结构进行输电对水管内部的水进行加热处理直至温度维持在10℃以上，当水管停止出水时，控制模块控制电磁阀关闭、推动器启动，推动器会收缩拉动托盘向排气孔一侧运动，水管内部的水受压强作用完全进入到负压储水仓中且还预留有结冰空间，待下次打开水管开关时，仍旧通过水管出水，且控制模块通过推动器和压力传感器协同作业控制发电/电机一体机是否对发热模块进行输电，如果受到设定值以上的压力则为出现结冰现象，此时对发热模块进行输电，加速冰层融化，直到压力处于正常值时，推动器带动托盘向负压储水仓的顶部移动，直到封堵头封堵负压储水仓和水管的连通处。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1.本发明中设置有利用安装架结构将加热结构安装在水管内部，利用发电模块在正常出水情况下进行发电蓄电，当温度传感器监测到温度低于5℃时，通过控制模块控制发电模块对加热结构进行输电，达到对水管内部进行升温和除冰处理，在夜间也能通过该种方式实现保温以及除冰处理，防止水管出现结冰导致第二天早晨无法正常使用的问题。

2.本发明中安装架结构包括本体以及弹性支撑体，通过将安装架结构安装在水管内部，通过旋转本体使得弹性支撑体出现形变，进而达到稳定的状态，由于现场水管的压力较小，该种弹性支撑体能够完全抵抗其管内压力，避免在正常出水时出现位置移动；加热结构包括电加热丝以及安装在电加热丝外侧的定位件，通过定位件与弹性支撑体上开设的安装槽进行连接，又由于弹性支撑体在安装后的变形，可以增强装置的。

3.本发明中发电模块包括发电/电机一体机和叶轮，通过正常出水时带动叶轮进行发电进行蓄电，进而实现对加热模块进行随时的输电，达到保温和除冰的效果，同时还能通过叶轮上的破碎齿对水管内部出现的冰渣进行粉碎处理，保护加热结构以免被造成损坏。

4.本发明中水管的外侧套装有保温结构，利用保温管以及端头处的橡胶堵头对水管进行保温处理，同时保温管内部安装有蠕动泵和连接管一和连接管二，在不使用水管时，通过蠕动泵将水管内部进行循环蠕动，防止内部的结冰。

5.本发明中还公开了另一个方案，通过在水管上设置有一负压储水仓以及内部的负压生成机构，利用负压生成机构将水管中存留的水完全吸收处理，在正常出水时，可以将内部的水返回至水管内部，来实现防冻效果，有效地保障正常出水效果。

附图说明

图1为本发明的实施例1的整体结构示意图；

图2为本发明中安装架结构的整体结构侧视图；

图3为本发明中安装架结构的整体结构自然状态下的侧视图；

图4为本发明中加热结构的局部侧视图；

图5为本发明的实施例2的整体结构示意图。

图中：1、水管；11、温度传感器；12、控制模块；2、安装架结构；21、本体；22、弹性支撑体；23、安装槽；3、加热结构；31、电加热丝；32、定位件；4、发电模块；41、发电/电机一体机；42、叶轮；5、保温管；51、蠕动泵；52、连接管一；53、连接管二；6、橡胶堵头；7、电磁阀；8、负压储水仓；81、排气孔；82、托盘；83、推动器；84、发热模块；85、压力传感器。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

如图1至图4所示，一种冬期施工用防冻水管装置，包括水管1，还包括设置在水管1内壁上的安装架结构2、安装在安装架结构2上的加热结构3、安装在水管1内壁上的温度传感器11、设置在保温套外侧且与温度传感器11和加热结构3电性连接的控制模块12以及对温度传感器11、控制模块12和加热结构3供电的发电模块4，当温度传感器11监测到水管1内温度低于5℃时发电模块4会对加热结构3供电维持水管1内部温度在10℃以上。

优选地方案，所述安装架结构2包括一体连接的本体21以及周向分布在本体21外侧的若干个弹性支撑体22，所述本体21通过弹性支撑体22安装在水管1靠近两端位置的内壁上，每个所述弹性支撑体22上均设置有用于安装加热结构3的安装单元。通过弹性支撑体22将本体21和加热结构3安装在水管1内部，由于水管1内部地压力不高，不会发生位置移动，只需要将弹性支撑体22按一定方向旋转一定角度出现一定的变形效果，可以实现稳定安装的效果。

进一步优选地，所述加热结构3包括电加热丝31以及安装在电加热丝31外侧的定位件32，所述安装单元包括与定位件32相适配且沿水管1长度方向开设的安装槽23。利用定位件32和安装槽23 实现配合，来保证加热结构3的安装效果，由于弹性支撑体22处于变形状态来保证其安装效果。

