CN114922256A - 一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，包括管道本体，所述管道本体的侧壁分为内外双层，外层包含有与内层固定连接的管道外环，所述管道本体的内部用于通水，所述防冻空腔用于隔开管道外环外壁和管道本体内壁、降低导热效率，所述管道外环和管道本体之间还设置有凸环，所述凸环用于撑开管道外环和管道本体、形成所述防冻空腔。该用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，设计驱动装置、能够利用水流自身的动力作为驱动力、通过驱动结构转动的方式、震落管道外壁容易停留的积雪避免结冰，同时能够利用使驱动装置主动转动的方式、使暂停使用的水管内部水处于相对活动的状态，有效的避免冻结。

Description

一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统

技术领域

本发明涉及建筑给排水技术领域，具体为一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统。

背景技术

给排水系统的主体结构由起到输送作用的管道组成，在进行建筑给排水时，管道中需要保持水流能够通畅流动的状态，确保供给的水以及排放的水都能够正常流动到指定场所，位于建筑内部的给排水系统，大多保护完善，不易受外界环境而影响到内部流动性能，但是位于建筑外部的给排水系统在实际使用时却存在以下问题：

当管道在建筑外部使用时，容易受到外界环境的影响，例如在一些气温较低且伴有降雪的环境中，水管容易因低温影响而导致水管冻结，水管冻结后，会导致后续水流无法正常流动，容易导致水管本身出现开裂以及连接处断开的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，以解决上述背景技术中提出当管道在建筑外部使用时，容易受到外界环境的影响，例如在一些气温较低且伴有降雪的环境中，水管容易因低温影响而导致水管冻结，水管冻结后，会导致后续水流无法正常流动，容易导致水管本身出现开裂以及连接处断开题的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，包括管道本体，所述管道本体的侧壁分为内外双层，外层包含有与内层固定连接的管道外环，所述管道本体的内部用于通水，还包括防冻空腔，所述防冻空腔设置在所述管道本体和管道外环之间的位置，所述防冻空腔用于隔开管道外环外壁和管道本体内壁、降低导热效率，所述管道外环和管道本体之间还设置有凸环，所述凸环用于撑开管道外环和管道本体、形成所述防冻空腔；

还包括防冻装置，所述防冻装置安装在管道本体上，且所述防冻装置与所述防冻空腔相连通。

作为优选的，所述防冻装置包含有环形管和连接管，所述环形管环绕分布在管道本体的外部，且环形管和管道本体为同轴线设置，所述环形管和热风供应设备相连，且所述环形管通过等角度分布的连接管与防冻空腔相连通，热气流经由环形管和连接管进入到所述防冻空腔中，用于防止管道本体内水流冻结、同时融化管道外环外表面积雪。

作为优选的，左右相邻的两个所述防冻空腔之间通过通孔相连通，所述通孔水平开设在所述凸环上，热气经由通孔进入到其他所述防冻空腔的内部。

作为优选的，所述防冻装置包含有转板和竖向转轴，所述转板位于防冻空腔的内部，且所述转板固定安装在竖向转轴的顶端，所述竖向转轴的中段转动安装在管道本体上，且竖向转轴的底端和驱动装置相连，所述转板上还安装有击打装置，驱动装置通过所述竖向转轴驱动转板转动、通过击打装置敲打管道外环内壁、用于将积雪震落、避免冻结。

作为优选的，所述击打装置包含有第一震动杆和引导环，所述引导环固定在防冻空腔中，且引导环波浪状的顶壁与第一震动杆底端的滚珠相接触，所述第一震动杆垂直滑动连接在转板的边缘处，且第一震动杆的顶端同样安装有滚珠，驱动装置带动第一震动杆围绕竖向转轴转动、通过引导环顶壁的引导、使第一震动杆的顶端往复上下移动敲打所述管道外环。

