CN110656970B - 一种隧道相变蓄冷降温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道相变蓄冷降温系统，其结构包括循环管、进水管、循环泵、回水管、水箱，循环泵水平两端分别连接着进水管和回水管，回水管另一端贯穿于水箱中，水箱中还插有循环管，循环管另一端和进水管机械连接，其结构还包括防冻环，防冻环由下锥、绕环、弹力纤条、嵌口组成，绕环内壁正中间嵌有两个以上的嵌口，本发明采用水作为循环冷却液体，相对风力而言，温度更加容易控制，冷却也比较均匀，且循环冷却过程中，通过循环管的斜置设计，只要循环管中有水，受地心引力的影响，循环管中的水就会往下流，水在不断地流动，在寒冷的环境中就不会完全冻结，造成管道破裂，加入温水融化也快。

Description

一种隧道相变蓄冷降温系统

技术领域

本发明涉及隧道施工设备领域，尤其是涉及到一种隧道相变蓄冷降温系统。

背景技术

隧道为线型结构，穿越不同埋深的地层和地质构造带，隧道埋深变化和地温异常地质构造带会导致隧道内存在显著的“地温差”，地温差会改变其中隧道施工中土壤的含水率，若温度过低，隧道壁中土壤被冻结，硬度相比常温下的要提高至少3倍，盾构机、砌台车等隧道施工设备不易开挖，若温度过高，土壤中的含水率提高，在开挖后容易发生土壤松动引起局部坍塌，因此需要对施工的隧道内壁进行冷降或升温处理，现有的冷却系统中一般是采用水冷却，在寒冷的川藏区冬天温度过低，隧道过长，用于水冷却的水会易发生冻结，夏天温度过高，夏天采用循环风的方式，受地质结构影响，隧道内壁的温度不一致，在深度开凿隧道的时候，需要调节不同的程度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种隧道相变蓄冷降温系统，其结构包括循环管、进水管、循环泵、回水管、水箱，所述循环泵水平两端分别连接着进水管和回水管，所述回水管另一端贯穿于水箱中，所述水箱中还插有循环管，所述循环管另一端和进水管机械连接。

作为本技术方案的进一步优化，其结构还包括防冻环，所述防冻环由下锥、绕环、弹力纤条、嵌口组成，所述绕环内壁正中间嵌有两个以上的嵌口，这些嵌口呈均匀分布，所述嵌口中安装有弹力纤条，所述弹力纤条和嵌口固定在一起，所述弹力纤条和下锥侧面固定，所述下锥处于绕环正中间，所述绕环和循环管活动配合。

作为本技术方案的进一步优化，所述下锥为倒置的圆锥体结构，下窄上宽的结构。

作为本技术方案的进一步优化，所述循环管靠近进水管的那端高于另一端，只要循环管中有水，受地心引力的影响，循环管中的水就会往下流，水在不断地流动，在寒冷的环境中就不会完全冻结，造成管道破裂，加入温水融化也是比较快。

作为本技术方案的进一步优化，所述循环管由壳体、保温层、流动内腔构成，所述壳体为空心圆柱体，所述壳体内部空间为流动内腔，所述壳体中嵌有保温层，所述保温层采用纤维绳交叉构成的网状空间结构，所述纤维绳采用棉、合成纤维等吸水性的纤维材料制成。

作为本技术方案的进一步优化，所述保温层中设有集水小管，所述集水小管为空心圆柱管体，所述集水小管半个侧面上开有两个以上的进水口，另外半个侧面则为光滑的侧面。

作为本技术方案的进一步优化，所述集水小管所在光滑的侧面两端正中间皆开有一个出水口。

作为本技术方案的进一步优化，所述进水口和出水口皆是内宽外窄的结构。

有益效果

本发明一种隧道相变蓄冷降温系统与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明采用水作为循环冷却液体，相对风力而言，温度更加容易控制，冷却也比较均匀，且循环冷却过程中，通过循环管的斜置设计，只要循环管中有水，受地心引力的影响，循环管中的水就会往下流，水在不断地流动，在寒冷的环境中就不会完全冻结，造成管道破裂，加入温水融化也快。

2.本发明防冻环的设计，利用循环管中不断下滴的水作为动力，并在弹力纤条作用下，上下移动，防止管道中积水冻结，进一步提高防冻效果。

3.本发明循环管中的保温层设计，利用纤维绳交叉构成的网状空间结构，降低温度降温的速率，保证循环管中有一定地温度，进一步地提高循环管中水流流动的防冻效果。

4.本发明保温层中还设有集水小管，若循环管中会集有很多水滴可通过集水小管汇集集体排出，防止保温层过度潮湿而发生腐烂无法保温的问题。

5.本发明集水小管上的进水口和出水口皆是内宽外窄的结构设计，不仅保温层的纤维丝不会随着水流进入集水小管中，造成集水小管堵塞的问题，也是为了集中流水，把水都排出去。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种隧道相变蓄冷降温系统的立体结构示意图。

图2为本发明循环管的断面示意图。

图3为本发明集水小管的断面立体结构示意图。

图4为本发明集水小管的横截面示意图。

图5为本发明防冻环的立体结构示意图。

图6为本发明防冻环的局部结构立体示意图。

图7为本发明防冻环的平面示意图。

图8为本发明防冻环的剖面示意图。

图中：循环管1、进水管2、循环泵3、回水管4、防冻环5、水箱6、下锥5-1、绕环5-2、弹力纤条5-3、嵌口5-4_、壳体10、保温层11、流动内腔12、集水小管13、进水口13-1、出水口13-2。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。