进一步优选地，所述发电模块4包括发电/电机一体机41(在此不做赘述)、固定连接在发电/电机一体机41输出端且位于水管1 内部并带有破碎齿的叶轮42。发电/电机一体机4为现有技术，新能源汽车最常用的永磁电机就是一体的，可以驱动车轮也可以发电，在此不作赘述，正常出水时带动叶轮42转动，发电/电机一体机4进行发电和蓄电过程，同时还可以利用叶轮42对内部产生的冰渣进行粉碎处理，进而有效保护加热结构3防止其表面受到损坏。

进一步优选地，所述水管1的外侧套装有保温结构，所述保温结构包括保温管5以及安装在保温管5两端且与水管1外壁密封安装的橡胶堵头6。利用保温管5通过橡胶堵头6实现对水管1的保温效果处理。

进一步优选地，所述保温管5内部设置有与发电/电机一体机41 电性连接的蠕动泵51以及用于连通水管1的连接管一52和连接管二 53，所述连接管一52和连接管二53分别安装在蠕动泵51的输出端和输入端并于水管1组成闭合回路。通过内部的蠕动泵51可以将水管在不使用情况下进行蠕动循环处理，通过内部水的蠕动可以避免内部持续受冷在内部出现结冰现象。

本发明还公开了一种冬期施工用防冻水管装置的使用方法，包括以下步骤：

首先将安装有保温结构和蠕动泵51的水管1与现场施工水管安装并连通，当水管1正常出水时，内部水流会带动叶轮42转动并通过发电/电机一体机41进行蓄电，遇到温度较低工况时，通过温度传感器11实时监测水管1内部的温度是否低于5℃，如果低于5℃时，控制模块12控制发电/电机一体机41对加热结构3进行输电对水管 1内部的水进行加热处理直至温度在10℃以上，当水管1停止出水时，控制模块12将控制蠕动泵51开启通过连接管一52和连接管二53对内部的水进行循环流动处理。

实施例2：

如图5所示，与实施例1不同的是，本实施例不采用水管1内部蠕动循环和外部保温的组合方式，所述水管1远离出水口的一端设置有受控制模块12控制且与发电/电机一体机41电性连接的电磁阀7，所述水管1上设置有一与水管1内部连通的负压储水仓8，所述负压储水仓8内部设置有负压生成机构且底部设置有排气孔81。通过排气孔81以及负压储水仓8结合使用将水管1中在电磁阀7关闭后存留的水完全进入负压储水仓8内部，防止水管1内部在不出水的情况下，不出现冰冻现象，可以保证装置的正常使用，当正常使用时，可以通过负压储水仓8内部的水排至水管1内部，综合使用达到意想不到的效果。

进一步优选地，所述负压生成机构包括与负压储水仓8内壁密封且滑动配合的托盘82以及安装在负压储水仓8底部用于推动托盘82 且受控制模块12控制并与发电/电机一体机41电性连接的推动器83，所述托盘82上设置有受控制模块12控制且与发电/电机一体机41电性连接的发热模块84和压力传感器85。通过推动其83将托盘82进行上下移动实现吸水和排水效果，通过托盘82上的发热模块84将托盘82上的冰渣进行融化，随后在压力传感器85和推动器83的结合使用后将内部水排入至正常排水的水管1的内部。

本发明还公开了一种冬期施工用防冻水管装置的使用方法，包括以下步骤：

首先将安装有负压储水仓8的水管1与现场施工水管安装并连通，当水管1正常出水时，此时托盘82位于负压储水仓8的顶部且封堵头封堵负压储水仓8和水管1的连通处，水管1内部水流会带动叶轮42转动并通过发电/电机一体机41进行蓄电，遇到温度较低工况时，通过温度传感器11实时监测水管1内部的温度是否低于5℃，如果低于5℃时，控制模块12控制发电/电机一体机41对加热结构3 进行输电对水管1内部的水进行加热处理直至温度维持在10℃以上，当水管1停止出水时，控制模块12控制电磁阀7关闭、推动器83启动，推动器83会收缩拉动托盘82向排气孔81一侧运动，水管1内部的水受压强作用完全进入到负压储水仓8中且还预留有结冰空间，待下次打开水管1开关时，仍旧通过水管1出水，且控制模块12通过推动器83和压力传感器85协同作业控制发电/电机一体机41是否对发热模块84进行输电，如果受到设定值以上的压力则为出现结冰现象，此时对发热模块84进行输电，加速冰层融化，直到压力处于正常值时，推动器83带动托盘82向负压储水仓8的顶部移动，直到封堵头封堵负压储水仓8和水管1的连通处。

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。所述替代可以是部分结构、器件、方法步骤的替代，也可以是完整的技术方案。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 (10)

1.一种冬期施工用防冻水管装置，包括水管(1)，其特征在于，还包括设置在水管(1)内壁上的安装架结构(2)、安装在安装架结构(2)上的加热结构(3)、安装在水管(1)内壁上的温度传感器(11)、设置在保温套外侧且与温度传感器(11)和加热结构(3)电性连接的控制模块(12)以及对温度传感器(11)、控制模块(12)和加热结构(3)供电的发电模块(4)，当温度传感器(11)监测到水管(1)内温度低于5℃时发电模块(4)会对加热结构(3)供电维持水管(1)内部温度在10℃以上。

