一种断水储水防冻装置及使用方法

1.本发明涉及管道防冻技术领域，特别是涉及一种断水储水防冻装置及使用方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.由于我国北方地区纬度较高冬季气候寒冷，并且农村地区的供水管道防冻措施较为简陋，所以北方村镇供水系统在冬季经常发生管道冰冻堵塞问题。
4.目前农村地区的供水管道防冻设备少，对于村镇供水管道，供水干管一般埋于冰冻线以下，难以冰冻，而入户后的供水支管地上部分管道易发生冻结的现象。
5.发明人发现，农村地区入户后的供水支管地上部分，大多使用棉布等保温材料对管道进行包裹，但这种方式并不能有效的避免地上部分管道内水体的冻结，严重影响生活用水的供给；还有些用户会在地上管道上缠绕电伴热带等加热机构作为保温防冻措施，若想防止冬季管道冻结，需要使得电伴热带长时间处于加热状态，这不仅浪费了大量的电力资源，使用成本高，长时间的加热还容易导致加热机构过载损坏，易导致漏电甚至触电的问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种断水储水防冻装置及使用方法，能够将地上管道内的水回收并储存在冰冻线以下，并利用负压原理使得储存的水得到重新利用，解决了现有管道保温结构防冻性能差、使用成本高的问题。
7.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
8.第一方面，本发明的实施例提供了一种断水储水防冻装置，包括位于冰冻线以下的水射器，所述水射器的一端通过阀门与供水干管连接，水射器的另一端与竖直设置的供水支管连接，所述水射器的底部连接有可收缩、扩张的储水袋，所述水射器通过增速水流形成负压以抽取储水袋中的水体。
9.作为进一步的实现方式，所述水射器设有负压腔，所述负压腔内固定设有增压管，所述增压管的一端伸出负压腔并与阀门连接，增压管的另一端连通有喉管，所述负压腔的底部连接有储水袋，所述负压腔远离阀门的一端连通有扩压管，所述扩压管与供水支管连通。
10.作为进一步的实现方式，所述增压管的管径小于负压腔，增压管的管径逐渐缩小，所述增压管伸出负压腔的一端的管径最大，用于将从供水干管进入负压腔内的水进行提速增压。
11.作为进一步的实现方式，所述喉管位于负压腔内，所述喉管为细长管道结构，喉管的一端与增压管固定连接，喉管的另一端与负压腔联通且靠近于扩压管。
12.作为进一步的实现方式，所述负压腔的管径逐渐减小，负压腔靠近阀门的一端的管径最大；所述扩压管的管径逐渐增大，所述扩压管的管径最小端与负压腔的管径最小端
连通。
13.作为进一步的实现方式，所述阀门连接有控制杆，所述控制杆一端与阀门连接，另一端伸出地面，用于阀门的控制。
14.作为进一步的实现方式，所述储水袋由易变形、不透水的材料制成，所述储水袋的外部包裹有水囊保护壳，所述水囊保护壳由硬质材料制成，水囊保护壳上开设有若干小孔。
15.作为进一步的实现方式，所述水囊保护壳与储水袋之间具有扩张空间。
16.第二方面，本发明提供了一种使用方法，利用上述的断水储水防冻装置，包括：供水时，开启阀门同时开启水龙头，水流进入增压管，增压管中的水流流速逐渐增大，水流到达喉管时流速达到最大，利用高速的水流带走负压腔内的空气以降低负压腔中的压力；
17.负压腔与喉管联通，负压腔中的压力小于外部大气压形成负压状态，储存在储水袋中的水在压力差的作用下进入负压腔并随着高速水流进入供水支管。
18.作为进一步的实现方式，还包括：断水后，关闭阀门的同时打开水龙头，使得供水支管与外界大气连通，供水支管中的水在重力作用下倒流，此时储水袋为收缩状态，储水袋内的气压小于外界大气压，水流经过扩压管进入负压腔，水流在外界空气压力的作用下通过负压腔进入储水袋中进行储存。
19.上述本发明的有益效果如下：
20.(1)本发明能够使供水支管中的水在自重作用下回流到冰冻线以下的储水袋内进行储存，可以避免供水支管内存在水体，防止管道发生冻结，无需使用加热设备，降低了使用成本和风险，且储水袋与水射器连通，当进行供水时可以在水射器的作用下形成负压以排出储水袋中的水，使得水体得到了重复利用，避免了浪费。
