一种液体排放管道防冻方法及其防冻装置与流程

本发明涉及管道排放技术领域，具体涉及一种液体排放管道防冻方法及其防冻装置，适合于液体固化温度高于当地环境温度的地区，尤其是北方地区。

背景技术：

液体排放管道中的液体在管腔压力的作用下始终保持流动状态，这样的排放管道不易发生液体上冻现象，当进行检修或用于给管道内流动液体供热的电源发生故障而出现停电时，液体在管道中会存在停止流动的可能性，进而使管道中的液体在寒冷环境下发生固化，有可能在短时间内造成排放管道的破裂，造成难以弥补的代价，因此，对液体排放管道进行防冻处理是十分关键的。

为了防止因温度低于输送液体的固化温度，避免管道中的液体因冷冻结冰而发生膨胀破坏排放管道的问题，目前通常采用如下几种防冻方式：

其一，在管道外装有保温层，但是成本非常高；在我国北方寒冷地区，由于温度会达到零下十几度甚至更低，保温层也不能真正起到水管防冻裂的效果。

其二，在管道中加入用于加热管道的电热带，在使用时首先加热管道，冷冻的管道加热后使冰融化，再进行使用，加热解冻管道的时间较长，通常需要十几分钟的加热时间，造成能源浪费。

其三，通过实时的温度传感器实时检测管道中的温度，当到达结冰温度时，控制输送管道中阀门使液体变成循环回路，启动输送泵使得热液体在管道里循环的流动，虽然不会结冰，有效防止液体排放管道被冻裂的问题，但是其结构复杂，造成能源浪费。

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，避免液体排放管道出现上冻结冰的技术问题，影响人们的正常使用，提供了一种液体排放管道防冻方法及其防冻装置。

本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种液体排放管道防冻方法，在液体储罐的排放管路上通过设置与其连通的泄压口，当关闭排放管路使其停止液体输送时，同步开启与其连通的泄压口，在泄压口作用下使排放管路中的存留液体依靠自身重量由其液体固化的温度区域回流至防止液体固化的温度区域。

当排放液体的固化温度为零度或零度以下时，将液体储罐埋于地下防冻土层中，使排放管路由地下防冻土层向上贯穿于冻土层进行液体排放；在位于防冻土层的排放管路上设置排放阀和泄压口，泄压口靠近排放阀出口端设置；关闭排放管路上的排放阀，同时开启排放管路上的泄压口，使排放管路中存留液体与泄压口连通，存留液体由泄压口回流至防冻土层区域。

进一步地，在泄压口处连接一个带有排空阀的排空管路；关闭排放阀，同时打开排空管路上的排空阀使泄压口处于开启状态；排放管路内的存留液体与泄压口形成连通，并依靠自身重量通过排空管路回流至防冻土层区域。

进一步优选地，将排空管路的出口端设置于地下水井中，排空管路内的存留液体依靠自身重量回流至水井中。

或优选地，当排放管路在地面上进行由上至下的液体排放，且整个排放管路位于液体固化区域时，在排放管路的根部管路上设置排放阀和泄压口，泄压口靠近排放阀的出口设置；通过关闭排放管路上的排放阀，同时开启排放管路上的泄压口；排放管路中的存留液体依靠自身重量回流至防止液体固化的温度区域。

通过在泄压口处设置排空阀，关闭排放管路上的排放阀，同时开启排空阀，排放管路中的液体与外界大气压连通，并回流至防止液体固化的温度区域。

通过在泄压口处设置常开的排空管路，排空管路的上端开口高于排放管路中的存留液体的高度；关闭排放管路上的排放阀，排放管路中的存留液体依靠自身重量回流至防止液体固化的温度区域。

通过同步电动控制或手动控制方式，使排放管路上的排放阀与排空阀实现排空阀开启时，排放阀处于关闭状态，排空阀关闭时，排放阀处于开启状态。

另一方面，本发明还提供了一种液体排放管道防冻装置，其设置于带有压力的液体储罐的排放管路上，所述液体储罐设置于地下防冻土层中，所述排放管路由地下防冻土层向上延伸并贯穿冻土层，在位于所述防冻土层中的所述排放管路上设置一泄压口，所述泄压口位置设置一三通控制阀；控制所述三通控制阀开启，所述液体储罐中的液体从所述排放管路中排出；控制所述三通控制阀关闭，所述排放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泄压口中排出至防冻土层区域。

