一种实现温度补偿的管道加温防冻装置的制作方法

1.本实用新型属于管道运行维护领域，具体涉及一种实现温度补偿的管道加温防冻装置。


背景技术：

2.我国北方地区冬季平均气温通常为-4℃到-15℃，长时间的环境温度为冰点以下，这给各种工业生产中的介质管道的安全运行产生冰冻隐患。当环境温度过低，导致管道内介质发生冰冻现象，就会增大介质体积，使管道产生形变及裂缝，进而发生介质泄露，影响管网的安全运行。常见的保温措施为加装一定厚度的物理保温层，但是物理保温层仅仅是物理保温，减少热传递，保温效果差，在介质温度已经降低的情况下不能实现升温，或者不能均匀升温，导致的管道内介质流速减慢或者停止流动后，无法再升温恢复正常状态，由此会引起不良的后果。
3.针对这一情况，本实用新型提供了一种实现温度补偿的管道加温防冻装置，能够很好地解决相关技术领域中由于无法对管道进行均匀加热实现升温而产生的冰冻损害。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是解决上述背景技术中提出的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
5.本实用新型中提出了一种实现温度补偿的管道加温防冻装置，包括：
6.控制盒，所述控制盒包括网络通信模块、温度读取模块和计算控制模块，所述网络通信模块与公用通信网络进行通信；所述温度读取模块与介质温度传感器和环境温度传感器相连；计算控制模块与电发热装置相连；介质温度传感器，所述介质温度传感器包括传感器探头和导线，传感器探头通过管道安装孔安装固定在管道内部，通过导线与控制盒的温度读取模块相连。环境温度传感器，所述环境温度传感器包括传感器探头和导线，传感器探头固定安装在管道的外侧，裸露于空气环境中，通过导线与控制盒的温度读取模块相连；电发热装置，所述电发热装置为具备一定长度和电阻值的金属导线，通电情况下能产生热量，沿着管道外壁紧贴固定安装，与控制盒的计算控制模块相连。
7.进一步的，介质温度传感器的目的在于获得管道内介质的温度数据t1。
8.进一步的，环境温度传感器的目的在于获得环境空气的温度数据t2。
9.进一步的，所述控制盒的网络通信模块通过访问预先设置的服务器网络地址获取第二天的天气预报中的预报气温数据t0。
10.进一步的，所述控制盒的温度读取模块分别与介质温度传感器和环境温度传感器通过导线相连，用于周期性同时获取管道内的介质温度t1和环境空气温度数据t2。
11.进一步的，所述控制盒的计算控制模块通过判断上述预报气温数据t0、介质温度t1和环境空气温度t2的具体数值，得出是否为电发热装置供电的策略。当预报气温数据t0低于-10℃，或者环境空气温度t2低于5℃并且同时介质温度t1低于25℃时，所述控制盒的
计算控制模块开始对所述电发热装置进行供电，为管道介质加温。
12.进一步的，当预报气温数据t0不低于-10℃，并且环境空气温度t2不低于5℃或者介质温度t1不低于25℃时，所述控制盒的计算控制模块停止对所述电发热装置进行供电，停止为管道介质加温。
13.在工业生产中的管道中安装本实用新型中提出了一种实现温度补偿的管道加温防冻装置，能够对管道进行均匀加热升温，避免因低温导致管道介质结冰导致管道破裂的情况发生，很好的保护管道的安全。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作详细说明，附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为本实用新型的一种实施方式的结构图；
17.图3为本实用新型的又一种实施方式的结构示意图；
18.图4为本实用新型的又一种实施方式的结构示意图；
19.图5为本实用新型的控制盒控制电发热装置原理图；
20.图6为本实用新型的又一种实施方式的结构示意图；
21.图7为本实用新型的控制盒的结构示意图；
22.图8为本实用新型的工作流程图；
23.附图中各标记表示如下：
24.1、控制盒；2、介质温度传感器；3、环境温度传感器；4、电发热装置；5、管道
25.11、温度读取模块；12、计算控制模块； 13、网络通信模块。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达具体是给本领域的技术人员。
27.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做出进一步的描述：
