套管防凍裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種套管防凍裝置，本套管防凍裝置摒棄了采用注入黃油和將套管做成通孔的套管防凍方法，打破了傳統(tǒng)的“堵水”和“排水”的設(shè)計理念，采用全新的“變形釋壓”的理念，設(shè)計一個套管防凍裝置，該套管防凍裝置包括防凍塊，防凍塊具有彈性和不吸水的特性，受到壓力時其體積會收縮，將壓力吸收，當壓力消失時，體積會恢復(fù)原狀，而且當該防凍塊在很低的室外溫度下工作時，仍然具有上述特點；將防凍塊放入套管底部先占據(jù)一部分套管內(nèi)空間，通過該防凍塊受壓時的體積收縮變形來抵消由于水結(jié)冰所產(chǎn)生的體積膨脹，從而使套管不受凍脹壓力的作用，且當冰塊融化時，防凍塊的體積變形可及時恢復(fù)，即使在反復(fù)凍融的情況下，依然具有很好的防凍作用。
【專利說明】套管防凍裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防凍裝置，具體涉及一種套管防凍裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]螺栓安裝用套管進水或存水是一個工程中的常見問題，且進水后很難將水從套管中清理出去，在氣溫降低時套管內(nèi)的水容易結(jié)冰，結(jié)冰后體積將會增加，在一個封閉的空間內(nèi)，水結(jié)冰時的體積膨脹力將直接作用于套管壁上，若壓力過大，將導(dǎo)致套管凍裂等工程病害，在鐵路領(lǐng)域，由于鐵路露天使用，扣件的預(yù)埋套管很容易進水并且被凍裂。
[0003]為了解決套管進水凍脹的問題，常用的手段是采用套管注油的方法來實現(xiàn)其堵水的功能，即往套管內(nèi)注入適量黃油，施工時，注入一定量的黃油來填補螺栓與套管之間的微小縫隙并占據(jù)套管內(nèi)的空間，防止水的進入和存留，實現(xiàn)堵水的作用，從而防止套管的凍脹破壞；
[0004]還有一種處理方法是將套管做成通孔的，即套管本體為開放式結(jié)構(gòu)，一旦有水進入套管，能即時排出，其設(shè)計理念在于“排水”;
[0005]但是現(xiàn)有的防凍手段都存在缺陷:
[0006](I)黃油注入量難以保證，過多造成浪費，過少則起不到堵水的作用，且黃油造價相對較高；
[0007](2)黃油屬于有機物，在較長時間的使用期內(nèi)，很難保證使用的穩(wěn)定性和可靠性；
[0008](3)將套管做成通孔來排水的做法，在一定程度上犧牲了套管的結(jié)構(gòu)，其受力性能將受到很大影響；且套管埋入的結(jié)構(gòu)物也須是通孔結(jié)構(gòu)，增加該結(jié)構(gòu)物應(yīng)力集中區(qū)，易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。
[0009](4)將套管做成通孔的另一個缺點是套管底部空洞，在一些結(jié)構(gòu)的安裝過程中，為避免混凝土或其它雜物進入，仍需對通孔采取一定的封堵措施。
[0010]由于上述問題的存在，本發(fā)明人對現(xiàn)有的套管防凍理念及方法結(jié)構(gòu)都進行了深入的研究，以便設(shè)計出操作簡單，可靠性高，成本低的套管防凍裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]為了克服上述問題，本發(fā)明人進行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，堵水和排水都不夠完美，于是摒棄了采用注入黃油和將套管做成通孔的做法，打破了傳統(tǒng)的堵水和排水思想，采用全新的“變形釋壓”的方法，具體地過程為，設(shè)計一個套管防凍裝置，該套管防凍裝置包括防凍塊，其中防凍塊具有彈性和不吸水的特性，受到壓力時其體積會收縮，將壓力吸收，當壓力消失時，體積會恢復(fù)原狀，而且當該防凍塊在很低的室外溫度下工作時，仍然具有上述特點；將該防凍塊放入套管底部先占據(jù)一部分套管內(nèi)空間，通過該防凍塊受壓時的體積收縮變形來抵消由于水的結(jié)冰所產(chǎn)生的體積膨脹，從而使套管不受凍脹壓力的作用，且當冰塊融化時，防凍塊的體積變形可及時恢復(fù)，即使在反復(fù)凍融的情況下，依然具有很好的防凍作用，從而完成本發(fā)明。[0012]本發(fā)明的目的在于提供以下方面:
[0013](I) 一種套管防凍裝置，其特征在于，該裝置包括，
[0014]防凍塊1，其中，防凍塊放置于套管內(nèi)部；
[0015]所述套管為一端開孔、一端封閉的套管；
