一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，尤其涉及一种成本低廉、节能环保，利用空气置换法，将易冻水管内的水排出，便捷有效解决北方地下输水管道冰冻现状的防冻防裂装置。
【背景技术】
[0002]现如今，我国北方大部分地区取水、用水都要通过地下输水管道的输送，而由于技术、环境、地理条件等方面的限制，部分输水管道须布置在冻土层内。冬季时，北方地区气温较低，非供水时间内的输水管处于低压静水状态。长时间的低温会导致冻土层内地下输水管静水封冻，堵塞输水管，甚至造成输水管道破裂。若冰冻期长达数月，则严重影响居民的正常饮水和用水，造成巨大的损失。
[0003]北方地区现有的地下输水管道的防冻设计主要有电辅热型、保温型和太阳能辅热型三大类，每一类都存在一定的缺陷。电辅热型能耗较高且易短路，一旦短路维修也较为困难；保温型主要适用于地上管道，且一旦封冻难以解冻；太阳能辅热型成本较高，易损坏且不稳定。因此，如何经济、便捷、有效地解决北方地区地下输水管道封冻问题成为了首要任务。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供针对水，利用空气置换法，将易冻水管内的水排出，移除冰冻根源的北方地区地下输水管道防冻防裂装置；进一步地，本发明设备结构简单，成本低廉，节能环保，能够有效解决北方地下输水管道冰冻现状；更进一步地，本发明采用的排气管可排出管道内多余气体，缓解水击危害，维持供水管网的稳定。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:包括:主输水管的进水口与上游管网相连通，所述主输水管的出水口与下游管网相连通；所述主输水管的进水口和出水口处分别设置有第一阀门和第二阀门，所述主输水管在靠近所述第一阀门后面的侧壁与进气管的出气口相连通，所述进气管的进气口与气泵控制室相连，所述进气管上设置有第三阀门，所述主输水管在靠近所述第二阀门后面的侧壁与排气管的进气口相连通，所述排气管的出气口处设置有排气阀。
[0006]所述排气管上设置有第四阀门，所述排气管为垂直设置，所述排气管上端与排气阀相连，下端通过主输水管和进气管连接到所述气泵控制室(5)。
[0007]所述第四阀门包括单向阀或双向阀。
[0008]所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均为旋启式止回阀，均为单向阀，用于保证气体顺畅且水不倒灌。
[0009]所述排气阀为复合式排气阀。
[0010]所述气泵控制室包括气体流量计控制系统，所述气体流量计控制系统设置有气泵，所述气泵与电路系统相连。
[0011]所述进气管包括一体无缝连接的垂直段和倾斜段，所述倾斜段与所述主输水管相连通。
[0012]所述倾斜段与主输水管的进水口的夹角为锐角，角度范围为10~30° ;所述第三阀门设置于所述倾斜段上。
[0013]所述气泵控制室与排气阀均设置于地面上。
[0014]本发明采用空气置换法，通过气泵对主输水管进行通气，排出非供水期管道内的静水，防止其在长时间低温环境下冻结而堵塞主输水管，从而达到移除冰冻根源，防冻防裂的目标。
[0015]本发明的工作原理为:上游管网供水时，主输水管内有水充满，上游管网停止供水后，用气泵向主输水管内压入空气，利用水和空气的比重差，将主输水管管道内滞留的水排到下游管网，多余的气体则从排气阀排出。待空气置换完成后，关闭气泵，此时管网内的全部水被空气置换，防止主输水管管道封冻。再次供水时，管道内的一部分空气可以从排气阀排出，另一部分空气经由下游管网的用户或下游管网的其他排气口排出，从而继续进行供水，保障居民的正常供水。
[0016]本发明提供的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，利用空气将非供水期主输水管中的静水排出管道，从根源上防止主输水管封冻，设备简单，成本低廉，且阀门无需电力驱动，大大降低了能源消耗，体现了节能环保的新理念；排气管可排出主输水管管道内多余气体，从而缓解水击危害，维持了供水管网的稳定；倾斜段的设置，更为干净有效地将主输水管中的静水排出；排气管可通过排气阀排出主输水管管道内多余气体，缓解水击危害，维持供水管网的稳定。本发明提供的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，经济效益显著，结构简单，成本低廉，能够便捷有效解决北方地下输水管道冰冻现状。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0019]如图1所示，一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:包括:主输水管I的进水口与上游管网相连通，所述主输水管I的出水口与下游管网相连通；所述主输水管I的进水口和出水口处分别设置有第一阀门2和第二阀门3，所述主输水管I在靠近所述第一阀门2后面的侧壁与进气管4的出气口相连通，所述进气管4的进气口与气泵控制室5相连，所述进气管4上设置有第三阀门6，所述主输水管I在靠近所述第二阀门3后面的侧壁与排气管7的进气口相连通，所述排气管7的出气口处设置有排气阀8。
