露天管道電渦流防凍系統的製作方法

2024-01-31 17:14:15 1

專利名稱：露天管道電渦流防凍系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種露天管道電渦流防凍系統，屬於露天管道網絡中防止溫度過低對管道造成損傷，以保證管網安全運行的重要設備，具有成本與維護費用低、操作簡便、安全可靠與智能可控等優點，並且具有巨大的市場前景。特別是涉及ー種低成本、低維護費用，控制簡便、智能靈活的持續諧振電渦流該應加熱系統。
背景技術：
對於露天環境下的城市管網，尤其是北方地區，在秋冬季節溫度下降，有時管道內介質流速為零，因此為了保證各管網在冬季正常運行，要求各種管道不發生凍結以備隨時使用。目前常用的防凍方法有自來水溫絕熱防凍法、供暖系統供、回水絕熱伴暖防凍法、充 填防凍液防凍法、絕熱電熱器件伴暖防凍法以及混合防凍方法，這些方法都存在著投資大，後期維護費用高且操作不便等缺點。因此找到一種投資小、見效快、維護費用少的方案是該領域的重要課題之一。本發明主要針對露天管網防凍設備投資大，後期維護費用高且操作不便等缺點，給出了一種可發出重複、持續且可控電磁振蕩電路，具有可持續工作、操作靈活、結構輕便的特點。
發明內容本發明所要解決的技術問題是，露天管道網絡中防止溫度過低對管道造成損傷的問題，利用高效大功率諧振電路對導磁管壁進行加熱，以保證管內流動介質不被凍結，從而為戶外管網的正常運行提供一種有效解決方案。本發明所採用的技術方案是露天管道電渦流防凍系統，包括有直流電源通過通斷控制開關(2)後向諧振電路(3)供電，功率晶閘管(4)將能量放大，並通過感應加熱線圈使導磁管壁(6)溫度升高，其中導磁管壁(6)外部裝有防水保溫層(7)以起到保溫防潮作用，當管道內液體溫度達到要求吋，液體溫度傳感檢測電路(8)切斷通斷控制開關(2)從而使電路斷開。所述的直流電源(I)通過大功率直流移動電源或者可提供大電流的蓄電池組實現，同時要保證電源具有一定防水、防潮作用。所述的通斷控制開關由功率控制器(5)通過不同檔位功率繼電器進行控制與切換，實現對不同的命令執行相應動作。所述的諧振電路(3)通過新型單路考比子諧振電路搭建，兩路對稱的電感線圏，電阻，N溝道增強型功率晶閘管(4)以及相互反接的快速回復ニ極管，可實現任意振蕩頻率的正弦波輸出。所述的感應加熱線圈(5)由密繞高Q值的銅質導線構成，導線外層必須塗有防水層並進行防水深度極限的相關測試。密繞匝數則需要根據該電路具體的工作情況確定。並且感應加熱線圈(5)內嵌在防水保溫層(7)中，從而不易被破壞。[0010]所述的導磁管壁(6)是呈圓筒形高導磁體，其上密繞感應加熱線圈(5)。如果管網本身為鐵質材料，則可以以管網壁為導磁管壁，這樣可以極大的降低投資，並且可以取得不錯的效果。所述的液體溫度傳感檢測電路(8)由適合在流動介質中作業的高精度溫度傳感器、A/D轉換電路及單片機構成，由傳感器將液體中溫度轉換為電壓信號，通過A/D轉換電路進行採樣，並將結果傳送給單片機，最後由單片機輸出跳閘或合閘信號。本發明的露天管道電渦流防凍系統，通過諧振電路產生交變磁場作用於導磁管壁，感生的渦流在管壁上流動產生熱量，從而使戶外管網中流動的液體介質防止凍結，並通過單片機、傳感器和執行機構實時監測運行狀況並發出命令。本裝置為露天管道的正常エ作提供了ー種防止介質凍結而導致管網損壞的有效方案，具有操作簡便、安全可靠與智能可控等優點。
圖I是本發明的整體結構框圖；圖2是交變磁場大功率振蕩發生電路；圖3是導磁管壁及感應加熱線圈的幾何正視圖；圖4是露天管道電渦流防凍系統側視圖；圖5是液體傳感器智能控制迴路。其中I :直流電源；2 :通斷控制開關；3 :諧振電路；4 :功率晶閘管；5 :感應加熱線圈；6 :導磁管壁；7 :防水保溫層；8 :液體傳感檢測電路。Rl Q1鉗位電阻Rl Q2鉗位電阻LI :Q1 電感L2 :Q2 電感Ql :功率晶閘管IQ2 :功率晶閘管2Dl :快速回復ニ極管I D2 :快速回復ニ極管2C :振蕩匹配電容
具體實施方式
下面結合實例和附圖對本發明的露天管道電渦流防凍系統做出詳細說明。如圖I所示，本發明的露天管道電渦流防凍系統，包括有直流電源⑴；通斷控制開關⑵；諧振電路⑶；功率晶閘管⑷；感應加熱線圈(5);導磁管壁(6);防水保溫層