21.(2)本发明储水袋的外部包裹有水囊保护壳，水囊保护壳与储水袋之间具有一定的扩张空间，在保护储水袋的同时，能够避免水囊保护壳妨碍储水袋的扩张。
22.(3)本发明囊保护壳上开设有若干小孔，一方面，当阀门开启并且水射器连接的供水支管由于意外堵塞时，可以给储水袋提供支撑，防止储水袋承受过大水压而破裂；另一方面，水囊保护壳上面的小孔允许空气进出水射器以在储水袋两侧形成压力差，保证了储水袋的扩张或收缩工作，同时保护储水袋不受到覆盖泥土的挤压。
23.(4)本发明在负压腔内设置了管径逐渐减小的增压管，通过增压管提高水流的流速，进而快速带出负压腔内的空气，以降低负压腔内的压力，使得储水袋中的水可以在负压的作用下抽回到水射器内，无需其他抽真空设备的使用，简化了结构和操作，大大降低了使用成本及困难度。
附图说明
24.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
25.图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种断水储水防冻装置的整体结构示意图；
26.图2是本发明根据一个或多个实施方式的断水后水体的流向示意图；
27.图3是本发明根据一个或多个实施方式的供水后水体的流向示意图；
28.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
29.其中，1、阀门；2、控制杆；3、入水口；4、增压管；5、喉管；6、负压腔；7、储水口；8、储水袋；9、扩压管；10、出水口；11、水囊保护壳。
具体实施方式
30.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
31.正如背景技术所介绍的，农村地区入户后的地上部分管道部分，大多使用棉布等保温材料对管道进行包裹，但这种方式并不能有效的避免地上部分管道内水体的冻结，严重影响生活用水的供给；还有些用户会在地上管道上缠绕电伴热带等加热机构作为保温防冻措施，若想防止冬季管道冻结，需要使得电伴热带长时间处于加热状态，这不仅浪费了大量的电力资源，使用成本高，长时间的加热还容易导致加热机构过载损坏，易导致漏电甚至触电的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种断水储水防冻装置及使用方法。
32.实施例1
33.本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种断水储水防冻装置，包括，阀门1、控制杆2、水射器以及储水袋8。
34.其中，阀门1的一端与供水干管连接，阀门1的另一端通过管道与水射器连接，供水干管埋设于冰冻线以下，阀门1的主要作用是控制供水干管的通断。
35.由于阀门1埋设于冰冻线以下，为了便于对阀门1的控制，设置了控制杆2，控制杆2一端与冰冻线下的阀门1连接，控制杆2的另一端伸出地面，用户可通过控制杆2对阀门1进行直接操作。
36.本实施例中控制杆2伸出地面0.5～1.5m左右的高度，可以理解的是，在其他实施例中，控制杆2伸出地面的长度根据用户的实际需求进行设置，这里不做过多的限制。
37.水射器设有入水口3、储水口7以及出水口10，其中，入水口3和出水口10分别位于水射器的两侧，储水口7位于水射器的底部。
38.水射器的入水口3处通过管道与阀门1连接，可以通过阀门1的开闭实现水射器与供水干管连接的通断；水射器的出水口10与供水支管连接，具体的，供水支管为竖直设置的供水管道，一端埋设在冰冻线以下与水射器的出水口10连接，另一端伸出地面并安装有水龙头。
39.水射器的储水口7的下方设有储水袋8，储水口7与储水袋8之间通过管道进行连接，储水袋8的主要作用是将供水支管内的水进行回收并储存，避免供水支管的冻结。