作为优选的，所述驱动装置包含有叶轮，所述叶轮固定在竖向转轴的底端，且所述叶轮位于管道本体的内部，管道本体中水流流动、通过叶轮驱动竖向转轴转动。

作为优选的，所述驱动装置还包含有竖轴，所述竖轴转动安装在管道本体的底壁上，且竖轴顶端和竖向转轴的底端单向转动连接，且竖轴的底端通过两个相互啮合的锥齿和横轴相连接，所述横轴转动安装在管道本体的下方，且横轴和电机相连。

作为优选的，所述击打装置包含有第二震动杆，所述第二震动杆的截面呈“T”字形结构，所述第二震动杆下半段小直径部分滑动连接在转板的边缘处，所述驱动装置为安装在竖向转轴底端的叶轮。

作为优选的，所述第二震动杆的底端为磁块，且第二震动杆的圆形运动轨迹正下方投影上、设置有安装在管道本体表面的电磁铁，所述电磁铁通电后与磁块相斥。

作为优选的，所述管道外环为弹性可形变材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，设计驱动装置、能够利用水流自身的动力作为驱动力、通过驱动结构转动的方式、震落管道外壁容易停留的积雪避免结冰，同时能够利用使驱动装置主动转动的方式、使暂停使用的水管内部水处于相对活动的状态，有效的避免冻结；

1.环形管以及连接管构成的防冻装置的使用，能够通过热气流的供应以及穿过通孔在各个防冻空腔中的流动，利用直接加热的方式对管道的外壁进行防积雪操作，通过清理积雪以及对管道内部进行同步加热的方式，来避免管道内部出现冻结的现象；

2.转板以及第一震动杆的结构设置，能够利用水流流动的动力，通过叶轮的传动、带动竖轴以及转板同步转动，从而利用引导环的引导使第一震动杆能够上下移动敲击管道外环，同时将管道外环设计为弹性结构，能够使管道外环在敲击力的作用下充分形变、有效避免水流流动时积雪在管道外壁的残留；

进一步的，竖轴以及横轴和锥齿的结构设计，能够在管道中水流暂停流动的情况下，通过电机的运行以及锥齿的传动、使横轴能够带动竖向转轴相应的处于主动转动的状态、从而实现积雪的震落、同时利用叶轮的同步转动使管道中的水处于相对运动的状态，可同时配合热气的供应，有效避免结冰；

3.使用电磁铁作为横轴和锥齿以及竖轴的替代部件，能够在水流停止流动的时候，利用电磁铁通电与磁块相斥的特性，使第二震动杆也能够在防冻空腔中上下移动，配合热气的供应，同样能够实现管道系统的防冻，并且更加节能环保。

附图说明

图1为本发明实施例一的正剖面结构示意图；

图2为本发明图1的侧剖面结构示意图；

图3为本发明凸环剖面结构示意图；

图4为本发明实施例二的正剖面结构示意图；

图5为本发明图4中转板侧视结构示意图；

图6为本发明图5中的转板转动后结构示意图；

图7为本发明实施例三的正剖面结构示意图；

图8为本发明实施例四正剖面结构示意图；

图9为本发明图8中A处剖面放大结构示意图；

图10为本发明电磁铁俯视结构示意图。

图中：1、管道本体；2、管道外环；3、防冻空腔；4、凸环；5、环形管；6、连接管；7、通孔；8、电磁铁；9、转板；10、竖向转轴；11、叶轮；12、第一震动杆；13、滚珠；14、引导环；15、竖轴；16、锥齿；17、横轴；18、第二震动杆；19、磁块。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明提供如下技术方案：