进一步地，所述三通控制阀的一出口端连接一排空管路，所述排空管路的出口端设置于所述液体储罐的地下水井中。

或优选地，本发明还提供了一种液体排放管道防冻装置，其设置于太阳能热水器的排放管路上，靠近所述排放管路的根部位置设置一排放阀和泄压口，所述泄压口靠近所述排放阀的出口端设置；控制所述泄压口关闭，所述排放阀开启，所述排放管路将太阳能热水器中的水排出；控制所述泄压口开启，所述排放阀关闭时，所述排放管路通过所述泄压口与大气连通，所述排放管路中的存留水排出。

优选地，所述泄压口处连接有排空管路，所述排空管路的出口端高于所述排放管路中的存留液体高度。

本发明技术方案具有如下优点：

a.本发明通过在液体储罐上的排放管路上设置一泄压口，在执行液体排空时，泄压口起到很好地平衡排放管路中存留液体内外压力作用，只需将排放阀关闭，同时将泄压口打开，即可破坏掉排放管路中存留液体的受力平衡，实现对排放管路中存留的液体的回流防冻处理，方法简单，不需要对出水管道进行任何的加热处理，节能降耗非常明显。

b.本发明还可以在泄压口位置设置排空阀，通过对排空阀和排放阀进行自动控制，同步实现排空阀的开启与排放阀的关闭，实现对排放管道中液体的回流防冻处理，大大提高了对存留液体的排空效率。

c.本发明所提供的液体排放管道防冻方法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液体固化温度低于环境温度的液体排放领域。

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为本发明所示在地下部分实施的第一种防冻装置结构简图；

图2为本发明所示在地上部分实施的防冻装置结构简图；

图3为本发明所示在地下部分实施的第二种防冻装置结构简图。

附图标记说明：

1-排放管路；2-冻土层；3-液体储罐；4-抽水泵；5-水井；6-排空管路；7-排放阀；8-排空阀；9-太阳能热水器；10-防冻土层；20-沐浴室；30-泄压口；40-三通控制阀。

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。

本发明提供了一种液体排放管道防冻方法，可以结合图1和图3理解具体的防冻方法，在液体储罐的排放管路上通过设置与其连通的泄压口，泄压口起到很好地平衡排放管路中存留液体内外压力作用，当关闭排放管路使其停止液体输送时，同步开启与其连通的泄压口，在泄压口作用下使排放管路中的存留液体依靠自身重量由其液体固化的温度区域回流至防止液体固化的温度区域，从而使所要输送的液体在低于其固化温度环境下的排放管路中实现了排放，将这部分存留液体完全排空或排至防止液体固化的温度区域。这里的液体可以是水，也可以为其它比如石油、化工等液体物质。

其中，当排放液体的固化温度为零度或零度以下时，将液体储罐埋于地下防冻土层中，使排放管路由地下防冻土层向上贯穿于冻土层进行液体排放；在位于防冻土层的排放管路上设置排放阀和泄压口，泄压口靠近排放阀出口端设置；关闭排放管路上的排放阀，同时开启排放管路上的泄压口，使排放管路中存留液体与泄压口连通，存留液体由泄压口回流至防冻土层区域，从而解决了位于冻土层及其上部位置的液体快速排放，避免了在管道中存留所发生的上冻问题。

图1中通过在排空口处设置带有排空阀的排空管路，关闭排放阀，同时打开排空管路上的排空阀使泄压口处于开启状态；排放管路内的存留液体与泄压口形成连通，并依靠液体自身重量通过排空管路回流至防冻土层区域。图1中所示防冻装置具体包括压力液体储罐3、抽水泵4和水井5，抽水泵4可以设置在水井5的井底位置，也可以设置在水井的其它位置，抽水泵4通过管路将水井5中抽取上来的水打入压力液体储罐3中，液体储罐3上设有压力传感器，可以实现液体储罐的自动上水，开启排放阀7，压力液体储罐3中的水通过贯穿冻土层2的排放管路1排出，当排放管路1停止供水时，需要开启排空管路6上的排空阀8，使位于冻土层2中及其以上的排放管路1中的存留水沿着排空管路6回流至水井中，从而避免了排放管路1破裂。

