CN207079537U - 热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，包括主热管，主热管包括水平布置在道床内部的水平段和竖直插入在地下的竖直段，竖直段的上端连接在水平段上并与水平段的内部相连通，水平段和竖直段为具有吸液芯的有芯热管，吸液芯为敷设在管材内壁面具有毛细作用的材料。本实用新型采用双向传热的有芯热管，利用土壤作为蓄热体，冬季取热，春夏秋季将地表土壤吸收的热量导入地下土壤中储存，恢复或提高土壤温度，避免因热管长期汲取地热而得不到及时补充热量，造成恒温层土壤内热量流失，最终出现土壤恒温层整体温度下降的问题，即“冷堆积”现象，解决了现有技术整个防冻胀融雪系统效果逐年下降甚至最终失去作用的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铁路融冰化雪处理装置，具体地说是一种热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，属于铁路融冰化雪处理技术领域。
背景技术
在我国许多地区，尤其是高严寒地区，冬季铁路的路基冻胀、道岔积雪以及轨道积雪问题严重影响铁路运输的安全性，如果不解决这些问题，将影响列车的行车速度和行车安全，成为铁路运输安全的一项重大隐患。例如哈大高速铁路自投运以来，每到冬季为避免冻胀问题带来的安全隐患，均需降速运行。目前针对上述不同的问题也有不同的解决方法，如：针对路基冻胀问题，主要采用填料法（注盐法，分层填充相应的材料法）；对高铁轨道除雪措施多数运用机械方法来除雪（除雪车除雪、机器人除雪）；对道岔积雪除雪方式主要有电热、燃气加热、热水循环、蒸汽加热、压缩冷空气吹扫、盐水喷射等技术。上述的方法对缓解积雪和冻胀均有一些效果，但也存在一些不足，如运行费用高，能量消耗大，除雪速度慢、污染周边土壤等问题。
热管作为一种热超导元件，它可以自动地将热量从热端传递到冷端而不需要消耗任何动力，通过在地下埋设热管将地热传递到地表从而实现机场、公路等路面的融冰化雪。目前，已有多篇文件公开利用热管抽取地热来融化路面冰雪的技术，如名称为“地热热管式消融路面冰雪装置（专利号ZL200820032526.8）”、名称为“重力热管技术的道路降温与融雪系统（专利号ZL201410683357.4）”、名称为“地温热管融冰法（专利号ZL200810047366.9）”、名称为“地温热管路面融雪装置（专利号ZL200720116309.2）”、名称为“低温热管路面融雪器（专利号ZL 201020616426.7）”以及名称为“一种超长柔性热管（专利号ZL201620533678.0）”的中国专利均公开了利用热管抽取地热来融化路面冰雪的技术。但是，上述专利技术中存在一个共同的问题——热管是单向工作的，由于地域的问题，寒冷地区普遍冬季长夏季短，冬季抽取的地热得不到修复，年复一年热管热侧周围的土壤温度下降，使热管能够取得的地热减弱，将不能满足冬季融冰化雪的需求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可实现双向传热的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，以解决现有技术中热管抽取地热来融化路面冰雪导致供热区域土壤温度逐渐降低的技术问题。
本实用新型采用如下技术方案：热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，包括主热管，主热管包括水平布置在道床内部的水平段和竖直插入在地下的竖直段，竖直段的上端连接在水平段上并与水平段的内部相连通，水平段和竖直段为具有吸液芯的有芯热管，吸液芯为敷设在管材内壁面具有毛细作用的材料。
所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置还包括长直形的延长热管，延长热管为具有吸液芯的有芯热管，吸液芯为敷设在管材内壁面具有毛细作用的材料，延长热管竖直插入在地下贯穿变温层和恒温层，所述主热管的竖直段插入到地下变温层。
所述延长热管的顶端和主热管竖直段的底端等高，延长热管和主热管竖直段靠近或者间隔布置。
所述主热管和延长热管内的工质是水或氨或R21或R113或己烷或丙酮或乙醇或甲醇。
所述主热管和延长热管内的工质不同。
所述主热管和延长热管的管材为金属管，金属管外部涂覆有耐腐蚀材料构成的防腐层，耐腐蚀材料为搪瓷或塑料或沥青。
所述主热管和延长热管的管材外均设有直肋翅片。
所述竖直段的上端连接在水平段的中部与水平段一起构成T型主热管。