[0020]所述排气管7上设置有第四阀门9，所述排气管7为垂直设置，所述排气管7上端与排气阀8相连，下端通过主输水管I和进气管4连接到所述气泵控制室5。
[0021 ] 所述第四阀门9包括单向阀或双向阀。
[0022]所述第一阀门2、第二阀门3和第三阀门6均为旋启式止回阀，均为单向阀，用于保证气体顺畅且水不倒灌。
[0023]所述排气阀8为复合式排气阀。
[0024]所述气泵控制室5包括气体流量计控制系统，所述气体流量计控制系统设置有气泵，所述气泵与电路系统相连。
[0025]所述进气管4包括一体无缝连接的垂直段10和倾斜段11，所述倾斜段11与所述主输水管I相连通。
[0026]所述倾斜段11与主输水管I的进水口的夹角为锐角，角度范围为10~30° ;所述第三阀门6设置于所述倾斜段11上。
[0027]所述气泵控制室5与排气阀8均设置于地面上。
[0028]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:包括:主输水管(I)的进水口与上游管网相连通，所述主输水管(I)的出水口与下游管网相连通；所述主输水管(I)的进水口和出水口处分别设置有第一阀门(2)和第二阀门(3)，所述主输水管(I)在靠近所述第一阀门(2)后面的侧壁与进气管(4)的出气口相连通，所述进气管(4)的进气口与气泵控制室(5)相连，所述进气管(4)上设置有第三阀门(6)，所述主输水管(I)在靠近所述第二阀门(3)后面的侧壁与排气管(7)的进气口相连通，所述排气管(7)的出气口处设置有排气阀(8)。
2.根据权利要求1所述的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:所述排气管(7)上设置有第四阀门(9)，所述排气管(7)为垂直设置，所述排气管(7)上端与排气阀(8 )相连，下端通过主输水管(I)和进气管(4)连接到所述气泵控制室(5 )。
3.根据权利要求2所述的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:所述第四阀门(9 )包括单向阀或双向阀。
4.根据权利要求1所述的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:所述第一阀门(2)、第二阀门(3)和第三阀门(6)均为旋启式止回阀，均为单向阀，用于保证气体顺畅且水不倒灌。
5.根据权利要求1所述的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:所述排气阀(8 )为复合式排气阀。
6.根据权利要求1所述的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:所述气泵控制室(5 )包括气体流量计控制系统，所述气体流量计控制系统设置有气泵，所述气泵与电路系统相连。
7.根据权利要求1所述的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:所述进气管(4)包括一体无缝连接的垂直段(10)和倾斜段(11)，所述倾斜段(11)与所述主输水管(I)相连通。
8.根据权利要求1所述的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:所述倾斜段(11)与主输水管(I)的进水口的夹角为锐角，角度范围为10~30° ;所述第三阀门(6 )设置于所述倾斜段(11)上。
9.根据权利要求1所述的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于:所述气泵控制室(5 )与排气阀(8 )均设置于地面上。
【专利摘要】本发明公开了一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，其特征在于：包括：主输水管（1）的进水口与上游管网相连通，所述主输水管（1）的出水口与下游管网相连通；所述主输水管（1）的进水口和出水口处分别设置有第一阀门（2）和第二阀门（3），所述主输水管（1）在靠近所述第一阀门（2）后面的侧壁与进气管（4）的出气口相连通，所述进气管（4）的进气口与气泵控制室（5）相连，所述进气管（4）上设置有第三阀门（6），所述主输水管（1）在靠近所述第二阀门（3）后面的侧壁与排气管（7）的进气口相连通。本发明提供的一种北方地区地下输水管道防冻防裂装置，经济效益显著，结构简单，成本低廉，便捷有效解决地下输水管道冰冻现状。
【IPC分类】E03B7-12
【公开号】CN104594453
【申请号】CN201510001988
【发明人】朱泽, 罗晓丽, 蔡庆拟, 胡涛, 郝梦茹, 黄小祥, 宁亚伟, 顾雯, 张志才, 陈喜
【申请人】河海大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月4日