供热管道受力测试机的制作方法

本发明的技术方案涉及供热管道受力测试的装备，具体地说是供热管道受力测试机。

背景技术：

供热管道在我国北方地区使用非常普遍，每年有大量的供热管道由于新铺设或者维修等原因被铺设到地下，由于不同的地层结构与不同的地面负载导致管道在地下的受力情况不同，准确掌握具体的地层特点和地面负载对于管道的形变等参数的影响对于合理安排施工工艺，科学计划工程标准具有重要意义。公开号为CN203352715U的专利公开了一种多功能地下管道探测器，该探测器通过安装摄像头和传输系统将管道信息进行了传导能够避免工作人员在进行地下管道检测和维修时需要自带电筒的麻烦，但是该探测器无法对管道施加负载，也无法测得管道在各种负载下的力学特征。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供供热管道受力测试机，是一种针对具体地层特点通过施加不同路面负载进而测试直埋在该地层的供热管道受力情况的设备，所得测试数据用以指导该地层管道的铺设施工工艺和该地面的限重范围，同时用于精确控制铺设成本，弥补了现有铺设作业指导参数不足，施工参数不精确，施工成本不经济等诸多缺点。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：提供供热管道受力测试机，包括车载系统、被测系统、传感系统、控制系统，车载系统包括重锤、缆绳、滑轮、支架、卷扬机、主机车、碾压轮，其中主机车的左侧安装有支架，支架的顶端安装有滑轮，卷扬机安装在主机车的右侧，缆绳的一端与卷扬机连接另一端绕过滑轮与重锤连接，碾压轮为主机车的车轮；被测系统包括被测管道、管道测试区、填土，其中被测管道埋在填土中，管道测试区位于被测管道的接缝处和非接缝处；传感系统包括压力传感器、形变传感器、温度传感器，其中压力传感器安装在管道测试区的管道外壁，形变传感器安装在管道测试区的管道内壁，温度传感器安装在管道测试区的管道内壁；控制系统包括传输线缆、计算机系统、管道加热器，其中计算机系统设置在地面上，传输电缆一端连接计算机系统另一端与管道测试区连接，管道加热器安装在管道测试区的管道内壁。

上述供热管道受力测试机，所述的被测管道包括直管道与直管道连接的管道、直管道与弯管道连接的管道、弯管道与弯管道连接的管道。

上述供热管道受力测试机，所述的管道测试区包括直管道测试区、直管道与直管道接缝测试区、直管道与弯管道接缝测试区、弯管道与弯管道接缝测试区、弯管道测试区。

上述供热管道受力测试机，所述的压力传感器有四个，均布在管道测试区的管道一周。

上述供热管道受力测试机，所述的形变传感器有四个，均布在管道测试区的管道一周。

上述供热管道受力测试机，所述的温度传感器有四个，均布在管道测试区的管道一周。

上述供热管道受力测试机，所述的管道加热器为圆环形。

本发明的有益效果是：

(1)本发明供热管道受力测试机可以对埋入地下的供热管道进行实地测试，通过在地面上施加各种负载，检测埋入地下的管道形变和受力的参数，为不同地层特点和不同施工工艺作业提供真实的数据支持，可以辅助施工中管道铺设、管道连接等作业内容，提高相关施工作业的科学性和经济性。

(2)本发明供热管道受力测试机利用重锤下砸产生冲击负载，可以检测到供热管道在冲击负载下的形变、压力参数。

(3)本发明供热管道受力测试机利用碾压轮碾压产生浪涌负载，可以检测到供热管道在浪涌负载下的形变、压力参数。

(4)本发明供热管道受力测试机带有加热器，可以将管道加热到管道工作的温度，模拟管道工作环境，保证检测数据真实可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明供热管道受力测试机的主体结构示意图。

图2为本发明供热管道受力测试机的直管道与直管道连接的管道示意图。

图3为本发明供热管道受力测试机的直管道与弯管道连接的管道示意图。

图4为本发明供热管道受力测试机的弯管道与弯管道连接的管道示意图。

图5为本发明供热管道受力测试机的管道测试区的结构示意图。

图中，1.管道测试区，2.被测管道，3.填土，4.传输线缆，5.计算机系统，6.重锤，7.缆绳，8.滑轮，9.支架，10.缆绳，11.卷扬机，12.主机车，13.碾压轮，14.直管道，15.直管道测试区，16.直管道与直管道接缝测试区，17.直管道测试区，18.直管道，19.直管道，20.直管道测试区，21.直管道与弯管道接缝测试区，22.弯管道测试区，23.弯管道，24.弯管道，25.弯管道测试区，26.弯管道与弯管道接缝测试区，27.弯管道，28.弯管道测试区，29.压力传感器，30.形变传感器，31.温度传感器，32.管道内壁，33.压力传感器，34.形变传感器，35.温度传感器，36.压力传感器，37.形变传感器，38.温度传感器，39.压力传感器，40.形变传感器，41.温度传感器，42.管道外壁，43.管道加热器。

具体实施方式

图1为本发明供热管道受力测试机的主体结构示意图，其显示本发明供热管道受力测试机的主体结构包括：管道测试区1、被测管道2、填土3、传输线缆4、计算机系统5、重锤6、缆绳7、滑轮8、支架9、缆绳10、卷扬机11、主机车12、碾压轮13；其中主机车12的左侧安装有支架9，支架9的顶端安装有滑轮8，卷扬机11安装在主机车12的右侧，缆绳10的一端与卷扬机连接另一端绕过滑轮8与重锤6连接，碾压轮13为主机车12的车轮，被测管道2埋在填土3中，管道测试区1分布在被测管道2的接缝处和非接缝处，计算机系统5设置在地面上，传输电缆4的一端连接计算机系统5另一端与管道测试区1连接。图1中无法显示管道测试区1的内部结构，但在图5中有显示并在下面给与描述。