[0016]防凍塊為具有預(yù)定形狀的塊體，其體積小于套管內(nèi)預(yù)留空間3的體積，所述套管內(nèi)預(yù)留空間是指當套管開口端安裝連接件或緊固件后套管內(nèi)剩余的空間；
[0017]防凍塊具有彈性，受到壓力時體積收縮，體積的收縮變形量比套管使用時最大進水量體積大，所述套管使用時最大進水量的體積是指套管內(nèi)預(yù)留空間的體積與防凍塊體積之差;
[0018]防凍塊受到的壓力消失后，其體積恢復(fù)原狀；
[0019]防凍塊由閉孔且不吸水的材料制成。
[0020](2)根據(jù)上述(I)所述的套管防凍裝置，其特征在于，套管為螺栓安裝用預(yù)埋套管，螺栓4旋入套管后，螺栓與套管底部之間的空隙為套管內(nèi)預(yù)留空間，防凍塊放置在套管內(nèi)預(yù)留空間3內(nèi)。
[0021](3)根據(jù)上述(I)所述的套管防凍裝置，其特征在于，防凍塊的體積的收縮變形量比套管使用時最大進水量的體積大10%以上。
[0022](4)根據(jù)上述(I)所述的套管防凍裝置，其特征在于，防凍塊由不吸水的閉孔發(fā)泡彈性材料制成。
[0023](5)根據(jù)上述(I)所述的套管防凍裝置，其特征在于，防凍塊由橡膠、熱塑性彈性體、低密度軟塑料等發(fā)泡材料經(jīng)發(fā)泡制成。
[0024](6)根據(jù)上述(4)所述的套管防凍裝置，其特征在于，制備防凍塊的發(fā)泡材料的發(fā)泡倍率為10倍或以上。
[0025](7)根據(jù)上述(I)所述的套管防凍裝置，其特征在于，套管為鐵路軌枕中使用的用來連接固定扣件的預(yù)埋套管。
[0026](8) 一種防凍方法，該方法包括:在套管內(nèi)部放置防凍塊；
[0027]所述套管為塑料管、尼龍管或鋼管；
[0028]防凍塊為具有設(shè)定形狀的塊體，其體積小于套管內(nèi)預(yù)留空間的體積，所述套管內(nèi)預(yù)留空間是指當套管封閉后套管內(nèi)剩余的空間；
[0029]防凍塊具有彈性，受到壓力時體積收縮，體積的收縮變形量比套管使用時最大進水量的體積大，所述套管使用時最大進水量的體積是指套管內(nèi)預(yù)留空間的體積與防凍塊體積之差；
[0030]防凍塊受到的壓力消失后，其體積恢復(fù)原狀；
[0031]防凍塊由閉孔且不吸水的材料制成。
[0032](9)如上述(8)所述的方法，其中:
[0033]防凍塊的體積的收縮變形量比套管使用時最大進水量的體積大10%以上。
[0034](10)如上述(8)所述的方法，其中:防凍塊由不吸水的閉孔發(fā)泡彈性材料制成，例如橡膠、熱塑性彈性體、低密度軟塑料等。
[0035]本發(fā)明的有益效果在于:
[0036](I)本發(fā)明打破了傳統(tǒng)的套管防凍思想和方法，采用全新的變形釋壓的方式，在套管內(nèi)放置一個具有彈性的不吸水的防凍塊，通過其受壓后體積縮小來釋放壓力，保護套管，使得套管不會凍脹。
[0037](2)本發(fā)明提供的套管防凍裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，材料便宜，使得本發(fā)明提供的套管防凍裝置制造成本低。
[0038](3)本發(fā)明提供的套管防凍裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，只需將防凍塊放入套管即可，使得該裝置操作簡單，易于實現(xiàn)。
[0039](4)本發(fā)明提供的套管防凍裝置的具體數(shù)據(jù)是經(jīng)過充分計算得到的，其壓縮變形量的計算考慮到水結(jié)冰后體積增大的具體數(shù)值，確保將壓力充分地轉(zhuǎn)移到防凍塊中，使得該防凍裝置的防凍效果得以保證。
[0040](5)本發(fā)明提供的套管防凍裝置可以在低溫下工作，使得套管防凍裝置在低溫環(huán)境下依然具有防凍效果，進一步保證了套管的安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的套管防凍裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]附圖標號說明:
[0043]1-防凍塊
[0044]2-套管
[0045]3-套管內(nèi)預(yù)留空間
[0046]4-螺栓
【具體實施方式】
[0047]下面通過附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。通著這些說明，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將變得更為清楚明確。
