CN113790621A - 一种复合式新型热管装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合式新型热管装置,属于生态工程技术设备领域,包括:包括:固定基座,热管机构,设于固定基座上,用于热量的散发,其中:热管机构包括外基管和内套管,固定基座的上表面靠近边缘处安装设置有外基管,固定基座的上表面靠近中心处安装设置有内套管,以及管路机构。该高效冻土防治稳固冻土基础的热棒,通过热管机构的使用,可以使内部的散热介质形成单独的两个部分,对温度进行更好的交互、循环,以便整个体系的流通,保证内部温度的均衡,提高使用的效果,通过管路机构的使用,可以对分布式管路进行对应的设计,实现热管蒸发段在待散热介质内部的均匀布设,实现对待散热介质的整体性、均匀性散热。

Description

一种复合式新型热管装置
技术领域
本发明属于生态工程技术设备领域,具体为一种复合式新型热管装置。
背景技术
热棒是一种具有很高传热能力的器件,其具有较大的传热能力、较高的等温性以及热流变幻的能力和恒温特性,在寒区工程应用中,热棒作为有效地处理手段之一,被广泛地应用,它能有效地阻止土体的冻胀和融沉,增大多年冻土地基的强度,提高多年冻土地基的稳定性,热棒是由一根密封的管组成,里面充以工质,管的上部设有散热翅片(放热端),下部置于土壤中(吸热端),当放热端与吸热端之间存在温差(放热端温度低于吸热端温度时),吸热端吸收土壤中的热量并将热量传至放热端,通过放热端散热翅片,将热能散至大气中,进而降低土壤温度(放热端与吸热端温差≥0.1℃时,热棒便可启动工作),只要放热端与吸热端之间存在温差,这种循环便可持续进行下去,受重力影响,当吸热端的温度低于放热端的温度时,热棒即会停止工作,因此热棒不仅可将冷量传递储藏于地下,同时又可以有效阻止热量传于地下,是一种可控制能量传递方向的高效热导装置。
在寒区,受制于季节冻土或常年冻土的影响,几乎所有铁路、公路、管线工程、桥梁、涵洞、隧道、机场跑道、通讯线路塔、输电线路塔、水利工程及港口工程等项目,均会受到冻土的制约与影响,使相关工程基础均会不同程度地出现冻胀和融沉变形,从而不仅制约了相关项目的使用安全,同时使部分项目根本无法得以实施,严重制约并影响了相关地区的经济建设与发展,热棒作为一种无需外界能源而能够对地基实施冷却的方法,使其成为在寒区工程中能够主动解决地基冻胀、融沉变形的唯一措施,在实际工程应用中,除热棒技术以外,几乎所有解决冻土的措施基本为被动方式,如采用保温材料、碎石路基、通风管道、遮阳板等,但所有的被动方法,均为减少冻土融化的速率,而无主动冷却路基的功效,同时,为实现相关工程的建设,所采用的大量被动解决冻土的方案,不仅施工费用投入巨大,而且其稳定性将存在不同程度的隐患。
发明内容
本发明的目的在于:通过热管机构的使用,可以使内部的散热介质形成单独的两个部分,对温度进行更好的交互、循环,以便整个体系的流通,保证内部温度的均衡,提高使用的效果,通过管路机构的使用,可以对分布式管路进行对应的设计,实现热管蒸发段在待散热介质内部的均匀布设,实现对待散热介质的整体性、均匀性散热。
本发明采用的技术方案如下:一种复合式新型热管装置,其特征在于,包括:
固定基座;
热管机构,设于固定基座上,用于热量的散发,其中:所述热管机构包括外基管和内套管,所述固定基座的上表面靠近边缘处安装设置有外基管,所述固定基座的上表面靠近中心处安装设置有内套管;以及
管路机构,设于热管机构上,用于热量的吸取,其中:所述管路机构包括连通部件和分布式管路,所述外基管的外表面底部处两侧均连通设置有分布式管路,所述分布式管路为热管的蒸发段。