实施例

请参阅图1-图8，本发明提供一种隧道相变蓄冷降温系统，其结构包括循环管1、进水管2、循环泵3、回水管4、水箱6，所述循环泵3水平两端分别连接着进水管2和回水管4，所述回水管4另一端贯穿于水箱6中，所述水箱6中还插有循环管1，所述循环管1另一端和进水管2机械连接。

其结构还包括防冻环5，所述防冻环5由下锥5-1、绕环5-2、弹力纤条5-3、嵌口5-4组成，所述绕环5-2内壁正中间嵌有两个以上的嵌口5-4，这些嵌口5-4呈均匀分布，所述嵌口5-4中安装有弹力纤条5-3，所述弹力纤条5-3和嵌口5-4固定在一起，所述弹力纤条5-3和下锥5-1侧面固定，所述下锥5-1处于绕环5-2正中间，所述绕环5-2和循环管1活动配合，只要有水流流动，在水流的作用下下锥5-1会受到压力自动下压，下锥5-1在弹力纤条5-3作用下上下移动，管道冻结。

所述下锥5-1为倒置的圆锥体结构，下窄上宽的结构设计，方便其垂直敲打局部冰层。

所述循环管1靠近进水管2的那端高于另一端，只要循环管1中有水，受地心引力的影响，循环管1中的水就会往下流，水在不断地流动，在寒冷的环境中就不会完全冻结，造成管道破裂，加入温水融化也是比较快。

所述循环管1由壳体10、保温层11、流动内腔12构成，所述壳体10为空心圆柱体，所述壳体10内部空间为流动内腔12，所述壳体10中嵌有保温层11，所述保温层11采用纤维绳交叉构成的网状空间结构，所述纤维绳采用棉、合成纤维等吸水性的纤维材料制成，网状的空间结构既能作为流动内腔12内部流动中的液体保温结构，又能利用吸水特性，防止其局部有液滴产生。

所述保温层11中设有集水小管13，所述集水小管13为空心圆柱管体，所述集水小管13半个侧面上开有两个以上的进水口13-1，另外半个侧面则为光滑的侧面。

所述集水小管13所在光滑的侧面两端正中间皆开有一个出水口13-2。

所述进水口13-1和出水口13-2皆是内宽外窄的结构设计，进水口13-1这样设计主要是为了防止构成保温层11的纤维丝不会随着水流进入集水小管13中造成集水小管13堵塞的问题，而出水口13-2的设计是为了集中流水，把水都排出去。

本系统采用水作为循环冷却液体，相对风力而言，温度更加容易控制，冷却也比较均匀，在使用过程中，利用循环泵3从水箱6中抽水，温度高的环境下冷水，温度低的环境下用温水，水被循环泵3抽出从循环管1较高的那端进入，只要循环管1中有水，受地心引力的影响，循环管1中水就会由高的那端往低的那端水下流，水在不断地流动，在寒冷的环境中就不会完全冻结，造成管道破裂，加如温水融化也是比较快，并且，循环管1中的保温层11设计，纤维绳交叉构成的网状空间结构，细孔多，温度散温的速率变慢，还能吸附因为地温差产生液滴，让循环管1中的水不会那么快冷却造成冻结，还可安装防冻环5，在循环管1最底端安装防冻环5后，循环管1中的水往下滴的过程中，在水流的作用下下锥5-1会受到压力自动下压，下锥5-1在弹力纤条5-3作用下上下移动，防止管道中积水冻结，进一步提高防冻效果，若保温层11吸水过多，水会直接下渗，由进水口13-1进入集水小管13，集水小管13的一半为光滑侧面，可形成流动的水道，最后从集水小管13两端的出水口13-2排出，进水口13-1内宽外窄的设计为了防止构成保温层11的纤维丝不会随着水流进入集水小管13中造成集水小管13堵塞，而出水口13-2的内宽外窄设计是为了集中流水，把水都排出去，进一步提高便利性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种隧道相变蓄冷降温系统，其特征在于：其结构包括循环管(1)、进水管(2)、循环泵(3)、回水管(4)、水箱(6)，所述循环泵(3)水平两端分别连接着进水管(2)和回水管(4)，所述回水管(4)另一端贯穿于水箱(6)中，所述水箱(6)中还插有循环管(1)，所述循环管(1)另一端和进水管(2)机械连接；

其结构还包括防冻环(5)，所述防冻环(5)由下锥(5-1)、绕环(5-2)、弹力纤条(5-3)、嵌口(5-4)组成，所述绕环(5-2)内壁正中间嵌有两个以上的嵌口(5-4)，所述嵌口(5-4)中安装有弹力纤条(5-3)，所述弹力纤条(5-3)和下锥(5-1)侧面固定，所述下锥(5-1)处于绕环(5-2)正中间，所述绕环(5-2)和循环管(1)活动配合；

所述下锥(5-1)为倒置的圆锥体结构；

所述循环管(1)靠近进水管(2)的那端高于另一端；

所述循环管(1)由壳体(10)、保温层(11)、流动内腔(12)构成，所述壳体(10)为空心圆柱体，所述壳体(10)内部空间为流动内腔(12)，所述壳体(10)中嵌有保温层(11)，所述保温层(11)采用纤维绳交叉构成的网状空间结构；

所述保温层(11)中设有集水小管(13)，所述集水小管(13)为空心圆柱管体，所述集水小管(13)半个侧面上开有两个以上的进水口(13-1)，另外半个侧面则为光滑的侧面；

所述集水小管(13)所在光滑的侧面两端正中间皆开有一个出水口(13-2)；

所述进水口(13-1)和出水口(13-2)皆是内宽外窄的结构。

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