(7);液體溫度傳感檢測電路(8)。本發明利用大功率直流電源產生交變磁場作用於導磁管壁，感應出渦流以加熱管道中的液體介質，進而防止低溫凍結的先進裝置。如圖2所示，所述的諧振電路(3)由兩路對稱的電感線圈，電阻，N溝道增強型功率晶閘管(4)以及相互反接的快速回復ニ極管組成。在通斷控制開關(2)閉合後，兩路對稱的電路同時向功率晶閘管⑷的基極饋電，由於反並聯的快速回復ニ極管Dl與D2的作用，功率晶閘管⑷的集電極所在電路實現交替導通，使AB輸出正弦波的全波形。如圖3所示，所述的感應加熱線圈(5)為密繞的銅質線圈，該線圈在塗裝防水層後固定於成圓筒形的導磁管壁(6)的側壁上，外部套上防水保溫層(7)。導磁管壁(6)起到感應渦流並發熱的作用，還起到支撐作用。如果管網本身為鐵質材料，則可以以管網壁為導磁管壁，這樣可極大的降低投資，並且可以取得不錯的效果。如圖4所示，所述的導磁管壁(6)在安裝好感應加熱線圈(5)後，管內液體介質順著管道流動，這樣再起到加熱作用的同時不會影響管道的正常運行。如圖5所示，所述的液體溫度傳感檢測電路(8)由適合液體介質作業的高精度溫度傳感器、A/D轉換電路及單片機構成。首先給定單片機開始與結束溫度，如果不做給定默認開始溫度為零度，結束溫度為15度。當溫度低於開始溫度時，單片機發出指令使通斷控制開關⑵閉合，諧振電路⑶開始工作，所發出的交變電磁場在渦流加熱導磁管壁(6)上感生出渦流對周圍水體進行加熱；當溫度等於結束溫度時，單片機發出指令使通斷控制開關⑵打開，諧振電路⑶停止工作。本發明的露天管道電渦流防凍系統，當溫度低於開始溫度時，通斷控制開關(2)閉合，諧振電路⑶開始工作，導磁管壁(6)對周圍液體介質進行加熱；當溫度等於結束溫 度時，單片機發出指令使通斷控制開關(2)打開，諧振電路(3)停止工作。本裝置為低溫條件下戶外管網的正常運行提供了ー種防止管網凍結的有效方案，具有控制簡便、靈活，低成本且不影響正常運行的優點。
權利要求1.露天管道電渦流防凍系統，其特徵在於包括有直流電源通過通斷控制開關(2)後向諧振電路⑶供電，功率晶閘管⑷將能量放大，並通過感應加熱線圈(5)使導磁管壁(6)溫度升高，其中導磁管壁(6)外部裝有防水保溫層(7)以起到保溫防潮作用，當管道內液體溫度達到要求時，液體溫度傳感檢測電路(8)切斷通斷控制開關(2)從而使電路斷開。
2.根據權利要求I所述的露天管道電渦流防凍系統，其特徵還在於，所述的諧振電路(3)通過新型單路考比子諧振電路搭建，兩路對稱的電感線圈，電阻，N溝道增強型功率晶閘管(4)以及相互反接的快速回復二極體，可實現任意振蕩頻率的正弦波輸出。
3.根據權利要求I所述的露天管道電渦流防凍系統，其特徵還在於，所述的感應加熱線圈(5)由密繞高Q值的銅質導線構成，導線外層必須塗有防水層並進行防水深度極限的相關測試；密繞匝數則需要根據該電路具體的工作情況確定；並且感應加熱線圈(5)內嵌在防水保溫層(7)中，從而不易被破壞。
4.根據權利要求I所述的露天管道電渦流防凍系統，其特徵還在於，所述的導磁管壁(6)是呈圓筒形高導磁體，其上密繞感應加熱線圈(5);如果管網本身為鐵質材料，則可以以管網壁為導磁管壁，這樣可以極大的降低投資，並且可以取得不錯的效果。
5.根據權利要求I所述的露天管道電渦流防凍系統，其特徵還在於，所述的液體溫度傳感檢測電路(8)由適合在流動介質中作業的高精度溫度傳感器、A/D轉換電路及單片機構成，由傳感器將液體中溫度轉換為電壓信號，通過A/D轉換電路進行採樣，並將結果傳送給單片機，最後由單片機輸出跳閘或合閘信號。
專利摘要本實用新型公開一種露天管道電渦流防凍系統，屬於露天管道網絡中防止溫度過低對管道造成損傷，以保證管網安全運行的重要設備，具有巨大的市場前景；該裝置是一種利用大功率電源向諧振電路提供電功率，諧振電路產生交變磁場對導磁管壁進行加熱，以保證管道內部流動介質不被凍結的裝置；主要包括有直流電源(1)；通斷控制開關(2)；諧振電路(3)；功率晶閘管(4)；感應加熱線圈(5)；導磁管壁(6)；防水保溫層(7)；液體溫度傳感檢測電路(8)；本實用新型可為露天戶外各種管道的正常運行提供熱功率，具有成本與維護費用低、操作簡便、安全可靠與智能可控等優點。
文檔編號H05B6/10GK202652581SQ20122016631
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月18日 優先權日2012年4月18日
發明者張獻, 楊慶新, 李勁松, 金亮, 李陽 申請人:天津工業大學