其中,所述外基管包括冷凝段和绝热段,所述绝热段设置于固定基座的顶部,所述冷凝段设置于绝热段的顶部,所述冷凝段和绝热段的内部空间自上而下相连通。
其中,所述连通部件包括:
流出组件,设于外基管上,用于内部液体的流出;以及
流入组件,设与外基管上并延伸至内套管上。
其中,所述流出组件包括内液出口,所述外基管的外表面一侧靠近底部处开设有内液出口,所述内液出口的一侧安装设置有分布式管路的一端。
其中,所述流入组件包括外液入口,所述外基管的外表面一侧靠近底部处开设有外液入口,所述外液入口的内壁安装设置有分布式管路,所述分布式管路的一端连通设置于内套管的一侧底部处。
其中,所述外液入口的外表面安装设置有外封口块,所述内液出口的外表面安装设置有外封口块。
其中,还包括散热机构,所述散热机构包括散热翅片,所述外基管的外表面靠近顶部处固定连接有散热翅片。
其中,所述外基管的内部填充设置有介质,所述内套管的内部填充设置有介质,所述分布式管路的内部填充设置有介质。
其中,所述外基管的上表面中心处固定连接有中心半球。
其中,所述外基管一体成型,所述分布式管路可依据实际需要调节结构与几何尺寸。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
(1)本发明中,通过热管机构的使用,可以使内部的散热介质形成单独的两个部分,对温度进行更好的交互、循环,以便整个体系的流通,保证内部温度的均衡,提高使用的效果。
(2)本发明中,通过管路机构的使用,可以对分布式管路进行对应的设计,实现热管蒸发段在待散热介质内部的均匀布设,实现对待散热介质的整体性、均匀性散热。
附图说明
图1为本发明的部分剖视图;
图2为本发明的部分剖视图;
图3为本发明实施例一的第一视角立体图;
图4为本发明实施例一的第二视角立体图;
图5为本发明实施例二的第一视角立体图;
图6为本发明实施例二的第二视角立体图。
图中标记:1、固定基座;2、介质;3、内套管;4、外基管;5、中心半球;6、散热翅片;7、冷凝段;8、绝热段;9、分布式管路;10、外封口块;11、外液入口;12、内液出口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一,参照图1-4:一种复合式新型热管装置,其特征在于,包括:
固定基座1;
热管机构,设于固定基座1上,用于热量的散发,其中:热管机构包括外基管4和内套管3,固定基座1的上表面靠近边缘处安装设置有外基管4,固定基座1的上表面靠近中心处安装设置有内套管3;以及
管路机构,设于热管机构上,用于热量的吸取,其中:管路机构包括连通部件和分布式管路9,外基管4的外表面底部处两侧均连通设置有分布式管路9,分布式管路9为热管的蒸发段。
本实施例中:根据事先规划好的路线进行布置安装地基,使热管的固定基座1可以稳固的安置在地面不容易进行移动,外基管4和内套管3结合使用,形成热管,外基管4顶部封闭,内套管3顶部开口,使内部的散热工质形成单独的两个部分,对温度进行更好的交互、循环,以便整个体系的流通,保证内部温度的均衡,提高使用的效果,分布式管路9为圆形排布在土壤下方,为整体热管的蒸发段,与突然的接触面积更大,吸热的效果更好,外基管4外进行防腐处理,内壁采用化学成膜方法处理,用热镀锌做防腐处理的热棒外表面应具有金属光泽,无裂纹、凹坑及毛刺缺陷,焊缝平整光滑,用油漆做防腐处理的热棒外表面应成膜均匀、无裂纹及结疤,翅片间无镶人物。
具体的,外基管4包括冷凝段7和绝热段8,绝热段8设置于固定基座1的顶部,冷凝段7设置于绝热段8的顶部,冷凝段7和绝热段8的内部空间自上而下相连通。