所述竖直段的上端连接在水平段的端部与水平段一起构成L型主热管。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用双向传热的有芯热管，利用土壤作为蓄热体，冬季取热，夏季补热，维持土壤内部温度恒定。冬季环境温度下降，地表温度降低，土壤内部变温层和恒温层温度高于地表，有芯热管提取地热，最终实现融雪化冰功能；夏季或春秋季环境温度较高的情况下，土壤地表温度高于地下温度，有芯热管启动，将地表热量反向传递到地下，利用土壤的蓄热能力储存热量，使地下温度得以修复或提高，为下一个冬季的融雪化冰做准备。本实用新型克服了现有铁路融雪和防冻胀技术的缺点，将春夏秋三季地表土壤吸收的太阳能导入地下土壤中储存，恢复或提高土壤温度，避免因热管长期汲取地热而得不到及时补充热量，造成恒温层土壤内热量流失，最终出现土壤恒温层整体温度下降的问题，即“冷堆积”现象，解决了现有技术整个防冻胀融雪系统效果逐年下降甚至最终失去作用的技术问题。本实用新型利用导入土壤中的太阳能并以储存的地热解决铁路路基冻胀、道岔积雪以及轨道积雪问题，一次投入可多年受益，具有自动运行、无运行费用、维护成本低、节省人力和能源的优势。
进一步的，采用延长热管和主热管一起提取地热，冬季延长热管提取恒温层的地热传递到变温层，主热管提取地下变温层的热量；夏季或春秋季，主热管将地表热量反向传递到地下变温层，再由延长热管将热量传递到恒温层。延长热管和主热管一起连通了恒温层、变温层和地表，从而缩短了单支主热管竖直段的长度，确保了热管工作的可靠性，降低了热管的制造工艺难度。
进一步的，主热管与延长热管内部灌装的工质是不同的，具体根据热管埋设深度、土壤温度而定。
进一步的，管材外的直肋翅片可以提高土壤取热和放热影响范围。
附图说明
图1为本实用新型的轨道断面热管布置图；
图2为图1中A-A向局部视图方案一；
图3为图1中A-A向局部视图方案二；
图4为图1中主热管及延长热管的断面图。
图中：1—钢轨；2—轨枕；3—道床；4—变温层；5—主热管；6—延长热管；7—恒温层；8—直肋翅片；9—防腐层；10—金属管；11—吸液芯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种具体实施例的结构如图1至图4所示，本实用新型热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，包括主热管5和长直形的延长热管6，主热管5包括水平段和竖直段，水平段水平布置在道床3内部且平行于钢轨1，轨枕2位于钢轨1和道床3之间，竖直段竖直插入在地下，竖直段的上端连接在水平段上并与水平段的内部相连通，水平段和竖直段为具有吸液芯11的有芯热管，吸液芯11为敷设在管材内壁面具有毛细作用的材料。本实施例中，竖直段的上端连接在水平段的端部与水平段一起构成L型主热管5。延长热管6也是具有吸液芯11的有芯热管，吸液芯11为敷设在管材内壁面具有毛细作用的材料，延长热管6竖直插入在地下贯穿变温层4和恒温层7，所述主热6管的竖直段插入到地下变温层4。
所述延长热管的顶端和主热管竖直段的底端等高，延长热管6和主热管5竖直段靠近或者间隔布置。图2为延长热管6和主热管5竖直段靠近布置的示意图，延长热管与有芯热管竖直段布置在同一桩孔内；图3为延长热管6和主热管5竖直段间隔布置的示意图，延长热管布置于两根有芯热管竖直段的中间位置。具体使用时，可以沿轨道布置多组延长热管和主热管。
所述主热管和延长热管的管材为金属管10，为防止被土壤腐蚀，金属管10外部涂覆有耐腐蚀材料构成的防腐层9，耐腐蚀材料为搪瓷或塑料或沥青。主热管和延长热管的管材外均设有直肋翅片8，直肋翅片8可用来增强冷热影响区。主热管5和延长热管6内的工质可以是水或氨或R21或R113或己烷或丙酮或乙醇或甲醇。主热管和延长热管内的工质不同，具体可根据埋设深度、土壤温度情况选用。
本实用新型在不同的季节工作状态：冬季环境温度下降，地表变温层温度降低，土壤内部变温层和恒温层温度高于地表，首先主热管竖直段将地下变温层的热量提取到水平段，然后延长热管提取恒温层的地热传递到变温层，水平段将热量传递到道床和钢轨上，最终实现融雪化冰功能；夏季或春秋季环境温度较高的情况下，土壤地表温度高于地下变温层温度，主热管启动，将地表热量反向传递到地下变温层，再由延长热管将热量传递到恒温层，利用土壤的蓄热能力储存热量，使恒温层温度得以修复或提高，为下一个冬季的融雪化冰做准备。
