一种垂直U型地埋管换热器用管卡的制作方法

本实用新型涉及一种地埋管换热器，具体涉及一种垂直U型地埋管换热器用管卡。

背景技术：

随着地热的发展，我国地热资源开发到了“破茧成蝶”的时期，地热能的应用中土壤源热泵当属其中的“先锋”，因其高效节能、环保可再生的新能源利用技术特点，被称为“绿色空调”，倍受人们青睐。土壤源热泵技术的逐渐成熟，使其在工程上的应用方兴未艾。

土壤源热泵地埋管换热系统是传热介质通过地埋管换热器与地下岩体进行热量交换的地热能交换系统。通过研究发现：合理地采用管卡可降低热短路效应，使钻井深度减少5％～10％，明显降低系统的投资及运行费用。鉴于此，强化地埋管换热器的换热性能是缓解能源匮乏及环境污染的重要途径，同时对减少钻井深度，降低初投资，助力推进土壤源发展具有重要意义。

目前工程常用的管卡存在以下问题：（1）易形成横向阻隔，回填出现气穴、搭桥现象，影响回填密实度，增大了回填料的热阻，降低了地埋管换热器的换热效率；（2）在地埋管换热器下井时，因井孔内不可避免地存在泥浆液及岩石碎屑，导致下管困难，不便采用钻杆压送下管；（3）采用反浆回填时，导管不易放置在支管中间，回填的均匀性得不到保障。（4）需采用较多螺栓连接固定，安装繁琐，对施工速度产生严重影响。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是目前工程常用的管卡易形成横向阻隔，回填困难，回填的均匀性得不到保障，安装繁琐，提供一种集操作简单快捷、结构刚度大、稳定性好、截面积小等优点于一体，能够提高地埋管换热器的传热效率并适用于各种回填方式的垂直U型地埋管换热器用管卡。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种垂直U型地埋管换热器用管卡，包括支撑环，与支撑环的内壁相连均匀分布有若干个卡环，所述支撑环上设有开口，开口两侧的支撑环端部设有卡扣。

所述的卡扣包括分别设置在开口两侧的A面端头和 B面端头，所述的A面端头上设有圆孔，B面端头上设有与圆孔相配合的圆柱凸起，圆柱凸起端部设有锲头。

所述圆柱凸起端部还设有锥形台，锥形台设置在锲头内侧。

所述圆孔的内径与圆柱凸起的外径相等，圆柱凸起的长度不小于圆孔的深度。

所述卡环有四个或两个，卡环的外壁与支撑环的内壁相切且固定连接。

所述支撑环和卡环均为钢环，钢环外侧设有PE保护层。

本实用新型的有益效果是：1、支撑环、卡环采用钢质材料外加防腐蚀的PE保护层，整体结构刚度大，连接稳固。卡扣采用弹性硬质材料，方便闭合支撑环，使其整体稳定性增加，操作快捷方便，省去了螺栓的安装与固定，提高了施工效率。2、整体结构刚度大，可降低材料的横向厚度及纵向宽度，降低了地埋管的整体热阻，提高换热效率。3、 整体结构无横向连接，可有效避免支管间的缠绕，降低支管间的热短路效应，解决了横向阻隔导致回填出现搭桥、气穴弊端及反浆回填导管设置不便的问题，保障了回填的密实度，提高了地埋管换热器的换热效率。4、采用反浆回填时，管卡中心无阻隔，可将导管设置于支撑环的中心，使回填料均匀地向四周扩散，保证了回填的均匀性及密实度。5、当井孔存在泥浆液和岩石碎屑导致的阻力大，造成地埋管换热器下井困难时，可将导管置于支撑环中心，采用导管辅助下井，提高埋管下井速度。

附图说明

图1 本实用新型结构示意图；

图2 本实用新型双U型垂直地埋管换热器管卡使用状态结构示意图；

图3本实用新型的单U型垂直地埋管换热器管卡结构图；

图4 本实用新型单U型垂直地埋管换热器管卡使用状态结构示意图；

图5本实用新型的支撑环上卡扣开启时局部剖面结构示意图；

图6 本实用新型的支撑环上卡扣闭合时局部剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图6所示，本实用新型包括支撑环1，与支撑环1的内壁相连均匀分布有若干个卡环2，所述支撑环1上设有开口5，开口5两侧的支撑环1端部设有卡扣3。

所述的卡扣3包括分别设置在开口5两侧的A面端头301和 B面端头302，所述的A面端头301上设有圆孔303，B面端头302上设有与圆孔303相配合的圆柱凸起304，圆柱凸起304端部设有锲头305。

所述圆柱凸起304端部还设有锥形台306，锥形台306设置在锲头305内侧。锥形台306的设置，使得支撑环1被撑大时，防止A面端头301对锲头305直接造成冲击，锲头305掉落；锥形台306的直径从内到外逐渐增大，A面端头301对锲头305冲击时，这个冲击力在锥形台306的外表面被分解，有效防止锲头305掉落。

所述圆孔303的内径与圆柱凸起304的外径相等，圆柱凸起304的长度不小于圆孔303的深度。地埋管换热器支管4进入支撑环1并固定于卡环2上后，将B面端头302上的圆柱凸起304与A面端头301上的圆孔303对齐，稍用力摁压，即可将B面圆柱凸起上的锲305压出至A面端头301的侧面，实现两个端头无缝闭合的状态，如图6所示，管卡整体连接，结构稳定。

所述卡环2有四个或两个，卡环2的外壁与支撑环1的内壁相切且固定连接。支撑环1的四个象限上分别设置一个卡环2或者在支撑环1内壁对称设置两个卡环，且卡环2的外环与支撑环1的内环相切并固定连接于一体，使管卡整体受力均匀，保证地埋管换热器的牢固性。相邻两个卡环2中间的支撑环1上设置有使支撑环1闭合的卡扣3，卡扣3两端稍向外用力可使支撑环1端头开启，开口5增大，并能自动恢复圆环形状，使地埋管换热器支管4进入支撑环1内，并固定于卡环2内，闭合卡扣3, 管换热器支管进入支撑环1后的使用状态如图2所示。

所述支撑环1和卡环2均为钢环，钢环外侧设有PE保护层。