多段式熱樁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冷凍技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種重力式熱管，特別涉及一種多段式。
【背景技術(shù)】
[0002]美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)ErwinLong先生在50年代晚期從養(yǎng)護(hù)多年凍土，利用融化的不穩(wěn)定凍土地基出發(fā)，發(fā)展了一種熱粧系統(tǒng)，即無(wú)芯重力式熱管，被命名為“Long熱粧”，并在1960年取得了實(shí)用新型專利。我國(guó)對(duì)熱管的研究始于70年代初期，為了解決寒區(qū)鐵路工程存在的路基問(wèn)題于1987年下達(dá)了“凍土地區(qū)應(yīng)用熱粧技術(shù)的研究”并在1989年取得了滿意的結(jié)果。
[0003]現(xiàn)有的熱粧是一種兩相液氣對(duì)流循環(huán)熱傳導(dǎo)系統(tǒng)，它實(shí)際上是在一根密封的管里面沖以工質(zhì)，管的上部為冷凝器，下部為蒸發(fā)器，當(dāng)冷凝器與蒸發(fā)器之間存在溫差時(shí)(冷凝器溫度低于蒸發(fā)器)，蒸發(fā)器的液體工質(zhì)吸收熱量，蒸發(fā)成氣體工質(zhì)，在壓差作用下，蒸汽上升至冷凝器，與較冷的冷凝器管壁接觸，放出汽化潛熱，冷凝成液體，在重力作用下，液體工質(zhì)沿管壁流回蒸發(fā)器再蒸發(fā)，如此往復(fù)循環(huán)。這種傳熱機(jī)制決定了熱量只能從下向上傳輸，只有在空氣溫度低于熱粧液體段溫度時(shí)，熱粧才開(kāi)始啟動(dòng)工作?，F(xiàn)有的熱粧在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在如下缺陷:
[0004]I)單根熱粧年平均功率偏小，雖然可以起到穩(wěn)定活動(dòng)層的作用，但是效果不是十分顯著，究其原因是蒸發(fā)段凍土的導(dǎo)熱系數(shù)小，另外熱粧液氨段和土體之間的導(dǎo)熱面積小，因此蒸發(fā)段的蒸發(fā)功率受到土體熱阻的限制，導(dǎo)致空氣中的冷量不能快速導(dǎo)入地基中。
[0005]2)液體工質(zhì)的液面處在熱粧的最底端，且往往設(shè)置在凍土穩(wěn)定層以下，使得熱粧蒸發(fā)段的溫度相對(duì)較低，即熱粧啟動(dòng)溫度低，只有在冬季低溫條件下才能有效啟動(dòng)，實(shí)際工作中，一旦液池位置的溫度接近于冷凝段溫度，熱粧的導(dǎo)熱趨于停止。
[0006]3)熱粧的啟動(dòng)和功率大小受到蒸發(fā)段液體工質(zhì)溫度和土體導(dǎo)熱系數(shù)的限制，在暖季(5月、6月、7月、8月、9月)基本不能啟動(dòng)工作。此時(shí)，熱粧對(duì)地表的熱量輸入無(wú)能為力，導(dǎo)致對(duì)凍土穩(wěn)定層的保護(hù)效果不夠顯著，也就是說(shuō)現(xiàn)有的熱粧不能很好地利用暖季晝夜溫度差來(lái)導(dǎo)出融凍層的熱量，熱粧的效能無(wú)法充分發(fā)揮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種多段式熱粧，不僅能將空氣中的冷量快速導(dǎo)入地基，而且能夠很好地利用暖季的晝夜溫差導(dǎo)出融凍層的熱量，提高年平均運(yùn)行功率。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種多段式熱粧，包括殼體，殼體一端的外壁上設(shè)有散熱冷凝段翅片，殼體內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)隔離體，該至少一個(gè)隔離體將殼體內(nèi)部分成至少兩個(gè)互不相通的管內(nèi)空腔，管內(nèi)空腔通過(guò)冷凝液灌注孔與外界相通，每個(gè)管內(nèi)空腔內(nèi)均灌注有冷媒。
[0009]所述的隔離體上安裝有至少一根冷凝芯管，當(dāng)冷凝芯管為至少兩根時(shí)，冷凝芯管并排設(shè)置。
[0010]所述的隔離體采用第一隔離器、第二隔離器或第三隔離器。
