CN114150655A - 一种新型地热能源桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型地热能源桩，包括泵机组、预制桩和多个传热管，预制桩包括沿着轴线方向依次设置的多个桩体，每个桩体的外周壁上均设有多个安装块，每个桩体上的多个安装块均围绕预制桩的轴线周向间隔设置，每个桩体上的安装块分别与轴向相邻的桩体上的安装块一一对应且沿着预制桩的轴线方向依次同轴连接设置，每个安装块上均设有卡槽，沿着预制桩的轴向方向依次排布的多个安装块上的卡槽组成一个卡槽组，卡槽组有多个，多个传热管分别卡接固定在多个卡槽组内，避免将预制桩和传热管植入水泥土时，传热管随着预制桩的转动发生扭转形变，从而提高了埋管的存活率，每个安装块上均设有用于防止传热管从卡槽内脱落的卡扣组件。

Description

一种新型地热能源桩
技术领域
本发明涉及一种新型地热能源桩。
背景技术
随着社会的发展，常规的化石能源日渐短缺，地热作为一种无污染、可再生的清洁能源，与煤炭、石油和天然气等传统的化石能源相比，具备数量巨大、可再生、低碳、环保、就地取用等优势，地热能源桩是将地源热泵技术和建筑物桩基础结合起来的一种新技术，它除了承受上部荷载作用，还要具有传热功能。
如中国专利申请号为CN201810541985.7公开的静钻根植工法地热能源桩及其传热管埋设方法，其包括：预制桩，在预制桩外侧壁上设有多圈固定卡扣，各圈上的固定卡扣数量相同，各圈上的固定卡扣位置分别和附近圈的固定卡扣位置上下对应，且位置上下对应的多个固定卡扣呈竖直的一列排布，所述固定卡扣在竖直方向上设有中空的通道，各固定卡扣的通道与上方/下方对应位置的固定卡扣的通道连通；传热管，设置为环绕分布在预制桩四周的多个，所述传热管的数量设置为少于或等于单圈的固定卡扣数量，单个传热管通过上述一列固定卡扣固定在预制桩外侧，所述传热管沿竖直方向由上至下依次穿过对应固定卡扣的通道。该地热能源桩在植入预制桩和传热管时，预制桩会出现转动的现象，此时，预制桩四周通过卡扣固定的传热管会随着预制桩的转动发生扭转形变，从而导致传热管堵塞或破裂，使得埋管的存活率大大降低，影响了工作效率，造成了人力物力资源的浪费，投资损失。
一些发明(王忠瑾，CN201810541985.7)中，将传热管置于管桩的管壁中，在长期冷热循环过程中，传热管的膨胀和收缩会破坏管桩壁，影响其耐久性，造成桩基结构承载失效。而且需要在现场成桩过程中进行传热管的连接，由于现场成桩过程中施工环境比较复杂和恶劣，传热管连接的质量很难保证，同时会大大影响桩基的施工工期。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型地热能源桩，其可以通过将多个传热管分别卡接固定在多个卡槽组内，避免了将预制桩和传热管植入水泥土时，传热管随着预制桩的转动发生扭转形变，从而导致传热管堵塞或破裂的情况，提高了埋管的存活率，通过在安装块上设置卡扣组件，从而防止传热管从卡槽内脱落。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种新型地热能源桩，包括一泵机组、一预制桩和多个传热管，所述的预制桩包括沿着轴线方向依次设置的多个桩体，所述的每个桩体的外周壁上均设有多个安装块，且每个桩体上的多个安装块均围绕着预制桩的轴线周向间隔设置；
每个桩体上的安装块分别与轴向相邻的桩体上的安装块一一对应且沿着预制桩的轴线方向依次同轴连接设置，所述的每个安装块上均设有用于对传热管进行卡接固定的卡槽，沿着预制桩的轴向方向依次排布的多个安装块上的卡槽组成一个卡槽组，卡槽组有多个，多个传热管分别卡接固定在多个卡槽组内，每个安装块上均设有用于防止传热管从卡槽内脱落的卡扣组件，所述的多个传热管的顶部分别与泵机组相连，且多个传热管的底部均通过连接管相连通。
作为优选，所述的传热管的数量均与每个桩体上设有的安装块的数量相同。
作为优选，所述的卡扣组件设置在卡槽两个相对的内壁之间，所述的卡扣组件包括一第一卡扣件和一第二卡扣件，所述的安装块上对称设有一第一滑槽和一第二滑槽，所述的第一卡扣件与第一滑槽滑动连接，所述的第一卡扣件远离第一滑槽的一端设有一凸块，所述的凸块的上表面设有一第三滑槽，所述的第三滑槽内滑动连接有两个滑块，所述的两个滑块之间设有弹簧，所述的弹簧设置在第三滑槽内，所述的两个滑块上均设有一卡持凸起，所述的两个卡持凸起上均设有第一斜面，所述的第二卡扣件与第二滑槽滑动连接，所述的第二卡扣件远离第二滑槽的一端设有一第二凹槽和两个导向块，所述的第二凹槽与凸块的大小形状相同，所述的两个导向块均关于第二凹槽对称设置，且两个导向块上均设有相对设置的第二斜面，所述的两个第一斜面分别用于沿着两个第二斜面滑动以使得两个卡持凸起与两个导向块卡接。