本实施例中:外基管4的;两个部分分工不同,冷凝段7为热管内工质放热凝结的部分,绝热段8位于热管冷凝段7底部、不与外界换热的部分,内部公至在分布式管路9内吸热汽化,上升至冷凝段7液化,经过绝热段8落回热管底部,进入分布式管路9进行循环降温。
具体的,连通部件包括:
流出组件,设于外基管4上,用于内部液体的流出;以及
流入组件,设与外基管4上并延伸至内套管3上。
本实施例中:流出组件与流入组件组合使用,保证热管内部的工质可以与分布式管路9内的进行循环流通,保证降温的效果。
具体的,流出组件包括内液出口12,外基管4的外表面一侧靠近底部处开设有内液出口12,内液出口12的一侧安装设置有分布式管路9的一端。
本实施例中:内液出口12与分布式管路9进行连接,使外基管4内的工质进入分布式管路9,且连接位置封闭处理。
具体的,流入组件包括外液入口11,外基管4的外表面一侧靠近底部处开设有外液入口11,外液入口11的内壁安装设置有分布式管路9,分布式管路9的一端连通设置于内套管3的一侧底部处。
本实施例中:外基管4内的工质通过内液出口12进入分布式管路9进行循环后,吸取土壤内的温度,再由外液入口11进行入内套管3内部,进行蒸发汽化,保证温度的散发,形成降温循环。
具体的,外液入口11的外表面安装设置有外封口块10,内液出口12的外表面安装设置有外封口块10。
本实施例中:外封口块10可以保证分布式管路9与内液出口12和外液入口11之间的连接更加紧密,不会出现内部工质流出的情况。
具体的,还包括散热机构,散热机构包括散热翅片6,外基管4的外表面靠近顶部处固定连接有散热翅片6。
本实施例中:散热翅片6分布在外基管4上,增大外基管4与外界的接触面积,使产生的温度更容易散发出去,提高散热的效果,一般的散热翅片6分为四种,分别为:螺旋圆盘翅片、齿型翅片、轧制翅片和纵向翅片。
具体的,外基管4的内部填充设置有介质2,内套管3的内部填充设置有介质2,分布式管路9的内部填充设置有介质2。
本实施例中:热管工质选用优等品级的液体无水氨(液氨)或工业液体二氧化碳,或其他同效果的可以进行降温使用的液体,经过外基管4到分布式管路9再进入内套管3,实现温度的降低以及保持。
具体的,外基管4的上表面中心处固定连接有中心半球5。
本实施例中:中心半球5位于顶部,与外基管4连通设置,可以选择温度检测的安装。
具体的,外基管4一体成型,分布式管路9可依据实际需要调节结构与几何尺寸。
本实施例中:用于制造热管的外基管4为冷拔(轧)无缝钢管,且直线段的弯曲度应不大于1.5mm/m。
实施例二,参照图5-6:一种复合式新型热管装置,其特征在于,包括:
固定基座1;
热管机构,设于固定基座1上,用于热量的散发,其中:热管机构包括外基管4和内套管3,固定基座1的上表面靠近边缘处安装设置有外基管4,固定基座1的上表面靠近中心处安装设置有内套管3;以及
管路机构,设于热管机构上,用于热量的吸取,其中:管路机构包括连通部件和分布式管路9,外基管4的外表面底部处两侧均连通设置有分布式管路9。
本实施例中:根据事先规划好的路线进行布置安装地基,使热管的固定基座1可以稳固的安置在地面不容易进行移动,外基管4和内套管3结合使用,形成热管,外基管4顶部封闭,内套管3顶部开口,使内部的散热工质形成单独的两个部分,对温度进行更好的交互、循环,以便整个体系的流通,保证内部温度的均衡,提高使用的效果,分布式管路9为方形排布在土壤下方,且不同测试点的温度不一样,根据正产状态下检测,外基管4的底部温度在26℃左右、中部温度在24℃左右、顶部温度在25℃左右,与分布式管路9连接的流出位27℃左右、流入位28℃左右,分布式管路9中的三个弯道处均在26℃左右,外基管4外进行防腐处理,内壁采用化学成膜方法处理,用热镀锌做防腐处理的热棒外表面应具有金属光泽,无裂纹、凹坑及毛刺缺陷,焊缝平整光滑,用油漆做防腐处理的热棒外表面应成膜均匀、无裂纹及结疤,翅片间无镶人物
