CN113108354A - 一种用于供热管网的三通补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于供热设备技术领域,公开了一种用于供热管网的三通补偿装置,其包括:人井装置和设置在人井装置内的补偿管道,人井装置上形成有用于连接第一主管道、第二主管道和分支管道的通道,补偿管道包括第一连接支路和第二连接支路,第一连接支路的一端用于与第一主管道相连,第二连接支路的一端用于与第二主管道相连,第一连接支路的另一端和第二连接支路的另一端同时用于与分支管道相连。第一连接支路和第二连接支路构造成U型管道,U型管道的靠近分支管道的一端上设有阀门,U型管道构造为能够将第一主管道和第二主管道的轴向位移转化为U型管道的横向位移。该三通补偿装置能够减小管道轴向应力集中问题,减小传统补偿方式的占地面积。
Description
技术领域
本发明属于供热设备技术领域,具体涉及一种用于供热管网的三通补偿装置。
背景技术
近些年,城市供热工程趋于向大温差大口径发展,这使得直埋供热管道具有较大的轴向应力,尤其大口径直管段会产生轴向循环塑性变形,对管道和管附件,如三通、阀门造成破坏,也是许多管道爆管的主要原因。因此,直埋供热管道应力问题逐渐突出并成为供热工程中的技术重点,尤其直埋三通处是供热管线的应力集中点,也是薄弱点。
目前,三通处的常规布置一般是在三通附近设置固定墩和套筒补偿器,并且抽出的支线还需要设置Z型弯管及支线阀门井。此方式在实际操作中存在诸多不便:1)通过应力计算,采用次布置方法时三通应力通常在许用应力的70-100%,甚至在一些情况下会更高而超过许用应力,成为爆管的隐患;2)需要设置两个补偿井,一个支线阀门井和一个固定支墩,工程投资较高;3)三通通常设置在城市道路路口处,设置固定墩和套筒补偿器、支线Z型弯管、阀门井等,需要更大的占地空间和施工工作面,施工难度高周期长,从而对城市交通造成巨大压力和施工成本的增加;4)此布置方式受管线布置、交通和地下管线等条件的影响较大,条件变化时,需根据新条件进行重新布置并应力计算。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题,本发明目的在于提供一种用于供热管网的三通补偿装置,减小管道轴向应力集中于三通的问题,同时还能够减小传统补偿方式的占地面积,降低布置难度,适应性强。
根据本发明的一种用于供热管网的三通补偿装置包括人井装置和设置在人井装置内的补偿管道,人井装置上形成有用于连接第一主管道、第二主管道和分支管道的通道,补偿管道包括第一连接支路和第二连接支路,第一连接支路的一端用于与第一主管道相连,第二连接支路的一端用于与第二主管道相连,第一连接支路的另一端和第二连接支路的另一端同时用于与分支管道相连。其中,第一连接支路和第二连接支路构造成U型管道,U型管道的靠近分支管道的一端上设有阀门,U型管道构造为能够将第一主管道和第二主管道的轴向位移转化为U型管道的横向位移。
进一步地,第一连接支路包括依次连接的第一管线、第一弯头连通器、第二管线、第二弯头连通器、第三管线和第三弯头连通器,第一管线用于与第一主管道相连,第三管线用于连接第二弯头连通器与第三弯头连通器,第三弯头连通器的自由端用于与分支管道相连,阀门设置在第三管线上,其中,第一弯头连通器和第二弯头连通器构造为90度弯头,第一管线垂直于第一主管道的轴线与第一主管道相连,第一管线、第二管线和第三管线构造成U型管道。
进一步地,第二连接支路包括依次连接的第四管线、三通连通器和第二管线,其中,三通连通器构造为T型三通,T型三通包括第一连接端、与第一连接端相对的第二连接端和第三连接端,第二管线包括连接第一弯头连通器与第一连接端的第一子管线和连接第二连接端与第二弯头连通器的第二子管线,第四管线用于连接第二主管道与第三连接端,其中,第四管线垂直于第二主管道的轴线与第二主管道相连,第四管线、第二子管线和第三管线构造成U型管道。
进一步地,第三弯头连通器与分支管道连接后,分支管道、第三管线和第二管线形成为Z字型结构。
进一步地,第一管线和第四管线分别垂直连接于第一主管道和第二主管道的下方,第三管线位于第一主管道和第二主管道的左侧,以使得分支管道连接于第一主管道和第二主管道的左侧。
进一步地,第一管线和第四管线分别垂直连接于第一主管道和第二主管道的下方,第三管线位于第一主管道和第二主管道的左侧,以使得分支管道连接于第一主管道和第二主管道的右侧。
进一步地,第一管线和第四管线分别垂直连接于第一主管道和第二主管道的上方,第三管线位于第一主管道和第二主管道的左侧,以使得分支管道连接于第一主管道和第二主管道的左侧。