作为优选，所述的第一卡扣件的底部设有第一限位板，所述的第二卡扣件的底部设有第二限位板，所述的第一滑槽的底部设有第四滑槽，所述的第二滑槽的底部设有第五滑槽，所述的第一限位板与第四滑槽滑动连接，所述的第二限位板与第五滑槽滑动连接，所述的两个卡持凸起与两个导向块卡接时，第一限位板和第二限位板均用于与传热管的外侧壁相接触以对传热管进行固定。
作为优选，所述的泵机组还连接有热交换器。
采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：通过将多个传热管分别卡接固定在多个卡槽组内，避免了将预制桩和传热管植入水泥土时，传热管随着预制桩的转动发生扭转形变，从而导致传热管堵塞或破裂的情况，提高了埋管的存活率，并且通过安装块上设有的卡扣组件将传热管固定在卡槽内，可以有效的防止在沉桩的过程中传热管发生脱落的情况，并且在两个卡持凸起与两个导向块卡接时，第一限位板和第二限位板同时与传热管的外侧壁相接触，从而对传热管进行夹持固定，使得传热管不会发生扭转形变；通过将传热管和桩一起下沉，可有效的布置到设计深度；传热管布置在桩身外侧壁，可充分提高管桩传热效率；结构简单，并且减少了人力物力资源的浪费，适于推广。
附图说明
图1为本发明沉桩后的结构示意图；
图2为图1中A-A向的剖视图；
图3为图1中B处的局部放大图；
图4为卡扣组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
由图1至图4所示一种新型地热能源桩，包括一泵机组1、一预制桩10和多个传热管20，所述的预制桩10包括沿着轴线方向依次设置的多个桩体11，所述的每个桩体11的外周壁上均设有多个安装块30，且每个桩体11上的多个安装块30均围绕着预制桩10的轴线周向间隔设置；
每个桩体11上的安装块30分别与轴向相邻的桩体11上的安装块30一一对应且沿着预制桩10的轴线方向依次同轴连接设置，所述的每个安装块30上均设有用于对传热管20进行卡接固定的卡槽31，沿着预制桩10的轴向方向依次排布的多个安装块30上的卡槽31组成一个卡槽组，卡槽组有多个，多个传热管20分别卡接固定在多个卡槽组内，避免了将预制桩10和传热管20植入水泥土3时，传热管20随着预制桩10的转动发生扭转形变，从而导致传热管20堵塞或破裂的情况，提高了埋管的存活率，每个安装块30上均设有用于防止传热管20从卡槽31内脱落的卡扣组件40，所述的多个传热管20的顶部分别与泵机组1相连，且多个传热管20的底部均通过连接管50相连通，这样，可以通过将传热管20布置在桩的身外侧壁，可充分提高管桩的传热效率，并且通过安装块30上设有的卡扣组件40将传热管20固定在卡槽31内，可以有效的防止在沉桩的过程中传热管20发生脱落的情况，所述的多个传热管20的顶部分别与泵机组1相连，且多个传热管20的底部均通过连接管50相连通，这样，可以使得传热管20、泵机组1和连接管50组合形成可以循环导热液的地热循环系统。
所述的传热管20的数量均与每个桩体11上设有的安装块30的数量相同，桩顶的传热管20与泵机组1相连，导热液体完成热交换后重新流入到地下传热管，如此反复循环，一个桩身四周可采用同样的方法设置几组传热管20。
所述的卡扣组件40设置在卡槽31两个相对的内壁之间，所述的卡扣组件40包括一第一卡扣件41和一第二卡扣件42，所述的安装块30上对称设有一第一滑槽32和一第二滑槽33，所述的第一卡扣件41与第一滑槽32滑动连接，所述的第一卡扣件41远离第一滑槽32的一端设有一凸块411，所述的凸块411的上表面设有一第三滑槽412，所述的第三滑槽412内滑动连接有两个滑块413，所述的两个滑块413之间设有弹簧414，所述的弹簧414设置在第三滑槽412内，所述的两个滑块413上均设有一卡持凸起415，所述的两个卡持凸起415上均设有第一斜面416，所述的第二卡扣件42与第二滑槽33滑动连接，所述的第二卡扣件42远离第二滑槽33的一端设有一第二凹槽421和两个导向块422，所述的第二凹槽421与凸块411的大小形状相同，所述的两个导向块422均关于第二凹槽421对称设置，且两个导向块422上均设有相对设置的第二斜面423，所述的两个第一斜面416分别用于沿着两个第二斜面423滑动以使得两个卡持凸起415与两个导向块422卡接，通过人工将第一卡扣件41上的凸块411插入第二卡扣件42上设有的第二凹槽421内，使得两个卡持凸起415与两个导向块422卡接在一起，从而对卡槽31内的传热管20进行固定，结构简单，方便操作，可以有效的防止在沉桩的过程中传热管20发生脱落的情况。