实施例一：

如图1所示，给排水系统包括管道本体1，管道本体1的侧壁分为内外双层，外层包含有与内层固定连接的管道外环2，管道本体1的内部用于通水，还包括防冻空腔3，防冻空腔3设置在管道本体1和管道外环2之间的位置，防冻空腔3用于隔开管道外环2外壁和管道本体1内壁、降低导热效率，管道外环2和管道本体1之间还设置有凸环4，凸环4用于撑开管道外环2和管道本体1、形成防冻空腔3，还包括防冻装置，防冻装置安装在管道本体1上，且防冻装置与防冻空腔3相连通，防冻装置包含有环形管5和连接管6，环形管5环绕分布在管道本体1的外部，且环形管5和管道本体1为同轴线设置，环形管5和热风供应设备相连，且环形管5通过等角度分布的连接管6与防冻空腔3相连通，热气流经由环形管5和连接管6进入到防冻空腔3中，用于防止管道本体1内水流冻结、同时融化管道外环2外表面积雪，左右相邻的两个防冻空腔3之间通过通孔7相连通，通孔7水平开设在凸环4上，热气经由通孔7进入到其他防冻空腔3的内部，在本实施例中，使用热气作为去除积雪以及防止管道本体1内部冻结的手段，优点在于成本低，不仅可以作为与管道本体1一体式的连接结构，也可以将管道外环2以及凸环4和环形管5作为一个整体的部分、通过现有的安装手段密封固定在现有的老旧管道外部，无需更换管道主体即可实现防冻目的。

实施例二：

与实施例一不同的是，在本实施例中如图4-6所示防冻装置包含有转板9和竖向转轴10，实施例一种的热气虽然能够在一定程度上解决表面积雪的问题，但是由于低温环境下热量损失较大，表面积雪在融化后不能及时干燥，后续积雪堆积容易导致管道表面形成较厚冰层，导致其更难清理，因此为了解决该技术问题，转板9位于防冻空腔3的内部，且转板9固定安装在竖向转轴10的顶端，竖向转轴10的中段转动安装在管道本体1上，且竖向转轴10的底端和驱动装置相连，转板9上还安装有击打装置，驱动装置通过竖向转轴10驱动转板9转动、通过击打装置敲打管道外环2内壁、用于将积雪震落、避免冻结。

为了进一步践行节能环保的生产要求，在本实施例中的击打装置包含有第一震动杆12和引导环14，引导环14固定在防冻空腔3中，且引导环14波浪状的顶壁与第一震动杆12底端的滚珠13相接触，第一震动杆12垂直滑动连接在转板9的边缘处，且第一震动杆12的顶端同样安装有滚珠13，驱动装置带动第一震动杆12围绕竖向转轴10转动、通过引导环14顶壁的引导、使第一震动杆12的顶端往复上下移动敲打管道外环2，驱动装置包含有叶轮11，叶轮11固定在竖向转轴10的底端，且叶轮11位于管道本体1的内部，管道本体1中水流流动、通过叶轮11驱动竖向转轴10转动，利用水流自身动力实现竖向转轴10的转动，更加节能环保。

实施例三：

由于管道中的水流并非一直保持高速流动的状态，而实施例二中的技术方案虽然能够解决水在流动时管道表面冻结的问题，但是在水流停止流动后，仍然无法保证积雪被去除，因此为了解决该问题，如图7所示，本实施例中驱动装置还包含有竖轴15，竖轴15转动安装在管道本体1的底壁上，且竖轴15顶端和竖向转轴10的底端单向转动连接，且竖轴15的底端通过两个相互啮合的锥齿16和横轴17相连接，横轴17转动安装在管道本体1的下方，且横轴17和电机相连，在水流驱动竖向转轴10顺时针转动时，转板9能够正常转动，并且由于竖向转轴10和竖轴15之间的单向轴承转动连接结构、竖轴15并不会受影响，因此在水流停止流动时，可通过电机驱动横轴17转动，利用锥齿16的啮合传动带动竖轴15以及竖向转轴10逆时针转动，使转板9能够在水流停止时保持正常转动，保障除雪效果。

