CN204803970U - 泄压式防冻水管 - Google Patents

Abstract

一种泄压式防冻水管，在水管中内置充气软管或是充液软管或是充有热媒液体的金属管。在水管内加装充气软管，可避免水管在结冰膨胀过程中被胀裂，并可在此基础上加装外循环管和加热循环装置加热熔冰，也可将充气改为充液，软管换成金属管，在水管安装多个泄压阀，提高熔冰温度，从而加快熔冰。该水管能大幅降低成本，能在管道结冰时防止管道被冻裂，能在需要用水时熔通已结冰的管道。

Description

泄压式防冻水管

技术领域

本实用新型涉及一种冷水管道防冻的装置，尤其是能通过泄压的方式防止水冻成冰体积澎胀对管道的破坏，并且泄压装置还可增加热熔装置，随时熔通结冰的管道。

背景技术

目前，公知的水管防冻是对水管包裹保温材料。但水管内水流太慢或停止时，管内就有可能结冰，保温材料只能减慢热能散失。条件好的地方加装循环水管，加热供水，整个系统不间断运行，成本较高，停水抢修或停电时一旦发生结冰封堵就无计可施。

发明内容

为了克服现有水管防冻成本高的问题，本实用新型提供一种泄压式防冻水管技术。该技术能大幅降低成本，能在管道结冰时防止管道被冻裂，能在需要用水时熔通已结冰的管道。

本实用新型为降低水管防冻成本所采用的技术方案是：在水管中内置充气软管，或充液软管，或是充有热媒流体(液体或气体)的金属管，在立管的底部附近或在其它管道低点安装泄压阀。根据成本要求和效果要求的不同对上述方案进行增减组合。

首先是用于防冻裂低成本方案。方案一：将一根条形重物穿入一条耐压软管中，将软管一头堵住，另一头注入气体，达到所需压力时再堵住，再将充气软管穿入水管中即可。由于冰的密度比水小，结冰是由上至下进行的，所以充气软管应沉至管底。条形重物可以是一根或多根钢筋，或是其它高密度材料。其次要作用是确保将充气软管保持伸直的作用。软管可选用普通塑料软管，对于市政供已经够用了。充入的压力应稍高于管内最高水压，确保注水后充气软不被压扁，软管应能承受这一压力。对于水压更高的管道可选用管壁夹有纤维的耐高压软管，如氧割使用的软管。软管的条数可以是一根或多根，其总体内腔截面积最好是大于水管内腔十分之一，这是因为冰的密度约是水最大密度的十分之九，可以考虑设定为十分之二左右。水管内的水结成冰体积澎胀时，充气软管被压扁，结冰澎胀力被泄掉，避免水管被胀裂。无论充气软管的大小，都可能有防止水管冻裂的作用。因为水管内结冰过程中会将水向来水方向排挤出去，到完全结冰时，水量已经减少了，到底减多少，由于气温、水温，以及管道路线结构的不同而各有不同。

如果要确保防冻裂效果，又要充气软管占用的空间达到最小，则需要反复测试得出技术参数。例如，将一根内置有充气软管的设有注水口和压力计的水管两端堵住，注满水并达到测量水压后(充气软管气压稍高于水压)，再注入相当于管内原水量十分之一的水，此时管内水压刚好达到该水管的最高承压能力，即表示充气软管的大小和水管的大小在该水压环境下比例刚刚好。反之就再调整充气软管或水管的大小重新测试。各种不同水压环境，不同气体，不同承压能力的水管，各有不同。

软管两端的堵头应选用圆柱形的硬质材料，如金属、硬质塑料等，塞入软管后用金属线扎紧即可。亦可热熔封堵软管两端。充入软管的气体最好是不含氧气的，这样可减慢氧化，增加使用寿命。

方案二，上述技术方案的优点是简单成本低、缺点是不方便补充气体或更换充气软管。为了解决补气不方便的问题，可在水管或水管配件上钻孔，装入充气嘴，与管内的充气软管相连接，与充气嘴相连的一端为水管的来水端。亦可采用顺弯弯头，使充气软管能穿过多根由弯头相连的水管，从而减少充气嘴数量。此法应用非热熔接的水管，如PVC水管或铁管，或是自带热熔电热丝的管配件，如PE管或PPR管。这是因为不能使用热熔器连接水管和配件。