所述的第一卡扣件41的底部设有第一限位板60，所述的第二卡扣件42的底部设有第二限位板61，所述的第一滑槽32的底部设有第四滑槽62，所述的第二滑槽33的底部设有第五滑槽63，所述的第一限位板60与第四滑槽62滑动连接，所述的第二限位板61与第五滑槽63滑动连接，所述的两个卡持凸起415与两个导向块422卡接时，第一限位板60和第二限位板61均用于与传热管20的外侧壁相接触以对传热管20进行限位，通过人工将第一卡扣件41和第二卡扣件42上设置的两个卡持凸起415与两个导向块422卡接在一起，同时带动第一卡扣件41底部的第一限位板60与第二卡扣件42底部的第二限位板61相互靠近，使得第一限位板60和第二限位板61同时与传热管20的外侧壁相接触，从而对传热管20进行固定，使得传热管20不会发生扭转形变。
所述的泵机组1还连接有热交换器2，预应力桩外侧壁设有安装块30，传热管20沿着竖直方向由上至下依次穿过对应的一列卡槽31，使得对应的一列卡槽31对传热管20进行限位，通过安装块30上设有的卡扣组件40将传热管20固定在卡槽31内，并随着第一节桩体11一起下沉至设计深度，桩顶两端的传热管20与泵机组1相连，导热液体通过热交换器2完成热交换后重新流入到地下传热管。
以上仅就本发明应用较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本发明的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本发明的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种新型地热能源桩，其特征在于，包括一泵机组(1)、一预制桩(10)和多个传热管(20)，所述的预制桩(10)包括沿着轴线方向依次设置的多个桩体(11)，所述的每个桩体(11)的外周壁上均设有多个安装块(30)，且每个桩体(11)上的多个安装块(30)均围绕着预制桩(10)的轴线周向间隔设置；
每个桩体(11)上的安装块(30)分别与轴向相邻的桩体(11)上的安装块(30)一一对应且沿着预制桩(10)的轴线方向依次同轴连接设置，所述的每个安装块(30)上均设有用于对传热管(20)进行卡接固定的卡槽(31)，沿着预制桩(10)的轴向方向依次排布的多个安装块(30)上的卡槽(31)组成一个卡槽组，卡槽组有多个，多个传热管(20)分别卡接固定在多个卡槽组内，每个安装块(30)上均设有用于防止传热管(20)从卡槽(31)内脱落的卡扣组件(40)，所述的多个传热管(20)的顶部分别与泵机组(1)相连，且多个传热管(20)的底部均通过连接管(50)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种新型地热能源桩，其特征在于，所述的传热管(20)的数量均与每个桩体(11)上设有的安装块(30)的数量相同。
3.根据权利要求1所述的一种新型地热能源桩，其特征在于，所述的卡扣组件(40)设置在第一凹槽(31)两个相对的内壁之间，所述的卡扣组件(40)包括一第一卡扣件(41)和一第二卡扣件(42)，所述的安装块(30)上对称设有一第一滑槽(32)和一第二滑槽(33)，所述的第一卡扣件(41)与第一滑槽(32)滑动连接，所述的第一卡扣件(41)远离第一滑槽(32)的一端设有一凸块(411)，所述的凸块(411)的上表面设有一第三滑槽(412)，所述的第三滑槽(412)内滑动连接有两个滑块(413)，所述的两个滑块(413)之间设有弹簧(414)，所述的弹簧(414)设置在第三滑槽(412)内，所述的两个滑块(413)上均设有一卡持凸起(415)，所述的两个卡持凸起(415)上均设有第一斜面(416)，所述的第二卡扣件(42)与第二滑槽(33)滑动连接，所述的第二卡扣件(42)远离第二滑槽(33)的一端设有一第二凹槽(421)和两个导向块(422)，所述的第二凹槽(421)与凸块(411)的大小形状相同，所述的两个导向块(422)均关于第二凹槽(421)对称设置，且两个导向块(422)上均设有相对设置的第二斜面(423)，所述的两个第一斜面(416)分别用于沿着两个第二斜面(423)滑动以使得两个卡持凸起(415)与两个导向块(422)卡接。
4.根据权利要求1或3所述的一种新型地热能源桩，其特征在于，所述的第一卡扣件(41)的底部设有第一限位板(60)，所述的第二卡扣件(42)的底部设有第二限位板(61)，所述的第一滑槽(32)的底部设有第四滑槽(62)，所述的第二滑槽(33)的底部设有第五滑槽(63)，所述的第一限位板(60)与第四滑槽(62)滑动连接，所述的第二限位板(61)与第五滑槽(63)滑动连接，所述的两个卡持凸起(415)与两个导向块(422)卡接时，第一限位板(60)和第二限位板(61)均用于与传热管(20)的外侧壁相接触以对传热管(20)进行固定。
5.根据权利要求1所述的一种新型地热能源桩，其特征在于，所述的泵机组(1)还连接有热交换器(2)。
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