实施例四：

在管线较短时，实施例三中的技术方案能够有效解决积雪以及水流静止更容易结冰的问题，但是在管线较长时，使用多个电机来保证管线不会冻结明显会带来成本的大幅度增加，因此为了解决该问题，如图8-10所示，击打装置包含有第二震动杆18，第二震动杆18的截面呈“T”字形结构，第二震动杆18下半段小直径部分滑动连接在转板9的边缘处，驱动装置为安装在竖向转轴10底端的叶轮11，第二震动杆18的底端为磁块19，且第二震动杆18的圆形运动轨迹正下方投影上、设置有安装在管道本体1表面的电磁铁8，电磁铁8通电后与磁块19相斥，与水流驱动转动的方式不同，电磁铁8通电后带动磁块19和第二震动杆18的移动，无需第二震动杆18处于转动的状态，并且减少了震动杆与管道外环2之间的摩擦，能够有效降低震动管道外环2所需的力，相比较电机驱动，更加节能环保且使用方便，同时将管道外环2设置为弹性可形变材料，能够使管道外环2的形变更加充分，避免积雪残留。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、结合、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，包括管道本体(1)，所述管道本体(1)的侧壁分为内外双层，外层包含有与内层固定连接的管道外环(2)，所述管道本体(1)的内部用于通水，其特征在于：还包括防冻空腔(3)，所述防冻空腔(3)设置在所述管道本体(1)和管道外环(2)之间的位置，所述防冻空腔(3)用于隔开管道外环(2)外壁和管道本体(1)内壁、降低导热效率，所述管道外环(2)和管道本体(1)之间还设置有凸环(4)，所述凸环(4)用于撑开管道外环(2)和管道本体(1)、形成所述防冻空腔(3)；

还包括防冻装置，所述防冻装置安装在管道本体(1)上，且所述防冻装置与所述防冻空腔(3)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，其特征在于：所述防冻装置包含有环形管(5)和连接管(6)，所述环形管(5)环绕分布在管道本体(1)的外部，且环形管(5)和管道本体(1)为同轴线设置，所述环形管(5)和热风供应设备相连，且所述环形管(5)通过等角度分布的连接管(6)与防冻空腔(3)相连通。

3.根据权利要求2所述的一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，其特征在于：左右相邻的两个所述防冻空腔(3)之间通过通孔(7)相连通，所述通孔(7)水平开设在所述凸环(4)上。

4.根据权利要求1所述的一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，其特征在于：所述防冻装置包含有转板(9)和竖向转轴(10)，所述转板(9)位于防冻空腔(3)的内部，且所述转板(9)固定安装在竖向转轴(10)的顶端，所述竖向转轴(10)的中段转动安装在管道本体(1)上，且竖向转轴(10)的底端和驱动装置相连，所述转板(9)上还安装有击打装置。

5.根据权利要求4所述的一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，其特征在于：所述击打装置包含有第一震动杆(12)和引导环(14)，所述引导环(14)固定在防冻空腔(3)中，且引导环(14)波浪状的顶壁与第一震动杆(12)底端的滚珠(13)相接触，所述第一震动杆(12)垂直滑动连接在转板(9)的边缘处，且第一震动杆(12)的顶端同样安装有滚珠(13)。

6.根据权利要求5所述的一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，其特征在于：所述驱动装置包含有叶轮(11)，所述叶轮(11)固定在竖向转轴(10)的底端，且所述叶轮(11)位于管道本体(1)的内部，管道本体(1)中水流流动、通过叶轮(11)驱动竖向转轴(10)转动。

7.根据权利要求6所述的一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，其特征在于：所述驱动装置还包含有竖轴(15)，所述竖轴(15)转动安装在管道本体(1)的底壁上，且竖轴(15)顶端和竖向转轴(10)的底端单向转动连接，且竖轴(15)的底端通过两个相互啮合的锥齿(16)和横轴(17)相连接，所述横轴(17)转动安装在管道本体(1)的下方，且横轴(17)和电机相连。

8.根据权利要求4所述的一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，其特征在于：所述击打装置包含有第二震动杆(18)，所述第二震动杆(18)的截面呈“T”字形结构，所述第二震动杆(18)下半段小直径部分滑动连接在转板(9)的边缘处，所述驱动装置为安装在竖向转轴(10)底端的叶轮(11)。

9.根据权利要求8所述的一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，其特征在于：所述第二震动杆(18)的底端为磁块(19)，且第二震动杆(18)的圆形运动轨迹正下方投影上、设置有安装在管道本体(1)表面的电磁铁(8)，所述电磁铁(8)通电后与磁块(19)相斥。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种用于低温环境的防冻式建筑给排水系统，其特征在于：所述管道外环(2)为弹性可形变材料。

Images