2.根据权利要求1所述的一种冬期施工用防冻水管装置，其特征在于，所述安装架结构(2)包括一体连接的本体(21)以及周向分布在本体(21)外侧的若干个弹性支撑体(22)，所述本体(21)通过弹性支撑体(22)安装在水管(1)靠近两端位置的内壁上，每个所述弹性支撑体(22)上均设置有用于安装加热结构(3)的安装单元。

3.根据权利要求2所述的一种冬期施工用防冻水管装置，其特征在于，所述加热结构(3)包括电加热丝(31)以及安装在电加热丝(31)外侧的定位件(32)，所述安装单元包括与定位件(32)相适配且沿水管(1)长度方向开设的安装槽(23)。

4.根据权利要求3所述的一种冬期施工用防冻水管装置，其特征在于，所述发电模块(4)包括发电/电机一体机(41)、固定连接在发电/电机一体机(41)输出端且位于水管(1)内部并带有破碎齿的叶轮(42)。

5.根据权利要求4所述的一种冬期施工用防冻水管装置，其特征在于，所述水管(1)的外侧套装有保温结构，所述保温结构包括保温管(5)以及安装在保温管(5)两端且与水管(1)外壁密封安装的橡胶堵头(6)。

6.根据权利要求5所述的一种冬期施工用防冻水管装置，其特征在于，所述保温管(5)内部设置有与发电/电机一体机(41)电性连接的蠕动泵(51)以及用于连通水管(1)的连接管一(52)和连接管二(53)，所述连接管一(52)和连接管二(53)分别安装在蠕动泵(51)的输出端和输入端并于水管(1)组成闭合回路。

7.一种根据权利要求6所述的冬期施工用防冻水管装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先将安装有保温结构和蠕动泵(51)的水管(1)与现场施工水管安装并连通，当水管(1)正常出水时，内部水流会带动叶轮(42)转动并通过发电/电机一体机(41)进行蓄电，遇到温度较低工况时，通过温度传感器(11)实时监测水管(1)内部的温度是否低于5℃，如果低于5℃时，控制模块(12)控制发电/电机一体机(41)对加热结构(3)进行输电对水管(1)内部的水进行加热处理直至温度在10℃以上，当水管(1)停止出水时，控制模块(12)将控制蠕动泵(51)开启通过连接管一(52)和连接管二(53)对内部的水进行循环流动处理。

8.根据权利要求4所述的一种冬期施工用防冻水管装置，其特征在于，所述水管(1)远离出水口的一端设置有受控制模块(12)控制且与发电/电机一体机(41)电性连接的电磁阀(7)，所述水管(1)上设置有一与水管(1)内部连通的负压储水仓(8)，所述负压储水仓(8)内部设置有负压生成机构且底部设置有排气孔(81)。

9.根据权利要求8所述的一种冬期施工用防冻水管装置，其特征在于，所述负压生成机构包括与负压储水仓(8)内壁密封且滑动配合的托盘(82)以及安装在负压储水仓(8)底部用于推动托盘(82)且受控制模块(12)控制并与发电/电机一体机(41)电性连接的推动器(83)，所述托盘(82)上设置有受控制模块(12)控制且与发电/电机一体机(41)电性连接的发热模块(84)和压力传感器(85)。

10.一种根据权利要求9所述的冬期施工用防冻水管装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先将安装有负压储水仓(8)的水管(1)与现场施工水管安装并连通，当水管(1)正常出水时，此时托盘(82)位于负压储水仓(8)的顶部且封堵头封堵负压储水仓(8)和水管(1)的连通处，水管(1)内部水流会带动叶轮(42)转动并通过发电/电机一体机(41)进行蓄电，遇到温度较低工况时，通过温度传感器(11)实时监测水管(1)内部的温度是否低于5℃，如果低于5℃时，控制模块(12)控制发电/电机一体机(41)对加热结构(3)进行输电对水管(1)内部的水进行加热处理直至温度维持在10℃以上，当水管(1)停止出水时，控制模块(12)控制电磁阀(7)关闭、推动器(83)启动，推动器(83)会收缩拉动托盘(82)向排气孔(81)一侧运动，水管(1)内部的水受压强作用完全进入到负压储水仓(8)中且还预留有结冰空间，待下次打开水管(1)开关时，仍旧通过水管(1)出水，且控制模块(12)通过推动器(83)和压力传感器(85)协同作业控制发电/电机一体机(41)是否对发热模块(84)进行输电，如果受到设定值以上的压力则为出现结冰现象，此时对发热模块(84)进行输电，加速冰层融化，直到压力处于正常值时，推动器(83)带动托盘(82)向负压储水仓(8)的顶部移动，直到封堵头封堵负压储水仓(8)和水管(1)的连通处。

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