一种冬季公厕排粪管道防冻装置的制作方法

本发明涉及管道疏通技术领域，具体为一种冬季公厕排粪管道防冻装置。

背景技术：

公共厕所，简称公厕，指供城市居民和流动人口共同使用的厕所，如政府部门，车站，医院，影院，展览馆，办公楼，报社等机构附设的厕所，根据建筑形式，建筑结构，建筑等级，空间特征，冲洗方式，管理方式或投资渠道等，公共厕所有多种分类。

在北方的冬季天气较为寒冷，清晨的公厕内经常会出现公厕排粪管道冻结造成公厕便池内的排泄物无法及时排除在便池内堆积，由于天气寒冷便池内堆积的水和排泄物的混合物容易结冰，从而导致人们无法正常使用公厕，且由于排粪管道一般置于地下冻土层内，排粪管道一般使用的材质为硬质聚氯乙烯管其导热性较差，如果通过一般的防冻方法防止排粪管道冻结效果甚微无法完全避免冬季公厕排粪管道冻结。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种冬季公厕排粪管道防冻装置，解决了冬季公厕排粪管道内出现冻结导致公厕无法正常使用的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种冬季公厕排粪管道防冻装置，包括管道，防冻机构，冲水机构，水管，支撑架，抽水装置，管道上设有防冻机构，防冻机构底端设有支撑架，支撑架顶端与防冻机构底端固定连接，支撑架底端与管道固定连接，防冻机构底端固定连接有水管，水管另一端与抽水装置固定连接，防冻机构顶端设有冲水机构。

优选的，所述管道，防冻机构，支撑架在同一中轴线上，冲水机构底端高于防冻机构顶端靠近防冻机构顶端下方的一部分管道表面均匀设有弧形凹槽，防冻机构置于冻土层内，水管顶端高于防冻机构顶端。

优选的，所述防冻机构包括与管道固定连接的出水环，出水环顶端固定连接有出水管，出水环底端均匀分布有出水圆管，出水圆管底端固定连接有圆环盖，圆环盖底端固定连接有圆筒，圆筒圆周上设有第二圆筒，第二圆筒与圆筒顶端之间固定连接有进水环，进水环顶端固定连接有加热装置，加热装置顶端固定连接有进水管，圆筒与第二圆筒底端之间固定连接有弧形管，圆筒内部中部下方设有第一扰流环，圆筒内部中部上方设有第二扰流环，第二扰流环上方圆筒内壁上固定连接有椭圆形扰流块，第二扰流环上方与圆筒内壁与管道之间设有锥形螺旋扰流片，锥形螺旋扰流片顶端与圆环盖顶端固定连接，第二扰流环与第一扰流环之间的圆筒内壁上固定连接有弧形扰流块。

优选的，所述第一扰流环上均匀开设有方形开口，第二扰流环底端设有曲线型扰流凹槽，第二扰流环顶端设有开口，开口与曲线型扰流凹槽连通，椭圆形扰流块从第二扰流环顶端开始到圆环盖底端之间分布密度逐渐变小，每个椭圆形扰流块朝向不同，弧形扰流块整体呈螺旋上升状分布在圆筒内壁上，弧形扰流块从低到高伸出圆筒内壁上的部分逐渐增长，水管与弧形管底端固定连接，第二圆管外侧和弧形管圆周上设有保温层。

优选的，所述冲水机构包括与进水管另一端固定连接有保温壳，进水管上固定连接有自动水阀，进水管另一端穿过保温壳左侧固定连接有水箱，水箱右侧固定连接有出水管，水箱内部设有隔板，隔板与水箱固定连接，隔板左侧四周固定连接有条形电磁铁，水箱外侧表面滑动连接有排气框，排气框左侧四周边缘固定连接有条形电磁铁，保温壳左右两侧靠近上方固定连接有单向出气阀，出水管上固定连接有抽水泵，水箱左侧靠近底端固定连接有进水阀，水箱右侧靠近底端固定连接有出水阀。