进一步地,第一管线和第四管线分别垂直连接于第一主管道和第二主管道的上方,第三管线位于第一主管道和第二主管道的右侧,以使得分支管道连接于第一主管道和第二主管道的右侧。
进一步地,第一弯头连通器、第二弯头连通器和第三弯头连通器选用规格相同的弯头部件,弯头部件的弯曲半径为弯头部件的外径的1.5倍。
进一步地,第一弯头连通器、第二弯头连通器和第三弯头连通器选用规格相同的弯头部件,弯头部件的弯曲半径大于弯头部件的外径的1.5倍。
与现有技术相比,本发明的三通补偿装置具有以下几方面的优点:1)本发明的三通补偿装置仅使用一个人井装置的空间就能完成应力补偿,使占用空间降低;2)本发明的三通补偿装置直接将阀门设置在井内,无需再另外设置支线阀门井;3)本发明的三通补偿装置工程造价较低,能够更好的对轴向应力进行缓冲和补偿,进而能够进一步有效地延长管线的使用寿命;4)本发明的三通补偿装置的引出形式众多,可以根据热用户实际情况选择具体的抽三通的形式,从而使得其能够降低环境和管线条件的制约,普适性较好。
附图说明
图1为本发明实施例的三通补偿装置的第一实施例的结构示意图;
图2为本发明实施例的三通补偿装置的第二实施例的结构示意图;
图3为本发明实施例的三通补偿装置的第三实施例的结构示意图;
图4为本发明实施例的三通补偿装置的第四实施例的结构示意图;
图5为本发明实施例的三通补偿装置的第五实施例的结构示意图;
图6为本发明实施例的三通补偿装置的第六实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明的一种用于供热管网的三通补偿装置做进一步详细的描述。
图1-图4示出了根据本发明的不同实施例的用于供热管网的三通补偿装置100的结构示意图。结合图1所示,根据本发明实施例的三通补偿装置100包括人井装置1和设置在人井装置1内的补偿管道2。人井装置1上形成有用于连接第一主管道10、第二主管道20和分支管道30的通道。补偿管道2包括第一连接支路21和第二连接支路22,第一连接支路21的一端用于与第一主管道10相连,第二连接支路22的一端用于与第二主管道20相连,第一连接支路21的另一端和第二连接支路22的另一端同时用于与分支管道30相连。其中,第一连接支路21和第二连接支路22构造成U型管道,U型管道的靠近分支管道30的一端上设有阀门40,U型管道构造为能够将第一主管道10和第二主管道20的轴向位移转化为U型管道的横向位移。
本申请中所提到的人井装置1应当理解为具有三个通道口,以使得人井装置1能够实现三通功能。本申请中所提到的U型可理解为近似为U型的结构,例如,U的底边可为直边,也可为弧形;U的侧边可为竖直设置,也可为倾斜设置。本申请中所提到的第一主管道10、第二主管道20应当理解为直埋供热管道。本申请中所提到的分支管道30应当理解为抽出支线管道。
本发明实施例的三通补偿装置100在使用时,人井装置1设置在地下且位于第一主管道10和第二主管道20的连接处,以使得第一主管道10和第二主管道20通过人井装置1实现连接。第一连接支路21的一端通过通道与第一主管道10相连,第二连接支路22的一端通过通道与第二主管道20相连,第一连接支路21的另一端和第二连接支路22的另一端同时通过通道与分支管道30相连。本发明实施例的三通补偿装置100通过将第一连接支路21和第二连接支路22构造成U型管道,这样,当直埋供热管道产生较大的轴向应力时,轴向应力能够在三通补偿装置100内通过U型管道的补偿管道2改变轴向应力的方向,从而能够将第一主管道10和第二主管道20的轴向位移转化为U型管道的横向位移。改变轴向应力方向后的U型管道的横向位移能够有效地完成应力补偿,从而降低爆管的隐患。
与现有技术相比,本发明实施例的三通补偿装置100仅使用一个人井装置1的空间就能完成应力补偿,使占用空间降低;本发明实施例的三通补偿装置100直接将阀门40设置在井内,无需再另外设置支线阀门40井。
优选地,如图1所示,第一连接支路21可包括依次连接的第一管线211、第一弯头连通器212、第二管线213、第二弯头连通器214、第三管线215和第三弯头连通器216,第一管线211用于与第一主管道10相连,第三管线215用于连接第二弯头连通器214与第三弯头连通器216,第三弯头连通器216的自由端用于与分支管道30相连,阀门40设置在第三管线215上。其中,第一弯头连通器212和第二弯头连通器214构造为90度弯头,第一管线211垂直于第一主管道10的轴线与第一主管道10相连,第一管线211、第二管线213和第三管线215构造成U型管道。
本申请中所示提到的第一弯头连通器212、第二弯头连通器214、第三弯头连通器216可为常规使用的弯头,其可形成为过渡段热膨胀的自然补偿器,其倍率在满足补偿量条件下可以取最小值,工程造价较低。通过上述设置,第一管线211垂直于第一主管道10的轴线与第一主管道10相连,可使得轴向应力的方向改为最大值90度,从而能够更好的对轴向应力进行缓冲和补偿,进而能够进一步有效地延长管线的使用寿命。