方案三，为了解决充气软管更换不方便的问题，可在直水管上加装外牙斜三通，弯头和三通增加一个外牙入口，弯头变成外牙三通，三通弯变成外牙四通。安装好水管后，将充气软管从外牙口顺水流方向穿入，充气嘴固定在穿孔圆板上，露出管外。穿孔圆板直径小于外牙口的外径，大于外牙口内径，用带扣边的螺母将其固定在外牙口上。

方案四，上述技术方案仅有防冻裂功能，不具备将结冰水管熔通功能。为了熔通结冰的水管所采用的技术方案是：将水管内充气软管末端与水管外循环管相连接，外循环管内有加热吹风装置(结构原理与现有电热吹风筒相同)。需熔通结冰的水管时，对管内气体加热循环，熔通结冰的管道。亦可是在水管内循环，管外连接加压加热循环装置，但较复杂麻烦。气体有流动速度快，循环耗能低的优点，但释放热能速度比不上液体。

方案五，可将气体换成凝固温度低的液体(如酒精、煤油等)，在外循环管上加装泄压气罐，将加热吹风装置换成加压泵和电热管。

方案六，对于特别重要的主水管，可将方案五的循环系统改成金属管循环系统，去掉重物条，用多个泄压阀配合使用。金属管可充入低凝固点的液体或气体，采用高温快速熔通，泄压阀有防热胀裂，和防冻胀裂的作用，但可靠性与泄压阀的安装密集度有关，与当地气温有关，以及对水管的保暖有关。没有统一标准，只能自由决定其安装密集度。亦可加装充气软管，从各泄压阀出口旁经过，在压力过高时软管被压缩形成泄压通道。

水管内置管为软管的都应内置有重物条。

由于结冰过程是由上至下发生的所以尽量减少较长立管的设置。对于不可缺少的较长直立管应在其下方附近加装泄压阀门。泄压阀的结构是一根螺杆穿过固定的螺母，顶住弹簧，弹簧顶住堵头，堵头顶在管件泄压孔上。当水管水压达到正常水压后，松开螺杆使水流出，再慢慢拧紧螺杆，刚好止水即可。这样当水压高于正常水压时水就会从泄压孔流出，使水压恢复正常。泄压阀可在水管任何位置的低点安装，都具有防冻裂作用。但由于水管结冰速度不均匀造成泄压阀的可靠性不足。亦可将立管底部附近的一段水管设置为更大的管径的水管，放入更多的充分软管，充气总体积最好大于立管容积的十分之一。

对高层楼房供水系统，应考虑水压对充气软管的保护，可适当降低软管的承压标准，从而降低成本。大多高层楼房供水系统是由下至上供水，用水泵加压，水泵出口有止回阀，每隔几层有单独的供水系统。那么水泵至楼上第一个出水口形成水柱压力即为水压变化的次底线，一般情况水压不会低于该底线。仅在熔通水管过程中可能出现稍低于该底线的水压，应由上至下逐步熔通。但如果是楼顶有蓄水池由上至下供水就另当别论。流体压力变化的原因是，受到挤压压力就会升高，得到放松压力就会下降，即可伸展空间变化造成压力变化。这一简单的结论可解释所有的流体压力变化现象，包括伯努利效应不能解释的现象，关键是如何解释。例如水泵的出水管和入水管是可以通过改变管径来改变流速的，但并不因此而改变其吸程和扬程以及其管壁总体压力。即其流速变化未能改变其压力，伯努利效应没有如期出现。仅可能在水泵出口附近出现因高速水流带动低速水流产生的压力脉动。详情可参考专利号为200910330968的压力脉动消除法。所以无需担心流速影响水压变低，应倒过来考虑，是水压差影响流速。