优选的，所述水箱表面和保温壳内壁上贴有铜箔，水箱左右两侧与保温壳内壁固定连接，隔板内部为中空，隔板内部表面贴有铜箔，出水阀另一端与公厕冲水装置连接，抽水装置7出水口连接有水管，与抽水装置出水口连接的水管另一端穿过保温壳与水箱右侧固定连接。

(三)有益效果

(1)本发明，通过设置在防冻机构防冻机构中圆筒，第二圆筒，加热装置，弧形管，使加热后热水经过管道表面流动对管道表面进行加热，使置于冻土层内的管道表面温度能够高于冻土层温度，防止因管道材质原因使排粪管道表面导热性能差使置于冻土层内的排粪管道内部结冰，影响公厕的内排泄物排出使公厕内便池内出现排泄物堆积结冰影响人们正常使用。

(2)本发明，通过设置在防冻机构中的第一扰流环，弧形扰流块，第二扰流环，锥形螺旋扰流片，椭圆形扰流块使进入到圆筒和管道之间的热水在抽水泵的作用下能够使圆筒内的热水从低端到顶端由层流到湍流逐渐转换，从而使圆筒内的热水从低端到顶端过程中热水热量消耗减少，提高对管道靠近冻土层顶端的部分的加热效果，防止因管道顶端靠近冻土层顶端热量流失较快从而影响对排粪管道的防冻效果。

(3)本发明，通过防冻机构对置于冻土层内的管道进行加热使置于冻土层内的管道温度升高从而使管道内的温度逐渐升高，管道内温度升高使管道内的冷空气温度升高，温度升高后的空气沿着管道向管道开口处流动，从而使排粪管道开口附近温度升高，防止管道开口附近的排泄物因为温度过低而冻结影响公厕的正常排粪，妨碍人们正常使用。

(4)本发明，通过设置在冲水机构中的水箱，保温壳，隔板，单向出气阀，排气框，条形电磁铁以及隔板的中空设置和隔板内以及保温壳内壁与水箱表面的铜箔，通过隔板移动带动排气框移动将保温壳与隔板之间的空气通过单向出气阀排出，减少保温壳与隔板之间空气配合隔板和保温壳内壁的铜箔以及水箱表面的铜箔减少水箱内置于隔板右侧的热水的热量的流失，方便第二天清晨使用热水对公厕内的排泄物进行冲水，防止因排泄物冻结导致的便池内排泄物堆积，以及使用冷水对排泄物进行冲水导致排粪管道堵塞。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构示意二图；

图3为本发明结构示意三图；

图4为本发明防冻机构剖视图；

图5为本发明冲水机构内部机构图；

图6为本发明第一扰流环和第二扰流环底视图；

图7为本发明第一扰流环和第二扰流环俯视图。

其中，管道1、防冻机构2、出水环201、出水管202、出水圆管203、圆环盖204、圆筒205、第二圆筒206、进水环207、加热装置208、进水管209、弧形管210、第一扰流环211、第二扰流环212、椭圆形扰流块213、锥形螺旋扰流片214、弧形扰流块215、冲水机构3、保温壳301、自动水阀302、水箱303、隔板304、条形电磁铁305、排气框306、单向出气阀307、抽水泵308、进水阀309、出水阀310、水管4、支撑架5、抽水装置7。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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1-7所示，本发明实施例提供一种冬季公厕排粪管道防冻装置，包括管道1，防冻机构2，冲水机构3，水管4，支撑架5，抽水装置7，管道1上设有防冻机构2，防冻机构2底端设有支撑架5，支撑架5顶端与防冻机构2底端固定连接，支撑架5底端与管道1固定连接，防冻机构2底端固定连接有水管4，水管4另一端与抽水装置7固定连接，防冻机构2顶端设有冲水机构3，管道1，防冻机构2，支撑架5在同一中轴线上，冲水机构3底端高于防冻机构2顶端靠近防冻机构2顶端下方的一部分管道1表面均匀设有弧形凹槽，防冻机构2置于冻土层内，水管4顶端高于防冻机构2顶端。

