一种寒区隧道电伴热温控电路的制作方法

文档序号:9416874
一种寒区隧道电伴热温控电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于寒区隧道工程领域,涉及寒区隧道内部加热技术,具体涉及一种寒区隧道电伴热温控电路。
【背景技术】
[0002]在寒冷地区修筑隧道工程,由于受到低温环境的影响,极易造成冻害问题。隧道内部产生冻害的问题比较多,对隧道结构及内部交通造成很大的影响。这类冻害问题主要是拱顶挂冰、路面积冰和排水系统破坏。产生这类问题的主要因素就是隧道渗水和低温。因此,我们在做好隧道防渗措施的基础上,保证隧道内部温度就显得十分重要了。
[0003]为决寒区隧道冻害问题,赖金星等人提出了一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施及其施工方法(专利号:ZL201110152411.9)。该电伴热系统主要采用加热电缆铺设在沥青混凝土路面下部和隧道衬砌结构表面,并使用泡沫板铺设在电缆外部以保护加热电缆并起到保温作用。
[0004]然而这种寒区隧道电伴热系统在使用过程中,并不能有效控制加热温度和加热效率。因为在不同的季节,不同的时间段,隧道内部的温度场并不是恒定的,若采用恒定的电伴热加热功率,很容易造成能源浪费。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于,在上述专利的基础上,通过设置一种温控电路,控制寒区隧道电伴热系统,使单位面积的加热功率处在经济合理的水平,达到节约能源的目的。
[0006]为了实现上述任务,本发明采用以下技术方案:
[0007]一种寒区隧道电伴热温控电路,包括依次连接并构成回路的三相四线电源、空气开关、熔断保护器、加热电缆,其中加热电缆设置多个,呈盘绕状分布于隧道中隧道路面下部和隧道衬砌结构表面,在相邻的加热电缆之间布设有感温装置,感温装置包括由热敏电阻和常温电阻并联设置构成的感温回路,热敏电阻温度变化时感温回路中产生感应电流,利用感应电流控制加热电缆与三相四线电源中零线端之间的通断。
[0008]进一步地,所述的感温回路中串联有线圈,线圈缠绕于一个铁芯上;感温回路中产生感应电流,感应电流经过线圈后使铁芯产生磁力,通过磁力的有无来控制加热电缆与三相四线电源中零线端之间的通断。
[0009]进一步地,所述的感温回路与线圈之间设置有信号放大器。
[0010]进一步地,所述的温控电路还包括一个温控开关,该温控开关包括台座,台座上设置有内部空心的转轴,转轴上连接有转杆,转杆内部空心并与转轴内部贯通,在转杆的端部设置有活动触点;所述的加热电缆的一端与三相四线电源连接,另一端汇聚至一根连接导线上,该连接导线穿入转轴中,并从转杆与转轴贯通处进入转杆内部,最终连接在活动触点上;转杆一侧的外壁上与台座之间连接有弹簧,转杆另一侧的外壁上设置有金属片;在台座上设置有固定触点,固定触点与三相四线电源中零线端之间连接;当铁芯未产生磁力时在弹簧的作用下活动触点和固定触点接触,铁芯产生磁力后吸引金属片使转杆转动,固定触点和活动触点分开。
[0011]进一步地,所述的转杆上除了转杆与弹簧连接部位、设置金属片的部位和转杆与转轴连接部位之外均包裹有绝缘层。
[0012]进一步地,所述的台座包括一个矩形体底座,自底座的一角切去一个矩形块,构成缺损部,使底座整体呈“L”形;在底座上表面向下截取一部分,构成第一凹陷部,自第一凹陷部上表面向下截取一部分,构成第二凹陷部;所述的铁芯固定设置于第二凹陷部中,铁芯的轴向垂直于底座上表面;所述的转轴垂直固定于第一凹陷部中,转杆的部分伸出第一凹陷部,进入缺损部中,并且转杆的轴向平行于底座上表面;所述的弹簧设置在第一凹陷部中远离铁芯方向的侧壁上,在缺损部中远离铁芯方向的侧壁上设置有固定块,所述的固定触点设置于固定块上。
[0013]进一步地,所述的台座设置于一个箱体中,箱体呈密闭状态,箱体的缝隙处做防水密封处理。
[0014]本发明与现有技术相比,具有如下技术效果:
[0015]1.本发明专利提供的电伴热温控电路,所需的电子装置十分常见,安装简单,操作方便,建设成本较低;
[0016]2.本发明专利所提供的电伴热温控电路,可以有效的调节加热电缆加热效果的温度,将加热温度控制在有效的温度范围内,降低单位面积上的加热功率,达到节约能源的目标;
[0017]3.本发明所提供的电伴热温控电路,感温装置可以将不同温度差的信息转换成方向不同的电流信息,再通过信号放大器增大信号电流,产生的信号电流可以使信号转换器产生足够的电磁力,通过电磁力和弹簧的相互作用控制电路的连通和关闭。
