一种地下防冻给水装置的制作方法

本发明涉及供给水技术领域，具体涉及一种地下防冻给水装置，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，提供一种地下防冻给水装置。

本发明采用如下技术方案：

一种地下防冻给水装置，包括压力水源和与所述压力水源相连通的出水管路，所述压力水源设置于防冻土层中，所述出水管路贯穿于所述冻土层，位于所述防冻土层中的所述出水管路上还设有与其连通的排空管路，在所述出水管路和所述排空管路上设置有出水控制阀；

控制所述出水控制阀开启，所述压力水源中的水从所述出水管路中排出；控制所述出水控制阀关闭，所述出水管路中的存留于所述冻土层及其以上区域的存留水由所述排空管路中排出。

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，所述出水控制阀为三通控制阀，其设置于所述出水管路和排空管路的连接位置，所述三通控制阀为电动阀门或机械阀门。

或优选地，所述出水控制阀包括排空阀和排水阀，所述排空阀设置于所述排空管路上，所述排水阀设置于所述排空管路下部的出水管路上。

进一步地，所述排水阀为电动阀门，所述排空阀为电动阀门，其分别与设置于地面上的电气控制开关电性连接，用于对所述的排水阀、排空阀进行联动控制。

进一步地，所述的排水阀、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阀和排空阀的启闭。

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，或者为任意几种互补组合。

或优选地，所述排水阀和排空阀为机械阀门，通过机械传动装置将对所述排水阀和排空阀的控制端向上延伸出所述冻土层，用于手动控制所述排水阀和排空阀的启闭。

所述压力水源包括抽水泵和水井，所述抽水泵的进水管路设置于水井中，所述出水管路与所述抽水泵的出水口连接，所述排空管路的出水端设置于所述水井的井口中，水管中的存留水回流至水井里。

进一步优选地，所述压力水源还包括一压力罐，所述抽水泵的出水口与所述压力罐的进水端连接，所述出水管路与所述压力罐出水端相连通。

本发明技术方案具有如下优点：

a.本发明由于将出水控制阀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，排水阀和排空阀也不会被冻坏。这里的出水控制阀可以仅采用一个三通控制阀进行电动控制或手动控制，结构简单，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，大大提高了出水管路和各控制阀的使用寿命。

b.本发明通过在排水阀和排空阀上电性连接电气控制开关，通过电气控制开关可以将作为电动控制阀的排水阀和排空阀实现联动控制，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装置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防冻给水装置结构示意图；

图2为本发明所提供的第二种防冻给水装置结构示意图。

附图标记说明：

1-压力水源

11-抽水泵

111-进水管路

12-水井

13-压力罐

2-出水管路；3-冻土层；4-地面；5-排空管路；6-排空阀

7-排水阀；8-防冻土层；9-三通控制阀。

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，本发明提供了一种地下防冻给水装置，包括压力水源1和与压力水源1相连通的出水管路2，压力水源1设置于防冻土层8中，出水管路2贯穿于冻土层3并伸出地面4，也可以将出水管路2的出口设置于冻土层中，通过管路连接件与出水管路2出口端连接，延伸出冻土层3；还可以直接将出水管路2直接从冻土层3中引出。位于防冻土层8中的出水管路2上还设有与其连通的排空管路5，在出水管路2和排空管路5上设置有出水控制阀；控制出水控制阀开启，压力水源1中的水从出水管路2中排出；控制出水控制阀关闭，出水管路2中的存留于冻土层3及其以上区域的存留水依靠自身重量由排空管路5中排出。

本发明中优选地出水控制阀包括排水阀7和排空阀6，图1中的排水阀7与排空阀6采用电动阀门，其中的排水阀7为常开的电动阀门，排空阀6为常闭的电动阀门，其分别与设置于地面4上的电气控制开关电性连接，用于对排水阀7、排空阀6进行联动控制；其中的排水阀7、排空阀6和电气控制开关分别通过线路与电源电性连接。当然，图1中的排水阀7和排空阀6还可以采用机械阀门，通过机械传动装置将对排水阀7和排空阀6的控制端向上延伸出冻土层3，通过手动方式控制，从而降低能耗。

本发明由于将排水阀7和排空阀6分别设置于防冻土层8位置，不受地面上地面温度的影响，即使在最寒冷的季节，排水阀7和排空阀6也不会被冻住。同时，由于在关闭排水阀7的同时，排空阀6开启，迅速将出水管路2中的位于冻土层及其以上区域的存留水排净，避免了贯穿冻土层3及其位于地面部分出水管路2的结冰和管路破裂问题，大大提高了出水管路2和各控制阀的使用寿命。

如图2所示，这里的出水控制阀采用三通控制阀9，其设置于出水管路2和排空管路5的连接位置，三通控制阀9可以采用电动阀门、机械阀门或气动阀门等。通过控制三通控制阀9开启，使出水管路2连通，同时，排空管路5与出水管路2不连通，实现了出水管路2向上出水；反之，出水管2断开，位于三通控制阀以上的出水管路2与排空管路5连通，可以使存留在出水管路2中的水从排空管路5中排出，避免了冻土层及其以上部分的出水管路2存在结冰和管路冻裂的问题。

这里的压力水源1可以为埋于冻土层3下方的抽水泵11和水井12，抽水泵11的进水管路111设置于水井12中，出水管路2与抽水泵11的出水口连接，排空管路5的出水口设置于水井12的井口中，排空管路5中的回流水将直接排入水井11中。

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阀7和排空阀6的启闭。比如采用光电传感器、近红外传感器等，将防冻给水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，通过感应使排水阀7和排空阀6同时动作，实现水龙头的出水，当处于未感应状态时，排水阀7处于关闭状态，排空阀6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和延时开关等其他开关。

上述排空阀、排水阀和三通控制阀优选为电动阀门，也可以采取机械阀门，通过机械传动装置将对排水阀和排空阀的控制端延伸到地上，实现手动开关控制，比如采用一根硬管里面穿一根线，在顶端加一弹簧，用户旋转旋钮拉动线，线接在机械阀门开关上(图中未示出)，实现机械开关的联动控制，从而减少电能消耗。

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电动阀门供电，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，靠重力自动流回水井里，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。