40.具体的，当阀门1关闭时，供水支管内不再有水压，供水支管内的水在重力的作用下回流，并经过储水口7进入储水袋8，实现回收储存，由于储水袋8位于冰冻线以下，可以有效避免水体的冻结。
41.其中，储水袋8由易变形、不透水的材料制成，可进行扩张或收缩，为了避免储水袋8的损坏，储水袋8的外部包裹有水囊保护壳11，水囊保护壳11与储水袋8之间具有设定大小的扩张空间，以避免水囊保护壳11妨碍储水袋8的扩张。
42.可以理解的是，水囊保护壳11与储水袋8之间扩张空间的设定大小根据储水袋8的扩张极限进行确定，这里不做过多的限制。
43.水囊保护壳11由硬质材料制成，水囊保护壳11上开设有若干小孔，一方面，当阀门1开启并且水射器后方连接的供水支管由于意外堵塞时，可以给储水袋8提供支撑，防止储水袋8承受过大水压而破裂；另一方面，水囊保护壳11上面的小孔允许空气进出水射器以在储水袋8两侧形成压力差，同时保护储水袋8不受到覆盖泥土的挤压。
44.可以理解的是，储水袋8可以设置一个，也可以设置多个，当储水袋8设置多个时，可以通过管道共同连接到一个储水口7上，也可以在水射器的底部间隔设置多个储水口7，每个储水口7对应连接一个储水袋8，具体的设置方式可根据实际需求进行选择，这里不做过多的限制。
45.水射器由增压管4、喉管5、负压腔6以及扩压管9组成，增压管4、喉管5、负压腔6以及扩压管9均是由铸铁材料制成，其中，增压管4与负压腔6固定连接且连接处密封，增压管4的一端伸出负压腔6，增压管4的另一端位于负压腔6的内部并连通有喉管5。
46.具体的，增压管4的管径小于负压腔6，增压管4的管道内径逐渐缩小，增压管4的一端作为水射器的入水口3伸出负压腔6，并与阀门1连接，增压管4作为入水口3一端的管道内径最大，增压管4位于负压腔6内部一端的管道内径最小，用于提高水流的流速和压力。
47.喉管5为细长的管道结构，喉管5的管径尺寸与增压管4位于负压腔6内部的一端的管径尺寸相同，喉管5一端与增压管4位于负压腔6内部的一端固定连接，喉管5的另一端与负压腔6联通且靠近于扩压管9，喉管5的主要作用是将增压后的水体按照增压后的压力排入扩压管9，避免水体压力和流速降低。
48.储水口7位于负压腔6的底部，负压腔6的管径逐渐减小，与增压管4固定连接的一端的管径最大，负压腔6管径最小的一端与扩压管9的管径最小端连通，从而增大水流的流速，使得高速水流的附近形成低压，产生吸附能力，以将负压腔内的空气带走。
49.扩压管9远离负压腔6的一端作为出水口10，扩压管9的管径逐渐增大，扩压管9作为出水口10的一端的管径最大，以减小进入供水支管中水流的流速并提高水流的压力，以满足用户的使用需求。
50.实施例2
51.本技术的另一典型实施例中，如图2-图3所示，提供如实施例1所述的一种断水储水防冻装置的使用方法，具体过程如下：
52.当进行供水时，开启阀门1同时开启水龙头(如图3所示)，水流进入水射器的入水口3，增压管4管道内径逐渐缩小，增压管4中的水流流速逐渐增大，水流到达喉管5时流速达到最大，利用高速的水流带走负压腔6内的空气以降低负压腔6中的压力；
53.负压腔6与喉管5联通，负压腔6中的压力小于外部大气压形成负压状态，储存在储水袋8中的水在压力差的作用下随着高速水流经水射器出水口10进入供水支管，从而使得储水袋8中保存的水得到利用，不造成水资源的浪费；
54.当断水后，关闭阀门1的同时打开水龙头(如图2所示)，使得供水支管与外界大气连通，水射器出水口10连接的供水支管中的水在重力作用下倒流，此时储水袋8为收缩状态，储水袋8内的气压小于外界大气压，水流经水射器的出水口10、扩压管9进入负压腔6，水流在外界空气压力的作用下通过负压腔6底部的储水口7进入储水袋8中进行储存，由于断水储水防冻装置整体埋设在冰冻线以下，使得储存在储水袋8中的水不会产生冰冻，供水支管地面部分管段中的水被回收，从而避免了供水支管的冰冻风险。
55.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。