图2为本发明供热管道受力测试机的直管道与直管道连接的管道示意图，其显示本发明供热管道受力测试机的直管道与直管道连接的管道包括：直管道14、直管道测试区15、直管道与直管道接缝测试区16、直管道测试区17、直管道18，其中直管道14与直管道18连接，直管道测试区15位于直管道14处，直管道与直管道接缝测试区16位于直管道14与直管道18的连接处，直管道测试区17位于直管道18处。

图3为本发明供热管道受力测试机的直管道与弯管道连接的管道示意图，其显示本发明供热管道受力测试机的直管道与弯管道连接的管道包括：直管道19、直管道测试区20、直管道与弯管道接缝测试区21、弯管道测试区22、弯管道23，其中直管道19与弯管道23连接，直管道测试区20位于直管道19处，直管道与弯管道接缝测试区21位于直管道19与弯管道23的连接处，弯管道测试区22位于弯管道23处。

图4为本发明供热管道受力测试机的弯管道与弯管道连接的管道示意图，其显示本发明供热管道受力测试机的弯管道与弯管道连接的管道包括：弯管道24、弯管道测试区25、弯管道与弯管道接缝测试区26、弯管道27、弯管道测试区28，其中弯管道24与弯管道27连接，弯管道测试区25位于弯管道24处，弯管道与弯管道接缝测试区26位于弯管道24与弯管道27的连接处，弯管道测试区28位于弯管道27处。

图5为本发明供热管道受力测试机的管道测试区的结构示意图，其显示本发明供热管道受力测试机的管道测试区包括：压力传感器29、形变传感器30、温度传感器31、管道内壁32、压力传感器33、形变传感器34、温度传感器35、压力传感器36、形变传感器37、温度传感器38、压力传感器39、形变传感器40、温度传感器41、管道外壁42、管道加热器43，其中压力传感器29、压力传感器33、压力传感器36、压力传感器39安装在管道外壁42上并均布在管道外壁42的一周，形变传感器30、形变传感器34、形变传感器37、形变传感器40安装在管道内壁32上并均布在管道内壁32的一周，温度传感器31、温度传感器35、温度传感器38、温度传感器41安装在管道内壁32上并均布在管道内壁32的一周，管道加热器43安装在管道内壁32上，管道加热器43为圆环形。

实施例1

按照上述图1～图5所示实施例组装成本实施例的供热管道受力测试机，包括车载系统、被测系统、传感系统、控制系统，车载系统包括重锤6、缆绳7、缆绳10、滑轮8、支架9、卷扬机11、主机车12、碾压轮12，其中主机车12的左侧安装有支架9，支架9的顶端安装有滑轮8，卷扬机11安装在主机车12的右侧，缆绳10的一端与卷扬机11连接另一端绕过滑轮8与重锤6连接，碾压轮13为主机车12的车轮；被测系统包括被测管道2、管道测试区1、填土3，其中被测管道2埋在填土3中，管道测试区1位于被测管道2的接缝处和非接缝处；传感系统包括压力传感器29、压力传感器33、压力传感器36、压力传感器39、形变传感器30、形变传感器34、形变传感器37、形变传感器40、温度传感器31、温度传感器35、温度传感器38、温度传感器41，其中压力传感器29、压力传感器33、压力传感器36、压力传感器39安装在管道测试区1的管道外壁42上，形变传感器30、形变传感器34、形变传感器37、形变传感器40安装在管道测试区1的管道内壁32上，温度传感器31、温度传感器35、温度传感器38、温度传感器41安装在管道测试区1的管道内壁32上；控制系统包括传输线缆4、计算机系统5、管道加热器43，其中计算机系统5设置在地面上，传输电缆4一端连接计算机系统5另一端与管道测试区1连接，管道加热器43安装在管道测试区1的管道内壁32上。

上述的被测管道2包括直管道14与直管道18连接的管道、直管道19与弯管道23连接的管道、弯管道24与弯管道27连接的管道，管道测试区1包括直管道测试区15、直管道测试区17、直管道测试区20、直管道与直管道接缝测试区16、直管道与弯管道接缝测试区21、弯管道与弯管道接缝测试区26、弯管道测试区22、弯管道测试区25、弯管道测试区28，上述的压力传感器29、压力传感器33、压力传感器36、压力传感器39均布在管道测试区1的管道外壁42一周，形变传感器30、形变传感器34、形变传感器37、形变传感器40均布在管道测试区1的管道内壁32一周，温度传感器31、温度传感器35、温度传感器38、温度传感器41均布在管道测试区1的管道内壁32一周，管道加热器43为圆环形。

下面以一次测试为例

第一步，将3组压力传感器、温度传感器、形变传感器、管道加热器43安装在被测管道2的管道测试区1的3个测量位置处。

第二步，将被测管道2埋在填土3中，并将填土3夯实。

第三步，启动管道加热器43，使温度达到供热管道工作的温度。

第四步，驱动主机车12，使碾压轮13以不同的速度多次压过被测管道2上面的填土3，同时计算机系统5记录各组压力传感器、温度传感器、形变传感器的数值。

第五步，改变主机车12的载重，重复第四步。

第六步，调整主机车12的位置，使重锤6位于被测管道2的正上方。

第七步，启动卷扬机11，吊起重锤6，然后卷扬机11反转，使重锤6砸落在被测管道2上方的填土3上，同时计算机系统5记录各组压力传感器、温度传感器、形变传感器的数值。

第八步，改变重锤6的起吊高度，重复第七步。

第九步，改变被测管道1的类型，重复第一步到第八步。

第十步，计算机系统5分析各组数据。