优选地,如图1所示,第二连接支路22可包括依次连接的第四管线221、三通连通器222和第二管线213。其中,三通连通器222构造为T型三通,T型三通包括第一连接端、与第一连接端相对的第二连接端和第三连接端,第二管线213可包括连接第一弯头连通器212与第一连接端的第一子管线213a和连接第二连接端与第二弯头连通器214的第二子管线213b,第四管线221用于连接第二主管道20与第三连接端。其中,第四管线221垂直于第二主管道20的轴线与第二主管道20相连,第四管线221、第二子管线213b和第三管线215构造成U型管道。
通过上述设置,第四管线221垂直于第二主管道20的轴线与第二主管道20相连,可使得轴向应力的方向改为最大值90度,从而能够更好的对轴向应力进行缓冲和补偿,进而能够进一步有效地延长管线的使用寿命。
在一个优选地实施方式中,第三弯头连通器216与分支管道30连接后,分支管道30、第三管线215和第二管线213可形成为Z字型结构。通过该设置,形成的Z字型结构能够多次改变应力的方向,从而能够最大程度地对轴向应力进行缓冲和补偿,进而通过Z字型结构来吸收管线的横向位移。
在第一个优选地实施例中,第一管线211和第四管线221可分别垂直连接于第一主管道10和第二主管道20的下方,第三管线215位于第一主管道10和第二主管道20的左侧,以使得分支管道30连接于第一主管道10和第二主管道20的左侧。
在第二个优选地实施例中,第一管线211和第四管线221可分别垂直连接于第一主管道10和第二主管道20的下方,第三管线215位于第一主管道10和第二主管道20的左侧,以使得分支管道30连接于第一主管道10和第二主管道20的右侧。
在第三个优选地实施例中,第一管线211和第四管线221可分别垂直连接于第一主管道10和第二主管道20的上方,第三管线215位于第一主管道10和第二主管道20的左侧,以使得分支管道30连接于第一主管道10和第二主管道20的左侧。
在第四个优选地实施例中,第一管线211和第四管线221可分别垂直连接于第一主管道10和第二主管道20的上方,第三管线215位于第一主管道10和第二主管道20的右侧,以使得分支管道30连接于第一主管道10和第二主管道20的右侧。
在第五个优选地实施例中,第一管线211和第四管线221可分别垂直连接于第一主管道10和第二主管道20的上方,第三管线215位于第一主管道10和第二主管道20的右侧,分支管道30连接于第一主管道10和第二主管道20的左侧。
在第六个优选地实施例中,第一管线211和第四管线221可分别垂直连接于第一主管道10和第二主管道20的下方,第三管线215位于第一主管道10和第二主管道20的右侧,分支管道30连接于第一主管道10和第二主管道20的左侧。
本申请的“左右”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。通过上述设置,本发明实施例的三通补偿装置100的引出形式众多,可以根据热用户实际情况选择具体的抽三通的形式,从而使得其能够降低环境和管线条件的制约,普适性较好。
在一个优选地实施方式中,第一弯头连通器212、第二弯头连通器214和第三弯头连通器216选用规格相同的弯头部件,弯头部件的弯曲半径为弯头部件的外径的1.5倍。
通常情况,根据管道(即第一主管道10和第二主管道20)的补偿量,弯头部件的弯曲半径为弯头部件的外径的1.5倍即可,即弯头部件的曲率半径R=1.5D。若该数据无法满足管道的补偿量时,可适当增加弯头部件的弯曲半径与弯头部件的外径的倍率,以增加补偿量。例如,可优选地,第一弯头连通器212、第二弯头连通器214和第三弯头连通器216可选用规格相同的弯头部件,弯头部件的弯曲半径可大于弯头部件的外径的1.5倍。
现结合实例,对上述技术方案进行数据说明:
在实际的工程中,按照业主的热需求,从管径为DN1000、设计压力为1.49MPa的一段主管道抽出一根管径为DN125的支线。输送路是绝大部分为直线的情况。此三通需设置补偿。参数如下:管径D—1020mm;设计压力P—1.49MPa;补偿量=300mm。方案一,选用现有技术中的常规设置方式:固定墩+套筒补偿器:根据计算固定墩+套筒补偿器设备加施工费用约17万元,费用较高。方案二,采用本发明实施例的三通补偿装置100:根据计算三通补偿装置100,费用约8万元,工程费用很低。由上可见,从布置难度、节省空间、管网投资、综合性能和适用性考虑,三通补偿井均具有很大的优势。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,包括人井装置和设置在所述人井装置内的补偿管道,所述人井装置上形成有用于连接第一主管道、第二主管道和分支管道的通道,所述补偿管道包括第一连接支路和第二连接支路,所述第一连接支路的一端用于与第一主管道相连,所述第二连接支路的一端用于与第二主管道相连,所述第一连接支路的另一端和所述第二连接支路的另一端同时用于与分支管道相连,其中,所述第一连接支路和所述第二连接支路构造成U型管道,所述U型管道的靠近所述分支管道的一端上设有阀门,所述U型管道构造为能够将所述第一主管道和所述第二主管道的轴向位移转化为所述U型管道的横向位移。
2.根据权利要求1所述的用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,所述第一连接支路包括依次连接的第一管线、第一弯头连通器、第二管线、第二弯头连通器、第三管线和第三弯头连通器,所述第一管线用于与所述第一主管道相连,所述第三管线用于连接所述第二弯头连通器与所述第三弯头连通器,所述第三弯头连通器的自由端用于与所述分支管道相连,所述阀门设置在所述第三管线上,其中,所述第一弯头连通器和所述第二弯头连通器构造为90度弯头,所述第一管线垂直于所述第一主管道的轴线与所述第一主管道相连,所述第一管线、所述第二管线和所述第三管线构造成所述U型管道。
3.根据权利要求2所述的用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,所述第二连接支路包括依次连接的第四管线、三通连通器和所述第二管线,其中,所述三通连通器构造为T型三通,所述T型三通包括第一连接端、与所述第一连接端相对的第二连接端和第三连接端,所述第二管线包括连接所述第一弯头连通器与所述第一连接端的第一子管线和连接所述第二连接端与所述第二弯头连通器的第二子管线,所述第四管线用于连接所述第二主管道与所述第三连接端,其中,所述第四管线垂直于所述第二主管道的轴线与所述第二主管道相连,所述第四管线、所述第二子管线和所述第三管线构造成所述U型管道。
4.根据权利要求3所述的用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,所述第三弯头连通器与所述分支管道连接后,所述分支管道、所述第三管线和所述第二管线形成为Z字型结构。
5.根据权利要求3或4所述的用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,所述第一管线和所述第四管线分别垂直连接于所述第一主管道和所述第二主管道的下方,所述第三管线位于所述第一主管道和所述第二主管道的左侧,以使得所述分支管道连接于所述第一主管道和所述第二主管道的左侧。
6.根据权利要求3或4所述的用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,所述第一管线和所述第四管线分别垂直连接于所述第一主管道和所述第二主管道的下方,所述第三管线位于所述第一主管道和所述第二主管道的左侧,以使得所述分支管道连接于所述第一主管道和所述第二主管道的右侧。
7.根据权利要求3或4所述的用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,所述第一管线和所述第四管线分别垂直连接于所述第一主管道和所述第二主管道的上方,所述第三管线位于所述第一主管道和所述第二主管道的左侧,以使得所述分支管道连接于所述第一主管道和所述第二主管道的左侧。
8.根据权利要求3或4所述的用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,所述第一管线和所述第四管线分别垂直连接于所述第一主管道和所述第二主管道的上方,所述第三管线位于所述第一主管道和所述第二主管道的右侧,以使得所述分支管道连接于所述第一主管道和所述第二主管道的右侧。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,所述第一弯头连通器、第二弯头连通器和第三弯头连通器选用规格相同的弯头部件,所述弯头部件的弯曲半径为所述弯头部件的外径的1.5倍。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的用于供热管网的三通补偿装置,其特征在于,所述第一弯头连通器、第二弯头连通器和第三弯头连通器选用规格相同的弯头部件,所述弯头部件的弯曲半径大于所述弯头部件的外径的1.5倍。
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