在本实用新型其它的实施例中，主热管还可以是T型结构，也就是竖直段的上端连接在水平段的中部与水平段一起构成T型主热管。当然，在本实用新型其它的实施例中，只要主热管采用水平段和竖直段连接在一起的结构均可。
在本实用新型其它的实施例中，当主热管的竖直段足够长，能够深入到地下恒温层时，从而可以省略延长热管。
上述实施例为本实用新型一种优选的实施例，虽然在以上实施例中已经对本实用新型的实施方式进行了详细描述，但本实用新型不限于上述的实施方式，所附的权利要求所限定的本发明的范围包含所有等同的替代和变化。
Claims (9)
1.热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，其特征在于：包括主热管（5），主热管（5）包括水平布置在道床（3）内部的水平段和竖直插入在地下的竖直段，竖直段的上端连接在水平段上并与水平段的内部相连通，水平段和竖直段为具有吸液芯（11）的有芯热管，吸液芯（11）为敷设在管材内壁面具有毛细作用的材料。
2.根据权利要求1所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，其特征在于：所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置还包括长直形的延长热管（6），延长热管（6）为具有吸液芯（11）的有芯热管，吸液芯（11）为敷设在管材内壁面具有毛细作用的材料，延长热管（6）竖直插入在地下贯穿变温层（4）和恒温层（7），所述主热管的竖直段插入到地下变温层（4）。
3.根据权利要求2所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，其特征在于：所述延长热管（6）的顶端和主热管（5）竖直段的底端等高，延长热管（6）和主热管（5）竖直段靠近或者间隔布置。
4.根据权利要求2所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，其特征在于：所述主热管（5）和延长热管（6）内的工质是水或氨或R21或R113或己烷或丙酮或乙醇或甲醇。
5.根据权利要求2所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，其特征在于：所述主热管（5）和延长热管（6）内的工质不同。
6.根据权利要求2所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，其特征在于：所述主热管（5）和延长热管（6）的管材为金属管（10），金属管（10）外部涂覆有耐腐蚀材料构成的防腐层（9），耐腐蚀材料为搪瓷或塑料或沥青。
7.根据权利要求2所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，其特征在于：所述主热管（5）和延长热管（6）的管材外均设有直肋翅片（8）。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，其特征在于：所述竖直段的上端连接在水平段的中部与水平段一起构成T型主热管。
9.根据权利要求1至7任意一项所述的热管式自动蓄热放热轨道融冰化雪装置，其特征在于：所述竖直段的上端连接在水平段的端部与水平段一起构成L型主热管。
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| CN110485359A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-22 | 西南交通大学 | 一种铁路轨道冰冻灾害处理用一次性图层结构 |
| CN110872794A (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 比亚迪股份有限公司 | 轨道梁换热系统和轨道梁 |
| CN112170291A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-05 | 长乐智睿恒创节能科技有限责任公司 | 一种热动防积雪式户外变压器 |
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| CN110485359A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-22 | 西南交通大学 | 一种铁路轨道冰冻灾害处理用一次性图层结构 |
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