防冻机构2包括与管道1固定连接的出水环201，出水环201顶端固定连接有出水管202，出水环201底端均匀分布有出水圆管203，出水圆管203底端固定连接有圆环盖204，圆环盖204底端固定连接有圆筒205，圆筒205圆周上设有第二圆筒206，第二圆筒206与圆筒205顶端之间固定连接有进水环207，进水环207顶端固定连接有加热装置208，加热装置208顶端固定连接有进水管4209，圆筒205与第二圆筒206底端之间固定连接有弧形管210，圆筒205内部中部下方设有第一扰流环211，圆筒205内部中部上方设有第二扰流环212，第二扰流环212上方圆筒205内壁上固定连接有椭圆形扰流块213，第二扰流环212上方与圆筒205内壁与管道1之间设有锥形螺旋扰流片214，锥形螺旋扰流片214顶端与圆环盖204顶端固定连接，第二扰流环212与第一扰流环211之间的圆筒内壁上固定连接有弧形扰流块215，第一扰流环211上均匀开设有方形开口，第二扰流环212底端设有曲线型扰流凹槽，第二扰流环212顶端设有开口，开口与曲线型扰流凹槽连通，椭圆形扰流块213从第二扰流环211顶端开始到圆环盖204底端之间分布密度逐渐变小，每个椭圆形扰流块213朝向不同，弧形扰流块215整体呈螺旋上升状分布在圆筒205内壁上，弧形扰流块215从低到高伸出圆筒205内壁上的部分逐渐增长，水管4与弧形管210底端固定连接，第二圆管306外侧和弧形管210圆周上设有保温层。

冲水机构3包括与进水管4209另一端固定连接有保温壳301，进水管4209上固定连接有自动水阀302，进水管4209另一端穿过保温壳301左侧固定连接有水箱303，水箱303右侧固定连接有出水管202，水箱303内部设有隔板304，隔板304与水箱303固定连接，隔板304左侧四周固定连接有条形电磁铁305，水箱303外侧表面滑动连接有排气框306，排气框306左侧四周边缘固定连接有条形电磁铁305，保温壳301左右两侧靠近上方固定连接有单向出气阀307，出水管202上固定连接有抽水泵308，水箱303左侧靠近底端固定连接有进水阀309，水箱303右侧靠近底端固定连接有出水阀310，水箱303表面和保温壳301内壁上贴有铜箔，水箱303左右两侧与保温壳301内壁固定连接，隔板304内部为中空，隔板304内部表面贴有铜箔，出水阀309另一端与公厕冲水装置连接，抽水装置7出水口连接有水管4，与抽水装置7出水口连接的水管4另一端穿过保温壳301与水箱303右侧固定连接。

