一种常压给水防冻装置的制作方法

本发明涉及供给水技术领域，具体涉及一种常压给水防冻装置，适合于寒冷的北方地区农村或户外需要水的用户。

背景技术：

随着自来水的普及，自来水管道成为了不可或缺的一部分。而在农村地区，一般在院子里都会安装有自来水水管及水龙头，冬天的室外温度常常在零下，尤其北方地区，晚上温度更会低至零下十几度，比如我国的东北地区，冬季最冷室外温度甚至达到零下三十度以下，水管中的水会时常结冰，导致人们无法正常使用自来水或者正常的冲厕使用，甚至会发生结冰涨裂自来水管，使农民承受经济损失。

现有人们常用加热方式使自来水管中的冰融化，整个保温系统比较复杂，成本较高，若出现停电时，就会造成水管中结冰问题，当再次融化掉水管中的冰需要消耗大量的电能，这样不仅给人们生活带来了不必要的麻烦，而且不能从根本上解决管道结冰问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述背景技术中存在的不足，避免在冬季寒冷季节在水管中出现冻冰或爆管现象，影响人们生活中水的正常使用，为此，提供了一种常压给水防冻装置。

所采用如下技术方案：

一种常压给水防冻装置，其与一给水系统的水箱连接，所述给水系统的出水管路贯穿于地面冻土层，所述水箱为置于地下防冻土层中的常压水箱，所述水箱的出水口处连接一排水泵，所述排水泵为回流型排水泵，所述排水泵的排水口与所述出水管路连接；启动所述排水泵时，所述水箱中的水泵入所述出水管路中排出，关闭所述排水泵时，所述出水管路中的位于冻土层及以上区域的存留水由所述排水泵中回流至所述水箱中。

或优选地，位于所述排水泵上方的所述出水管路上还设有排空阀，所述排空阀位于所述防冻土层中；启动所述排水泵，且关闭所述排空阀时，所述水箱中的水泵入所述出水管路中排出；关闭所述排水泵，且开启所述排空阀时，所述出水管路中的位于冻土层及以上区域的存留水由所述的排空阀和排水泵回流至防冻土层和所述水箱中。

当然，本发明中的所述排水泵为非回流型排水泵；启动所述排水泵，且关闭所述排空阀时，所述水箱中的水泵入所述出水管路中排出；关闭所述排水泵，且开启所述排空阀时，所述出水管路中的位于冻土层及以上区域的存留水由所述排空阀回流至防冻土层中。

进一步地，所述排空阀上还连接一排空管路，所述排空管路的出水口与所述水箱相连通；启动所述排水泵，且关闭所述排空阀时，所述水箱中的水泵入所述出水管路中排出；关闭所述排水泵，且开启所述排空阀时，所述出水管路中的位于冻土层及以上区域的存留水经所述排空阀由所述排空管路回流至所述水箱中。

其中，所述出水管路的出水口位于所述冻土层中，或者延伸出所述冻土层。

优选地，所述排空阀为电动阀门，所述排水泵和排空阀分别与设置于地面上的电气控制开关电性连接，用于对所述的排水泵、排空阀进行联动控制。

进一步地，所述的排水泵、排空阀和电气控制开关分别通过线路与一电源电性连接。

优选地，所述电气控制开关为触控开关、感应开关、电子开关和延时开关中的一种，其可以联动控制所述排水泵和排空阀的启闭。

优选地，所述电源为储能蓄电池、市政电网、风电电源、太阳能电源中的一种，或者任意几种互补组合。

所述给水系统为一自动给水系统，其包括抽水泵和水井，所述抽水泵的进水管路设置于水井中，所述抽水泵的排水口与所述水箱连通，所述水箱中设有与所述抽水泵电性连接的水位开关，所述的抽水泵、水位开关分别与电源电性连接，实现所述水箱自动蓄水。

本发明技术方案具有如下优点：

a.本发明由于将排水泵和常压水箱设置于防冻土层位置，不受地面温度的影响，即使在最寒冷的季节，排水泵和水箱也不会因结冰而被冻坏。通过给水系统将地下水打入水箱，通过回流型排水泵实现水箱中水的排出，在停止出水管路排水时，依靠回流型排水泵的可以回流特性，将存留在出水管路中的水回流至水箱中，节约用水，避免了位于冻土层及其以上区域出水管路的结冰和管路破裂问题，结构简单，大大提高了出水管路和排水泵的使用寿命。

b.本发明采用非回流型排水泵与带有排空阀的排空管路相结合，当需要出水管路排水时，只需将排空阀关闭，将排水泵开启即可；当停止出水管路排水时，只需关闭排水泵且将排空阀打开，可以通过电气控制开关对排空阀和排水泵进行联动控制，从而实现了出水管路停水后及时将存留水排净，可以广泛应用于寒冷的户外、农村及我国北方地区。

c.本发明所提供的给水防冻装置还可用于户外公厕用水，包括冲厕和洗手；还可以用于北方家庭户内自来水供水系统及其他零度以下用水的地方。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的第一种给水防冻装置结构示意图；