[0011]本實(shí)用新型多段式熱粧是在現(xiàn)有熱粧的基礎(chǔ)上，將殼體內(nèi)部分成多個(gè)獨(dú)立的互不相通的空腔，加大了液體工質(zhì)和粧周土體的接觸面積，從而增大了單根熱粧與周圍土體之間的導(dǎo)熱功率。熱粧在粧身范圍內(nèi)針對(duì)不同粧周土體溫度和大氣溫差分段啟動(dòng)工作，利用春、夏、秋三個(gè)季節(jié)的晝夜較差將季節(jié)凍土的熱量導(dǎo)出大氣層，實(shí)現(xiàn)熱粧能夠在一年四季都啟動(dòng)工作。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型多段式熱粧第一種實(shí)施例的剖面示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型多段式熱粧第二實(shí)施例的剖面示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型多段式熱粧第三種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是圖3中的A-A剖視放大圖。
[0016]圖5是本實(shí)用新型多段式熱粧第四種實(shí)施例的剖面示意圖。
[0017]圖6是圖5中的B-B剖視放大圖。
[0018]圖7是本實(shí)用新型多段式熱粧第五種實(shí)施例的剖面示意圖。
[0019]圖8是本實(shí)用新型多段式熱粧第六種實(shí)施例的剖面示意圖。
[0020]圖中:1.殼體，2.散熱冷凝段翅片，3.冷凝液灌注孔，4.保護(hù)帽，5.第一冷凝芯管，
6.冷媒，7.第一隔離器，8.第二冷凝芯管，9.第一管內(nèi)空腔，10.第三冷凝芯管，11.第四冷凝芯管，12.第二隔離器，13.引流支架，14.引流支架本體，15.支架通孔，16.第三隔離器，17.支撐架，18.支撐架本體，19.支撐架通孔，20.第二管內(nèi)空腔，21.第三管內(nèi)空腔，22.第四管內(nèi)空腔，23.第五管內(nèi)空腔，24.第六管內(nèi)空腔，25.第七管內(nèi)空腔，26.第八管內(nèi)空腔，27.第九管內(nèi)空腔，28.第十管內(nèi)空腔，29.第^^一管內(nèi)空腔，30.第十二管內(nèi)空腔，31.第十三管內(nèi)空腔，32.第十四管內(nèi)空腔，33.第十五管內(nèi)空腔，34.第十六管內(nèi)空腔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]熱粧是一種兩相液氣對(duì)流循環(huán)熱傳導(dǎo)系統(tǒng)，現(xiàn)有的熱粧是由一根密封的管組成，里面沖以液體工質(zhì)，管的上部為冷凝器，下部為蒸發(fā)器，當(dāng)冷凝器與蒸發(fā)器之間存在溫差時(shí)(冷凝器溫度低于蒸發(fā)器)，蒸發(fā)器內(nèi)的液體工質(zhì)吸收熱量，蒸發(fā)成氣體工質(zhì)，在壓差作用下，氣體工質(zhì)上升至冷凝器，與較冷的冷凝器管壁接觸，放出汽化潛熱，冷凝成液體，在重力作用下，冷凝的液體工質(zhì)沿管壁流回蒸發(fā)器再蒸發(fā)，如此往復(fù)循環(huán)。這種傳熱機(jī)制決定了熱量只能從下向上傳輸，只有當(dāng)空氣溫度低于熱粧液體段的溫度時(shí)，熱粧才開(kāi)始啟動(dòng)工作，導(dǎo)致熱粧只能在冬季工作，運(yùn)行效率低，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種多段式熱粧。
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型多段式熱粧第一種實(shí)施例，包括筒狀的殼體I，殼體I一端的外壁上設(shè)有散熱冷凝段翅片2，殼體I的兩端分別設(shè)有冷凝液灌注孔3和保護(hù)帽4;沿殼體I的軸線方向、殼體I內(nèi)依次設(shè)有兩個(gè)圓臺(tái)筒形的第一隔離器7，第一隔離器7直徑較大的一端與殼體I的內(nèi)壁固接，第一隔離器7直徑較小的一端朝向殼體I設(shè)有散熱冷凝段翅片2的一端;一個(gè)第一隔離器7直徑較小的一端固接有桶形的第一冷凝芯管5，該第一隔離器7的內(nèi)部第一冷凝芯管5的內(nèi)部連通;另一個(gè)第一隔離器7直徑較小的一端固接有桶形的第二冷凝芯管8，該第一隔離器7的內(nèi)部與第二冷凝芯管8的內(nèi)部相通通;第一冷凝芯管5的封口端和第二冷凝芯管8的封口端均朝向殼體I設(shè)有散熱冷凝段翅片2的一端;第一冷凝芯管5、與第一冷凝芯管5固接的第一隔離器7和殼體I圍成第一管內(nèi)空腔9，第一管內(nèi)空腔9與位于殼體I 