[0048]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0049]在根據(jù)本發(fā)明提供的套管防凍裝置，一個優(yōu)選實施方式中，如圖1所示，套管防凍裝置包括，防凍塊1，其中，防凍塊放置于套管內(nèi)部；防凍塊為具有預(yù)定形狀的塊體，即防凍塊有一個預(yù)定的形狀，即可以制成任意一種確定的形狀，其體積小于套管內(nèi)預(yù)留空間3的體積；防凍塊具有彈性，受到壓力時體積收縮；防凍塊受到的壓力消失后，其體積恢復(fù)原狀。
[0050]在一個優(yōu)選的實施方式中，所述的套管為螺栓安裝用預(yù)埋套管。
[0051]在一個優(yōu)選的實施方式中，套管為一端開孔、一端封閉的套管，即為盲孔套管。
[0052]在一個優(yōu)選的實施方式中，套管內(nèi)預(yù)留空間是指當套管開口端安裝連接件或緊固件后套管內(nèi)剩余的空間，螺栓4為連接件或緊固件的一種優(yōu)選實施例。
[0053]在一個優(yōu)選的實施方式中，由于水結(jié)冰后體積會增加，而且增加具體體積為原水的體積的十分之一，產(chǎn)生巨大的壓力壓迫套管，致使套管脹裂，所以，本發(fā)明提供的套管防凍裝置的防凍塊體積的收縮變形量大于套管使用時最大進水量的體積的10%，充分地釋放因水結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹體積，釋放壓力，保證套管不會脹裂；其中，套管使用時最大進水量的體積與防凍塊的體積的和為套管內(nèi)預(yù)留空間的體積，由于套管內(nèi)進入的水很少，其在未結(jié)冰的情況下對防凍塊的壓力很小，使防凍塊壓縮變形的量很小，遠遠小于水結(jié)冰后壓縮防凍塊的壓縮變形量，可以忽略，而且防凍塊與套管中的螺栓不相接觸，不會導(dǎo)致防凍塊壓縮變形。
[0054]在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖1所示，防凍塊放置于套管底部，防凍塊還可以放置于套管內(nèi)的其他部位，如套管內(nèi)預(yù)留空間3的一側(cè)，也可以粘貼于螺栓4底部即套管內(nèi)預(yù)留空間3的上部，只要將防凍塊放置于套管內(nèi)預(yù)留空間3內(nèi)，可以排除一部分水并且緩解釋放水結(jié)冰所產(chǎn)生的壓力，起到保護套管的作用即可。
[0055]在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖1所示，防凍塊為外形呈長方形，但是也可以是其他形狀，如球形，棱柱形，圓柱形以及其他不規(guī)則的形狀等，只要體積的大小復(fù)合要求，小于套管內(nèi)預(yù)留空間的體積，并且不會被螺栓壓迫，保證足夠的收縮變形量即可。
[0056]本發(fā)明中所述的收縮變形為物體受到壓力時其體積縮小的性質(zhì)。防凍塊的體積的收縮變形量為防凍塊受到壓力時其體積縮變小的數(shù)值，即防凍塊未受力時的體積與受力收縮變形后體積之差。
[0057]在一個優(yōu)選的實施方式中，防凍塊由不吸水的彈性材料制成，優(yōu)選的選用不吸水的閉孔發(fā)泡彈性材料制成。
[0058]在進一步優(yōu)選的實施方式中，制備防凍塊的發(fā)泡材料的發(fā)泡倍率為10倍或以上。
[0059]在一個優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明中選用橡膠、熱塑性彈性體、低密度軟塑料等制作防凍塊。
[0060]本發(fā)明中所述的熱塑性彈性體，可以采用常用的可發(fā)泡熱塑性彈性體，例如聚氨酯、聚酯、聚醚、聚醚酯等，對此并沒有特別限制，其中，聚酯優(yōu)選聚對苯二甲酸乙二酯；聚醚酯優(yōu)選聚醚酯彈性纖維。
[0061 ] 本發(fā)明中所述的低密度軟塑料，可以采用常用的低密度軟塑料，如低密度聚乙烯、低密度聚丙烯等，對此并沒有特別限制。
[0062]本發(fā)明中所用的的橡膠，優(yōu)選選用發(fā)泡橡膠。
[0063]在一個優(yōu)選的實施方式中，套管為鐵路軌枕上的用于連接固定扣件的預(yù)埋套管；本發(fā)明所述的套管防凍裝置主要應(yīng)用于鐵路上套管的防凍領(lǐng)域。
[0064]本發(fā)明的有益效果在于:
[0065](I)本發(fā)明打破了傳統(tǒng)的套管防凍思想和方法，采用全新的變形釋壓的方式，在套管內(nèi)放置一個具有彈性的不吸水的防凍塊，通過其受壓后體積縮小來釋放壓力，保護套管，使得套管不會凍脹。
[0066](2)本發(fā)明提供的套管防凍裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，材料便宜，使得本發(fā)明提供的套管防凍裝置制造成本低。