图2为本发明所提供的第二种给水防冻装置结构示意图。

附图标记说明：

1-给水系统

11-水箱

12-出水管路

13-抽水泵

131-进水管路

14-水井

2-冻土层；3-防冻土层；4-排水泵；5-排空阀；6-排空管路；7-地面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

如图1所示，本发明提供了一种常压给水防冻装置，其与一给水系统1的水箱11连接，给水系统1的出水管路12贯穿于地面冻土层2，即出水管路12可以从冻土层2中伸出地面4，也可以将出水管路12的出口设置于冻土层中，通过管路连接件与出水管路12出口端连接，延伸出冻土层2；还可以直接将出水管路2直接从冻土层3中引出。水箱11为置于地下防冻土层3中的常压水箱，水箱11的出水口处连接一排水泵4，排水泵4为回流型排水泵，排水泵4的排水口与出水管路12连接；启动排水泵4时，水箱11中的水泵入出水管路12中排出，关闭排水泵4时，出水管路12中的位于冻土层2区域的存留水依靠自身重力由排水泵4中回流至水箱11中。

由于本发明中采用常压水箱，可大大减少水泵启动次数，提高水泵使用寿命。同时，采用回流型排水泵直接将出水管路中的存留水回流至水箱可以大大节约用水，其结构简单，成本低廉。这里的回流型排水泵可采用小型水泵。

另外，本发明还可以采用如图2所示结构形式，在位于排水泵4上方的出水管路12上还设有排空阀5，排空阀5位于防冻土层3中；启动排水泵4，且关闭排空阀5时，水箱11中的水泵入出水管路12中排出；关闭排水泵4，且开启排空阀5时，出水管路12中的位于冻土层2及以上区域的存留水由排空阀5和排水泵4回流至防冻土层3和水箱11中。

当然，上述技术方案还可以优选地在采用非回流型的排水泵；启动所述排水泵4，且关闭排空阀5时，水箱11中的水泵入出水管路12中排出；关闭排水泵4，且开启排空阀5时，出水管路12中的位于冻土层2及以上区域的存留水由排空阀5回流至防冻土层3中。

还可以采用在排空阀5上连接一排空管路6，排空管路6的出水口与水箱11相连通；启动排水泵4，且关闭排空阀5时，水箱11中的水泵入出水管路12中排出；关闭排水泵4，且开启排空阀5时，出水管路12中的位于冻土层2区域的存留水经排空阀5由排空管路6回流至水箱11中，有助于节约水资源。

本发明中的排空阀5采用电动阀门，优选采用常闭的电动阀门，排水泵4和排水阀5分别与设置于地面7上的电气控制开关电性连接，用于对排水泵4和排空阀5进行联动控制；其中的排水泵4、排空阀5和电气控制开关分别通过线路与电源电性连接。

本发明由于将排水泵4和排空阀5分别设置于防冻土层3位置，不受地面上地面温度的影响，即使在最寒冷的季节，排水泵4和排空阀5也不会被冻住。同时，由于在关闭排水泵4的同时，排空阀5开启，迅速将出水管路12中的位于冻土层2及其以上区域的存留水排净，避免了贯穿冻土层2及其位于地面部分出水管路12的结冰和管路破裂问题，大大提高了出水管路12和控制阀的使用寿命。

本发明中的给水系统1为一自动给水系统，其包括出水管路12、水箱11、抽水泵13和水井14，抽水泵13的进水管路131设置于水井14中，抽水泵13的排水口与水箱11连通，水箱中设有与抽水泵电性连接的水位开关，抽水泵、水位开关分别与电源电性连接。当水位到达下限后，水位开关自动启动抽水泵进行自动蓄水，当检测到水位到达上限后，水位开关自动自动停止抽水泵运行。

上述的电气控制开关优选为触控开关、感应开关、电子开关和延时开关中的一种，其可以联动控制排水泵4和排空阀5的启闭。比如采用光电传感器、近红外传感器等，将给水防冻装置用于农村的自来水家庭洗手盆上，可以在洗手盆的出水口位置设置一个光电传感器，通过感应使排水泵4和排空阀5同时动作，实现水龙头的出水，当处于未感应状态时，排水泵4处于关闭状态，排空阀5则处于开启状态。当然电气控制开关还可以根据使用需求采用触控开关、电子开关和延时开关等其他开关。

本发明不采用任何的加热方式，可以使用于边疆或落后欠发达且寒冷的地区，对于室外或偏远地区没有市政电网地区，也可以通过自动发电与储能方式相结合给给水防冻装置供电，因地制宜采用水力发电、风力发电、太阳能发电等方式，将电能存储到储能蓄电池中为电动阀门和水泵提供电源；本发明选择方式灵活，应用场合广泛。

上述的排空管路、出水管路、进水管路安装后必须具有一定倾斜度，以保证排空管路在不供水情况时，靠重力自动流回水箱里，水管内不能存水，如果地上部分存留水会被冻住，如果地下部分存留水会影响地上回水。

本发明可以与洗手盆、坐便器等生活使用设施相结合，广泛应用于户外公厕用水，包括冲厕和洗手；还可以用于北方家庭户内自来水供水系统及其他户外用零度以下用水的地方。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。