一端的冷凝液灌注孔3相通;兩個(gè)第一隔離器7、第一冷凝芯管5、第二冷凝芯管8和殼體I圍成第二管內(nèi)空腔20，殼體I側(cè)壁上設(shè)有與第二管內(nèi)空腔20相通的冷凝液灌注孔3，冷凝液灌注孔3外覆蓋有保護(hù)帽4;第二冷凝芯管8、與第二冷凝芯管8固接的第一隔離器7以及殼體I圍成第三管內(nèi)空腔21，第三管內(nèi)空腔21與位于殼體I另一端的冷凝液灌注孔3相通;第一管內(nèi)空腔9、第二管內(nèi)空腔20和第三管內(nèi)空腔21互不相通;第一冷凝芯管5和第二冷凝芯管8的結(jié)構(gòu)相同，只是尺寸有所不同。
[0024]如圖2所示，本實(shí)用新型多段式熱粧第二種實(shí)施例，包括筒狀的殼體I，殼體I一端的外壁上設(shè)有散熱冷凝段翅片2，殼體I的兩端分別設(shè)有冷凝液灌注孔3和保護(hù)帽4;沿殼體I的軸線方向、殼體I內(nèi)依次設(shè)有兩個(gè)圓臺(tái)桶形的第二隔離器12，第二隔離器12直徑較小的一端為封口端，該封口端朝向殼體I設(shè)有散熱冷凝段翅片2的一端，第二隔離器12直徑較大端與殼體I內(nèi)壁固接;兩個(gè)第二隔離器12中朝向散熱冷凝段翅片2的第二隔離器12的封口端設(shè)有U形的第三冷凝芯管10，另一個(gè)第二隔離器12的封口端設(shè)有U形的第四冷凝芯管11;固接有第三冷凝芯管10的第二隔離器12和殼體I圍成第四管內(nèi)空腔22，第四管內(nèi)空腔22與設(shè)于殼體I 一端的冷凝液灌注孔3相通;兩個(gè)第二隔離器12和殼體I圍成第五管內(nèi)空腔23，殼體I的側(cè)壁上設(shè)有與第五管內(nèi)空腔23相通的冷凝液灌注孔3，該冷凝液灌注孔3位于保護(hù)帽4內(nèi)；固接有第四冷凝芯管11的第二隔離器12和殼體I圍成第六管內(nèi)空腔24，第六管內(nèi)空腔24與位于殼體另一端的冷凝液灌注孔3相通;第四管內(nèi)空腔22、第五管內(nèi)空腔23和第六管內(nèi)空腔24互不相通;第三冷凝芯管10和第四冷凝芯管11的結(jié)構(gòu)相同，尺寸有所不同。
[0025]如圖3所示，本實(shí)用新型多段式熱粧第三種實(shí)施例，包括筒狀的殼體I，殼體I一端的外壁上設(shè)有散熱冷凝段翅片2，殼體I的兩端分別設(shè)有冷凝液灌注孔3和保護(hù)帽4;沿殼體I的軸線方向、殼體I內(nèi)依次設(shè)有兩個(gè)結(jié)構(gòu)如圖4所示的引流支架13，引流支架13包括圓臺(tái)筒形的引流支架本體14，引流支架本體14直徑較大端與殼體I內(nèi)壁固接，引流支架本體14直徑較小端朝向殼體I設(shè)有散熱冷凝段翅片2的一端，引流支架本體14的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)支架通孔15;朝向散熱冷凝段翅片2的引流支架13直徑較小的一端設(shè)有桶形的第一冷凝芯管5，第一冷凝芯管5的封口端與引流支架13直徑較小端固接，第一冷凝芯管5開(kāi)口端與第一隔離器7直徑較小端固接，該第一隔離器7直徑較大端與殼體I內(nèi)壁固接;另一個(gè)引流支架13直徑較小的一端設(shè)有桶形的第二冷凝芯管8，第二冷凝芯管8的封口端與該引流支架13直徑較小端固接，第二冷凝芯管8開(kāi)口端與另一個(gè)第一隔離器7直徑較小端固接，該第一隔離器7直徑較大端與殼體I內(nèi)壁固接;第一冷凝芯管5、與第一冷凝芯管5固接的第一隔離器7和殼體I圍成第七管內(nèi)空腔25，第七管內(nèi)空腔25與位于殼體I 一端的冷凝液灌注孔3相通;第一冷凝芯管
5、與第一冷凝芯管5固接的第一隔離器7、第二冷凝芯管8、與第二冷凝芯管8固接的第一隔離器7和殼體I圍成第八管內(nèi)空腔26，第八管內(nèi)空腔26與位于殼體I側(cè)壁上的冷凝液灌注孔3相通，該冷凝液灌注孔3位于保護(hù)帽4內(nèi)；第二冷凝芯管8、與第二冷凝芯管8固接的第一隔離器7和殼體I圍成第九管內(nèi)空腔27，第九