使用时，冬季夜晚时温度逐渐降低，通过进水阀309向水箱303内注水，注入到水箱303内的水推动隔板304向水箱303右侧移动，隔板304在向水箱303右侧移动的过程中使通过条形电磁铁305之间相互吸引带动排气框306向沿着保温壳301与水箱303之间的间隙向右移动将保温壳301与水箱303之间的空气通过设置在保温壳301右侧的单向出气阀307排出，当水箱303内注满水后通过自动水阀302向加热装置208内注水，加热装置208对注入其中的水进行加热将加热装置208内的水加热至五十摄氏度左右，防止温度过高对管道1造成损伤，加热装置208内的水加热完成后通过进水环207进入到圆筒205和第二圆筒206之间，第二圆筒206和弧形管210外侧圆周上设有保温层使热水在第二圆筒206和圆筒205之间流动时减少热水热量的损耗，由于第二圆筒206和圆筒205与弧形管210三者之间组成u型管道从而使在第二圆筒206和圆筒205之间流动的热水通过弧形管210进入到圆筒205与管道1之间，同时启动抽水泵308将圆筒205与管道1之间的热水通过出圆203和出水环201抽入到出水管202中，当热水在圆筒205与管道1之间向圆环盖204方向移动时，由于第一扰流环211下方圆筒205内壁和管道1表面比较光滑从而使热水在圆筒205与管道1之间流动时热水水流比较平缓在抽水泵308的作用下使第一扰流环211下方的圆筒205与管道1之间形成层流，当热水经过第一扰流环211进入到第一扰流环211上方和第二扰流环212下方时，水流经过第一扰流环211上方和第二扰流环212下方的圆筒205和第二圆筒206之间的部分，水流经过设置在圆筒205上的弧形扰流块215，由于弧形扰流块215呈螺旋上升状分布在圆筒205内壁上且弧形扰流块210从第一扰流块211上方到第二扰流块212下方的伸出圆筒205内壁的长度逐渐增长，当热水从第一扰流块211上方流向第二扰流块212下方时，在抽水泵的作用下水流会从第一扰流块211上方开始逐渐发生旋转，旋转幅度从上到逐渐增大从而使位于第一扰流块211下方的层流在经过第一扰流块211后逐渐增强水流的运动幅度使其形成过度流，当热水进入到第二扰流块211上方水上方时，由于第二扰流环212底端设有曲线型扰流凹槽，在第二扰流环212底端的曲线型扰流凹槽的作用下使第一扰流环211与第二扰流环212之间的旋转水流在抽水泵308的作用下进入到第二扰流环212上方时发生更剧烈的旋转，热水在经锅过第二扰流环212进入到出水圆管203的过程中通过设置在第二扰流环212上方圆筒205内壁上的椭圆形扰流块213以及锥形螺旋扰流片210使第二扰流环212上方的热水不规则运动从而形成湍流，由于冻土层底端温度相较于冻土层顶端温度较高，而冻土层顶端长时间于外界接触管道越靠近冻土层顶端热量流失越快，由于经过圆筒205和管道1之间的热水从圆筒205底端到圆筒205顶端之间从层流逐渐转换为湍流，由于层流产热效果相较于湍流传热效果交叉，当热水置于圆筒205内第一扰流环211下方的时热水传热效果较差，以及圆筒205底端靠近冻土层底端热水在流动传热过程中热量消耗相对于热水置于圆筒205内第二扰流环212上方时较小，从而保证热水对管道1有较好的加热效果，热水在从圆筒205顶端到圆筒205顶端期间从层流到湍流之间逐渐转环，从而使热水在圆筒205内流动对管道1表面进行加热时加热效果从低到高逐渐增强，从而使管道1靠近冻土层顶端附近表面温度始终相对较高，配合后续装置运转从而防止因管道1顶端靠近冻土层顶端热量流失较快影响对管道1的防冻效果，当管道1在被加热后管道1内部的空气逐渐被加热，管道1内的热空气沿着管道1向管道1顶端的开口处流动从而使管道内和管道顶端开口附近温度升高增强管道防冻效果，当热水经过出水圆管203进入到出水管202内时经过抽水泵308进入到水箱303内部，由于水箱303内隔板左侧的未加热的水逐渐减少从而使热水注入到水箱303内部后能够推动隔板304向水箱303左侧移动，隔板304向水箱303左侧的过程中隔板304通过条形电磁铁305带动排气框306向水箱303左侧移动，由于保温壳301右侧设有单向出气阀307，在向水箱303注水时使隔板304带动排气框306向水箱303右侧移动将水箱303与保温壳301之间的空气排出，减少水箱303与保温壳301之间间隙内空气的含量，配合隔板304的中空设置以及隔板304内和保温壳301内壁与水箱表面贴有铜箔从而增强对注入到水箱内的热水的效果，等到第二清晨通过出水阀309内的热水对公厕内的排泄物进行冲水，从而防止冲水装置管道冻结，公厕内的排泄物无法及时冲入到管道中影响人们正常使用公侧，以及防止排泄物在公厕内冻结无法被冲入到排粪管中造成公厕内积水结冰影响公厕正常使用，当进入到圆筒250和第二圆筒206内的热水完成一次水循环后，相隔一段时间后管道1内温度没有降至与冻土层温度相同之前，再通过自动水阀302将水箱中隔板左侧的水注入到加热装置208中，重复上述的操作对管道1进行加热使防止公厕排粪管道因温度太低结冻影响排粪管道正常排粪，当装置停止运转时，由于水管4与弧形管210底端固定连接，水管4与弧形管210之间形成u型管从而使残留在弧形管210内部的热水在抽水装置7的作用下通过水管抽出排入到水箱303内隔板304右侧，防止装置内残留热水结冰影响装置的防冻效果。