上述方法可以应用于北方地区，比如户外公厕用水，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。

当然，本发明所提供的液体排放管道防冻方法还可以用于地面上，比如图2中在沐浴室20上方的太阳能热水器9上使用，排放管路1在地面上方进行向下液体排放时，整个排放管路1位于水的固化环境下。在排放管路的根部管路上设置排放阀7和泄压口30，泄压口30靠近排放阀7的出口设置；关闭排放管路1上的排放阀7，同时开启排放管路1上的泄压口30，；外界大气压与排放管路1相连通，排放管路1中的水在其自身重量作用下排出，从而避免了沐浴室中太阳能热水器上排水管路的冻裂等问题。

在泄压口处设置排空管路6时要注意，正常用水时，为了避免液体在排空管路6中流出，排空管路6的上端开口须高于排放管路1中的需要排放液体的高度，此时不需要在排空管路6上设置排空阀8；关闭排放管路1上的排放阀7，排放管路1内的液体与外界大气连通，从而使排放管路1中的液体依靠自身重量排出管路，当然还可以排放到温度较高的防止液体固化的防冻区域。这是一种最为简单的应用方法，且使用效果最为可靠。

当然还可以通过在泄压口处设置排空阀，关闭排放管路上的排放阀，同时开启排空阀，排放管路中的存留液体与外界大气连通，将在重量作用下直接排出排放管路，避免了管路因上冻而发生破裂的问题。

如图3所示，本发明所提供的最为优选的地下液体排放管道防冻装置，其设置于带有压力的液体储罐3的排放管路1上，液体储罐3设置于地下防冻土层10中，排放管路1由地下防冻土层10向上延伸并贯穿冻土层2，在位于防冻土层10中的排放管路1上设置一泄压口，泄压口位置设置一个三通控制阀40；控制三通控制阀40开启，液体储罐3中的液体从排放管路1中排出；控制三通控制阀40关闭，排放管路1中的存留于冻土层2及其以上区域的存留水由所述泄压口30中排出至防冻土层10区域。

同时还在三通控制阀40的一出口端连接一排空管路6，排空管路6的出口端设置于地下水井5中。

上述的三通控制阀40是可以在市场上购得，组装方便，成本低廉。这里的三通控制阀采用三通电动控制阀，其通过对三通电动控制阀进行排水和存留水排空的智能控制，实现热水器的自动排水和自动排空处理。

另外，图2是应用于太阳能热水器上的液体排放管道防冻装置，其设置于太阳能热水器9的排放管路1上，靠近排放管路1的根部位置设置一排放阀7和泄压口30，泄压口30靠近排放阀7的出口端设置；控制泄压口关闭，排放阀7开启，排放管路1将太阳能热水器9中的水排出；控制泄压口30开启，排放阀7关闭时，排放管路1通过泄压口与大气连通，排放管路1中的存留水排出，从而避免管路别冻裂。当然，此实施例中优选采用排空阀用来控制泄压口的启闭。还可以如图2所示的仅在排放管路上采用一个排放阀，在泄压口处连接有排空管路6，排空管路6的出口端高于排放管路1中的存留液体高度，这种方式成本最低，且使用效果最好。

本发明中所采用的排放阀和排空阀可以采用电动阀或机械阀，通过同步电动控制或手动控制方式，使排放管路上的排放阀与排空阀实现排空阀开启时，排放阀处于关闭状态，排空阀关闭时，排放阀处于开启状态，实现智能化控制排放阀和排空阀的启闭动作，自动化程度高。

本发明可以将排放管路连接在室内的洗手盆、坐便器等生活使用设施上，还可以使用在石油、化工等易存在管道结冻的其它领域，使用广泛。

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。