[0018]4.本发明结构巧妙合理,采用纯机械结构方式实现温控目的,与控制器、控制芯片相比,本发明控制系统具有更好的鲁棒性,产生误差、错误的几率小,对环境要求低,且环境中不利因素对其影响小,不用复杂的校调过程,设置简单,不容易损坏,具有良好的实用性會K。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的整体结构示意图;
[0020]图2是本发明的温控开关示意图;
[0021]图3是本发明的铁芯部分的结构示意图;
[0022]图4是本发明的感温装置示意图;
[0023]图中标号代表:1一三相四线电源,其中A、B、C为三个火线端,N为零线端;2—空气开关,3—熔断保护器,4一加热电缆,5—感温回路,6—信号放大器,7—温控开关,8—台座,
9一转轴,10—金属片,11 一弹黃,12—转杆,13—活动触点,14 一固定触点,15 一铁芯,16—线圈,17—热敏电阻,18—常温电阻,19一连接导线,20—第一凹陷部,21—缺损部,22—第二凹陷部。
【具体实施方式】
[0024]由于寒区隧道内存在冰冻、温差大、工作环境恶劣等特点,传统的利用处理芯片来控制温度的系统在这种环境下容易产生误差和损坏,并不能达到良好的应用要求;且由于处于冰冻、冻融的环境中,整套系统容易被水浸染,易造成系统工作失效;因此在这中严苛的环境下,需要一种对环境要求低、工作误差小的温控装置来保证隧道内电伴热系统的正常工作。
[0025]如图1所示,一种寒区隧道电伴热温控电路,包括依次连接并构成回路的三相四线电源1、空气开关2、熔断保护器3、加热电缆4,其中加热电缆4设置多个,呈盘绕状分布于隧道中隧道路面下部和隧道衬砌结构表面,在相邻的加热电缆4之间布设有感温装置,感温装置包括由热敏电阻17和常温电阻18并联设置构成的感温回路5,热敏电阻17温度变化时感温回路5中产生感应电流,利用感应电流控制加热电缆4与三相四线电源I中零线端之间的通断。
[0026]本方案中采用工业三相电源,图中A、B、C为三相火线端,N为接地的零线端。正常工作时,电流依次经过空气开关2、熔断保护器3、到达加热电缆4后产生热能,对隧道路面下部、衬砌结构进行加热,继而通过零线流回零线端。与具有内部处理器的智能芯片不同,本方案中为了控制加热电缆4的工作,在加热电缆4之间设置有感温装置。
[0027]感温装置有两个作用,一是探测感受加热电缆4之间的温度,当两者之间的温度过高时,说明当前加热已经达到要求,将该信息进行反馈;其二是感温装置也是一个激励源,当温度过高时被触发,使感温装置能控制加热电缆4的通断。温度过高则需要对加热电缆4的供电进行一定时间的截断,使加热余温能得到充分利用。
[0028]具体地,感温装置包括热敏电阻17和常温电阻18。这里的常温电阻18是指阻值固定的电阻,其阻值不受温度的影响。利用热敏电阻17和常温电阻18构成感温回路5,当对温度敏感的热敏电阻17,在受到加热电缆4产生的热量而温度升高时,感温回路5中由于温度差而产生电动势,继而在闭合的感温回路5中产生电流。这个电流即可看作是一种激励,可采用多种方式,将电流转化为机械能,从而控制加热电缆4电路的通断。
[0029]在本例中,应用方式是,感温回路5中串联有线圈16,线圈16缠绕于一个铁芯15上;感温回路5中产生感应电流,感应电流经过线圈16后使铁芯15产生磁力,通过磁力的有无来控制加热电缆4与三相四线电源I中零线端之间的通断。
[0030]如图3所示,线圈16作为感温回路5的一部分,在感温回路5中产生电流时,电流同时流经线圈16。线圈16缠绕在铁芯15上,那么当电流流过铁芯15时,铁芯15将产生电磁力。可方便地将该电磁力转化为对电路的通断控制。而为了更好地利用前述的感温电流,感温回路5与线圈16之间设置有信号放大器6,对电流进行一定程度的放大后再进行利用。
[0031]本方案中进一步地提出了一种利用结构,如图2所示,温控电路还包括一个温控开关7,该温控开关7包括台座8,台座8上设置有内部空心的转轴9,转轴9上连接有转杆12,转杆12内部空心并与转轴9内部贯通,在转杆12的端部设置有活动触点13 ;所述的加热电缆4的一端与三相四线电源I连接,另一端汇聚至一根连接导线19上,该连接导线19穿入转轴9中,并从转杆12与转轴9贯通处进入转杆12内部,最终连接在活动触点13上;转杆12 —侧的外壁上与台座8之间连接有弹簧11,转杆12另一侧的外壁上设置有金属片
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