28.如图1所示，根据本实用新型实施例的一种实现温度补偿的管道加温防冻装置包括：控制盒1；介质温度传感器2；环境温度传感器3；电发热装置 4。介质温度传感器2包括传感器探头和导线，传感器探头通过管道安装孔安装固定在管道内部，通过导线与所述温度读取模块相连；环境温度传感器3包括传感器探头和导线，传感器探头固定安装在管道外侧，裸露于空气环境中，通过导线与所述温度读取模块相连；电发热装置4为金属导体，沿管道外壁紧贴固定安装，用于根据所述温度读取模块读取的温度实现通电，产生热量为管道加温。
29.如图1所示，所述介质温度传感器2的数量与所述电发热装置4数量一一对应，每个所述介质温度传感器2固定安装在单个电发热装置的中心点位置或者尾端位置，使用多个
所述介质温度传感器2的温度数据按照上述计算介质平均温度t3的方法，得到介质平均温度t3，并用于控制盒1工作流程。
30.如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，可以根据实际管道的半径和长度，增加所述介质温度传感器的数量到2个或者更多，安装位置平均分布于所保护管道长度上。由此可以更准确的采集管道温度，控制电发热装置。所述控制盒1同时采集介质温度传感器21和介质温度传感器22，得到多个介质温度t11和介质温度t12，计算加权平均值得到介质平均温度t3，在控制盒1的计算控制模块12进行判断时，用介质平均温度t3代替介质温度t1使用。
31.如图3所示，本实用新型的一种具体实施例中，电发热装置为多个条状金属导体，所述金属导体以相同的间隔平均分布于所述管道长度方向上使用。
32.如图4所示，本实用新型的一种具体实施例中，电发热装置为多个条状金属导体，沿管道的周向，以固定间隔平均分布在所述管道上，对管道形成包裹态势；并沿管道的径向，依次向前延申分布在所述管道上，形成阶梯状。
33.如图5所示，本实用新型的一种具体实施例中，电发热装置可以是螺旋状金属导体，沿所述管道长度方向螺旋缠绕于所述管道上。所述螺旋缠绕安装方式，能够更快速为管道提高温度。
34.如图6所示，本实用新型的一种具体实施例中，控制盒使用继电器来控制电发热装置是否供电，进而控制是否向管道加温。
35.如图7所示，控制盒1包括温度读取模块11、计算控制模块12和网络通信模块13；控制盒1中的温度读取模块11分别与介质温度传感器2和环境温度传感器3相连接；
36.控制盒1中的计算控制模块12于电发热装置 4相连接。
37.控制盒1中的网络通信模块13通过访问预设天气预报服务器，获得第二天的预报气温数据t0。
38.通过本实用新型的上述方案，所述控制盒1通过温度读取模块11分别与介质温度传感器2和环境温度传感器3相连接，以一定时间间隔为周期，分别采集管道内的介质温度t1和环境空气温度t2。
39.所述控制盒1的计算控制模块12，用于开启或者关闭电发热装置4，为管道外壁加热或停止加热。例如，假如预报气温数据t0低于-10℃，开始对所述电发热装置4进行供电，或者预报气温数据t0不低于-10℃，同时环境空气温度t2低于5℃并且同时介质温度t1低于25℃时，所述控制盒1的计算控制模块12开始对所述电发热装置4进行供电，为管道外壁加温，进而将热量传导到管道内介质，提高管道内介质的温度；假如预报气温数据t0不低于-10℃，并且环境空气温度t2不低于5℃或者介质温度t1不低于25℃，所述控制盒1的计算控制模块12停止对所述电发热装置4进行供电，停止为管道外壁加温。
40.如图8所示，当下一个时间周期t到达时，所述控制盒1会重复上述温度采集和温度数值判断工作，周而复始。
41.在本实用新型的一些实施例中，网络通信模块13包括但不限于是以下方式：网线、wifi、无线射频、lora等通用网络通信方式。网络通信模块13通过预设的天气预报服务器读取第二天的天气，可以是通过中国气象局网站www.cma.gov.cn，也可以是第三方天气预报服务器。
42.在本实用新型的一些实施例中，温度读取模块11可以是4~20ma的电流采集装置，也可以是0~20v电压采集装置，也可以是modbus通讯装置。
43.在本实用新型的一些实施例中，控制盒1采集介质温度t1和环境空气温度t2的时间周期t为10~30分钟。
44.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限定本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。