[0067](3)本發(fā)明提供的套管防凍裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，只需將防凍塊放入套管即可，使得該裝置操作簡單，易于實現(xiàn)。
[0068](4)本發(fā)明提供的套管防凍裝置的具體數(shù)據(jù)是經(jīng)過充分計算得到的，其壓縮變形量的計算考慮到水結(jié)冰后體積增大的具體數(shù)值，確保將壓力充分地轉(zhuǎn)移到防凍塊中，使得該防凍裝置的防凍效果得以保證。
[0069](5)本發(fā)明提供的套管防凍裝置可以在低溫下工作，使得套管防凍裝置在低溫環(huán)境下依然具有防凍效果，進一步保證了套管的安全。
[0070]以上結(jié)合了優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進行了說明，不過這些實施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎(chǔ)上，可以對本發(fā)明進行多種替換和改進，這些均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種套管防凍裝置，其特征在于，該裝置包括， 防凍塊(1)，其中，防凍塊放置于套管(2)內(nèi)部； 所述套管為一端開孔、一端封閉的套管； 防凍塊為具有預(yù)定形狀的塊體，其體積小于套管內(nèi)預(yù)留空間(3)的體積，所述套管內(nèi)預(yù)留空間是指當套管開口端安裝連接件或緊固件后套管內(nèi)剩余的空間； 防凍塊具有彈性，受到壓力時體積收縮，體積的收縮變形量比套管使用時最大進水量體積大，所述套管使用時最大進水量的體積是指套管內(nèi)預(yù)留空間的體積與防凍塊體積之差; 防凍塊受到的壓力消失后，其體積恢復(fù)原狀； 防凍塊由閉孔且不吸水的材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管防凍裝置，其特征在于，套管為螺栓安裝用預(yù)埋套管，螺栓(4)旋入套管后，螺栓與套管底部之間的空隙為套管內(nèi)預(yù)留空間，防凍塊放置在套管內(nèi)預(yù)留空間(3)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管防凍裝置，其特征在于，防凍塊的體積的收縮變形量比套管使用時最大進水量的體積大10%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管防凍裝置，其特征在于，防凍塊由不吸水的閉孔發(fā)泡彈性材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管防凍裝置，其特征在于，防凍塊由橡膠、熱塑性彈性體、低密度軟塑料等發(fā)泡材料經(jīng)發(fā)泡制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的套管防凍裝置，其特征在于，制備防凍塊的發(fā)泡材料的發(fā)泡倍率為10倍或以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管防凍裝置，其特征在于，套管為鐵路軌枕中使用的用來連接固定扣件的預(yù)埋套管。
8.一種防凍方法，該方法包括:在套管內(nèi)部放置防凍塊； 所述套管為塑料管、尼龍管或鋼管； 防凍塊為具有設(shè)定形狀的塊體，其體積小于套管內(nèi)預(yù)留空間的體積，所述套管內(nèi)預(yù)留空間是指當套管封閉后套管內(nèi)剩余的空間； 防凍塊具有彈性，受到壓力時體積收縮，體積的收縮變形量比套管使用時最大進水量體積大，所述套管使用時最大進水量的體積是指套管內(nèi)預(yù)留空間的體積與防凍塊體積之差; 防凍塊受到的壓力消失后，其體積恢復(fù)原狀； 防凍塊由閉孔且不吸水的材料制成。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中: 防凍塊的體積的收縮變形量比套管使用時最大進水量的體積大10%以上。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中:防凍塊由不吸水的閉孔發(fā)泡彈性材料制成，例如橡膠、熱塑性彈性體、低密度軟塑料等。
【文檔編號】F16L55/00GK103742753SQ201410005157
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】張笑方, 周麗艷, 任靜, 曾向榮, 李玉路, 潘南泉 申請人:北京易科路通鐵道設(shè)備有限公司