本实用新型的有益效果是：大幅降低水管防冰裂和熔通结冰水管的成本，使此方案能在更大的范围推广使用，并且其可靠性更高，能确保管网安全。

附图说明：

图1是泄压式防冻水管第一实施例纵剖面构造图

图2是泄压式防冻水管第二实施例纵剖面构造图

图3是泄压式防冻水管第三实施例纵剖面构造图

图4是泄压式防冻水管第四实施例构造图

图5是泄压式防冻水管第五实施例构造图

图6是泄压式防冻水管第六实施例纵剖面构造图

图7是泄压式防冻水管第七实施例纵剖面构造图

图8是泄压式防冻水管第八实施例纵剖面构造图

图中1.水管，2.充气软管，3.重物条，4.堵头，5.金属扎线，6.充气嘴，7.胶垫，8.螺母，9.顺弯弯头，10.带扣边螺母的软管接头(与现有的水龙头连接软管接头相同)，11.水流方向，12.穿孔圆板(贴有胶垫)，13.外牙斜三通，14.带扣边螺母，15.外牙三通，16.外牙四通，17.堵头，18.弹簧，19.固定螺母，20.螺杆，21.泄压阀，22.泄压孔，23.全外牙弯头，24.全外牙三通，25.内牙直接，26.活接，27.外循环管，28.加热吹风装置，29.循环流动方向，30.穿管外牙弯，31.泄压气罐，32.充气嘴，33.电热管，34.加压泵，35.充液软管，36.充液阀，37.水阀。

具体实施方式：

在图1中将堵头(4)塞入充气软管(2)的一头，再用金属扎线(5)扎紧，再穿入重物条(3)再充入气体，达到所需压力，再将充气软管(2)的充气端附近弯折闭住气后再塞入堵头(4)，再用金属扎线(5)扎紧，松开弯折处。将已充足气的充气软管(2)穿入水管(1)中，再连接水管配件即可，重复上述步骤连接下一根水管。

在图2中将带扣边螺母的软管接头(10)的一端插入充气软管(2)中用金属扎线(5)扎紧，再与充气嘴(6)的接管端相连，再将胶垫(7)从充气嘴的充气端套入，在水管(1)上钻孔，再将充气软管(2)顺水流方向(11)穿入水管(1)中，充气嘴(6)的充气端从水管(1)的小孔穿出，再从充气嘴(6)的充气端套入螺母(8)拧紧，再将充气软管(2)穿入顺弯弯头(9)，再将顺弯弯头(9)与水管(1)相接，用同样的方法连接其它水管或顺弯弯头。遇到三通参照第四实施例，充气软管长度自由决定。

在图3中，将充气软管(2)与充气嘴(6)连接，再将充气嘴(6)穿入穿孔圆板(12)的圆孔，再用螺母(8)固定拧紧，再将充气软管(2)的另一端从外牙斜三通(13)的外牙口穿入，再用带扣边螺母(14)将其固定拧紧即可。在图4和图5中外牙三通(15)和外牙四通(16)的安装方式与外牙斜三通(13)相同。

在图6中，螺杆(20)穿过固定螺母(19)顶住弹簧(18)，弹簧(18)顶住堵头(17)，堵头(17)顶住泄压孔(22)。

在图7中水管的三通和弯头内充气软管(2)通过全外牙三通(24)和全外牙弯头(23)互相连接，充气软管的末端依次与穿管外牙弯头(30)，内牙直接(25)，活接(26)，外循环管(27)相连接，外循环管(27)内有加热吹风装置(28)，在立管底部装有泄压阀(21)。

在图8中，水管(1)内的充液软管(35)未端与水管外的外循环管(27)连接形成循环系统，外循环管(27)连接形成循环系统，外循环管(27)上设有加压泵(34)，充液阀(36)，水阀(37)先将循环系统充满低凝固温度液体再给泄压气罐充气即可。

方案六的具体实施方式与方案五相同，只是管内没重物条，泄压阀数量应有所增加。

Claims (5)

1.泄压式防冻水管，其特征是：在水管中内置充气软管或是充液软管或是充有热媒液体的金属管。

2.根据权利要求1所述的泄压式防冻水管，其特征是：将一根条形重物穿入一根软管中，将软管一头堵住，另一头注入气体再堵住，再将充气软管穿入水管中。

3.根据权利要求1或2所述的泄压式防冻水管，其特征是：在水管上钻孔装入充气嘴，与管内的充气软管相连接。

4.根据权利要求1或2所述的泄压式防冻水管，其特征是：在水管上加装外牙斜三通，弯头和三通增加一个外牙入口，安装好水管后，将充气软管从外牙口顺水方向穿入，充气嘴固定在穿孔圆板上，用带扣边的螺母将其固定在外牙口上。

5.根据权利要求1所述的泄压式防冻水管，其特征是：将水管内充气软管末端与水管外循环管相连，外循环管内有加热吹风装置。