使用时,根据事先规划好的路线进行布置安装地基,使热管的固定基座1可以稳固的安置在地面不容易进行移动,根据地理位置以及要求的不同进行分布式管路9的排布,使分布式管路9发挥最大的作用,向热管内部冲入介质2后,对排布完成的分布式管路9进行掩埋,使整个系统工作带走冻土的温度,进行防护,外基管4中的介质2通过内液出口12进入分布式管路9中进行循环,吸取土壤中的温度后通过外液入口11进入内套管3,介质2蒸发成气体,使冻土位置的温度降低,蒸发的介质2通过绝热段8进入冷凝段7,分布在外基管4外部对的散热翅片6,增大外基管4与外界的接触面积,使产生的温度更容易散发出去,提高散热的效果,当汽化的介质2经过冷凝液化,在落入外基管4内进行循环工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合式新型热管装置,其特征在于,包括:
固定基座(1);
热管机构,设于固定基座(1)上,用于热量的散发,其中:所述热管机构包括外基管(4)和内套管(3),所述固定基座(1)的上表面靠近边缘处安装设置有外基管(4),所述固定基座(1)的上表面靠近中心处安装设置有内套管(3);以及
管路机构,设于热管机构上,用于热量的吸取,其中:所述管路机构包括连通部件和分布式管路(9),所述外基管(4)的外表面底部处两侧均连通设置有分布式管路(9),所述分布式管路(9)为热管的蒸发段。
2.根据权利要求1所述的一种复合式新型热管装置,其特征在于,所述外基管(4)包括冷凝段(7)和绝热段(8),所述绝热段(8)设置于固定基座(1)的顶部,所述冷凝段(7)设置于绝热段(8)的顶部,所述冷凝段(7)和绝热段(8)的内部空间自上而下相连通。
3.根据权利要求2所述的一种复合式新型热管装置,其特征在于,所述连通部件包括:
流出组件,设于外基管(4)上,用于内部液体的流出;以及
流入组件,设与外基管(4)上并延伸至内套管(3)上。
4.根据权利要求3所述的一种复合式新型热管装置,其特征在于,所述流出组件包括内液出口(12),所述外基管(4)的外表面一侧靠近底部处开设有内液出口(12),所述内液出口(12)的一侧安装设置有分布式管路(9)的一端。
5.根据权利要求4所述的一种复合式新型热管装置,其特征在于,所述流入组件包括外液入口(11),所述外基管(4)的外表面一侧靠近底部处开设有外液入口(11),所述外液入口(11)的内壁安装设置有分布式管路(9),所述分布式管路(9)的一端连通设置于内套管(3)的一侧底部处。
6.根据权利要求5所述的一种复合式新型热管装置,其特征在于,所述外液入口(11)的外表面安装设置有外封口块(10),所述内液出口(12)的外表面安装设置有外封口块(10)。
7.根据权利要求6所述的一种复合式新型热管装置,其特征在于,还包括散热机构,所述散热机构包括散热翅片(6),所述外基管(4)的外表面靠近顶部处固定连接有散热翅片(6)。
8.根据权利要求6所述的一种复合式新型热管装置,其特征在于,所述外基管(4)的内部填充设置有介质(2),所述内套管(3)的内部填充设置有介质(2),所述分布式管路(9)的内部填充设置有介质(2)。
9.根据权利要求6所述的一种复合式新型热管装置,其特征在于,所述外基管(4)的上表面中心处固定连接有中心半球(5)。
10.根据权利要求6所述的一种复合式新型热管装置,其特征在于,所述外基管(4)一体成型,所述分布式管路(9)可依据实际需要调节结构与几何尺寸。
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