固定墩与阀门井一体混合安装法制造技术

本发明专利技术“固定墩与阀门井一体混合安装法”是用于地下直埋热水管道中的一项新技术，它把“固定墩”和“阀门井”两个具有独自功能的独立体结合在一起，它即是固定墩又是阀门井；这一新方法是通过把阀门井的一对穿管井壁按照固定墩的要求来做并加以改进，使其同时具有固定墩和阀门井的功能，阀门在井子里可以随时拆装而不破坏管道安装预热时产生的“内力”，从而解决了以前阀门不能拆卸的难题，也同时解决了以前阀门井由于管道过墙游动与穿墙管的缝隙无法封严而进水的问题。这一新工艺方法将为地下直埋热水管道的固定墩和阀门井的设计开创一条新路，有利于阀门的维修和更换，杜绝地下水的浸入、防水效果更可靠，大大提高管道的稳定性能力和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
固定墩与阀门井一体混合安装法
：本专利技术属于供热行业、管道安装领域、地下直埋热水管道专项技术；它的专利技术将为地下直埋热水管道固定墩与阀门井的设计开辟一条新路。
技术介绍
：有了开发区才有了集中供热的普及，才有了地下直埋蒸汽管道和地下直埋热水管道技术，当然还要归功于聚乙烯塑料管(黑夹壳管)和聚氨酯泡沫的出现，在这方面我们落后于发达国家至少20年。天津开发区建区已经29年，是全国第一批14个对外开放的经济技术开发区之一，邓小平：“开发区大有希望”的题词、就是在考察完几个开发区后，于1986年8月21日在天津开发区丹华自行车有限公司、在食堂布置成的简易会议室里，胸有成竹、高瞻远瞩，挥毫劲笔写下的。1937年德国OttoBayer教授首先发现多异氰酸脂与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯，聚氨酯的绝缘、隔热、抗腐蚀、不易燃、轻质、发泡、流动性、固化性等独特性能被各行各业的企业技术人员引用到产品当中，供热采暖业用它代替岩棉做保温层、再用黑夹壳管做防腐防水层，用它们取代矿渣棉和玻璃布给钢管保温，从而使采暖用管道可以埋入地下，使城市的供热管道在地上消失了？大大美化了城市环境，而且可以在工厂内成批的制造好后、再拉到工地组装即可，因此它为德国20世纪40年代的城镇化改造立下大功。20世纪50年代美英才把它工业化，日本1955年从德国Bayer公司引进，而我国是50年代末聚氨酯工业才开始，而广泛用于集中供热行业应该是1990年以后。天津泰达热电公司与开发区相伴而成长，而集中供热的主要设施地下直埋热水管网应该是92年热源二厂建成之后才有的，它采用的是国外供热的成熟技术、采用一次性波纹管补偿器作为热伸张补偿，聚氨酯发泡作为保温层、聚乙烯塑料(俗称黑夹壳)作为防腐防水保护层。可以说天津开发区是全国率先采用地下直埋管道技术的。平心而论、这一技术我们引进吸收的远远不够深入和明白，东西引进来了也会制造和使用了，而如何把它用好用对还需要我们从实践中慢慢摸索和总结，这些我们没有从国外取来真经！就好比国产汽车质量比不上知名品牌的汽车质量一样，也许在某个环节上就差那么一点点？天津开发区生活区自从92年采用预拉伸一次性直埋管道投入使用后，年年出现管网开裂漏水的问题，从起初的一个冬季两三个漏点到十年后的十几个漏点，全区几十个漏点，漏点60％出在补偿器，40％出在固定墩、弯头、三通、直管焊口。仓促的抢修断管、用直管段代替补偿器，原设计的焊接阀门因不严密而废除更换为法兰式阀门，运行后期加装中间腰门导致原始安装的管道内力遭到破坏是个主要原因。从09年开始、不得不陆续将“一次性波纹管补偿器”更换成“永久性波纹管补偿器”，冷拔导致的补偿器开裂问题有所减少，但因20年不断地“开膛破肚”、一二次网早已是“千疮百孔”腐蚀在所难免，2013年漏点达到96处，因腐蚀而导致管网漏水依然没有彻底解决。究其原因、这与“永久性波纹管补偿器”的活动端无法克服由于热胀冷缩反复蠕动导致防腐层接口不严密有关。再有以往由于管道频繁断裂漏水、阀门井渗水而积水，聚氨酯保温层不密实而吸水，管道受潮锈蚀与聚氨酯泡沫脱离，最终加剧了焊口和管道的腐蚀。以滨海能源股份有限公司热源五厂南线、北线DN600大水网为例，2002年投入使用，原设计没有考虑中间关断门，运行三年后2005年加设了关断腰门，加了腰门以后，管网就年年出现补偿器撕裂的问题，而且是依次向下一个补偿器蔓延的规律。不得不在2010年将全线供水管的一次性补偿器更换为永久性补偿器，目前补偿器撕裂问题暂未出现。由于永久性补偿器仍然采用的是不锈钢波纹管材料，且活动端的密封容易开裂和老化而浸入地下水，而开发区原本是盐碱地，地下水位高而且是有腐蚀性的，波纹管的使用寿命最多六年，因此若干年后补偿器损坏带来的管网泄露问题依然是个隐患。地下直埋热水管网的阀门和阀门井如何设置其实是个很重要的问题，而我们以往并没有强调过它的重要性，甚至有的设计在5千米的距离内都不考虑设置中间关断门，对于主干网从锅炉房出来设置主门控制，在末端设置联通门，支网设置分支门，对于主网没有考虑分段设置的问题，实践证明这样的设计是不完善的，没有考虑管网的泄漏和阀门的维修更换问题，有的设计虽然考虑设置了中间关断门，但是也没有考虑关断门如何更换的问题(比如热源四厂南线DN1000大水网和八街DN700分支网)？目前还没有一个阀门产品可以确保永远不坏？尤其是采用一次性补偿器作为管网热补偿的管道，一旦阀门拆除更换势必影响管网原设计的稳定性，不论是外置热源加热还是电预热安装的地下直埋管网，冷态时管道是有内部张力存在的，阀门一旦拆掉管道就会回缩2-5cm，而对于选用焊接阀门的，这2-5cm的短缺尺寸，新装入的阀门势必要加长2-5cm？经过几次的更换，原设计的内力就会彻底消除，变成了“僵网”，再热膨胀就会超出管网的弹性范围而产生压缩变形，再遇冷收缩就会因“冷拔”而出现断裂！再有阀门井进水问题也是一个老大难问题，仍以天津开发区为例，由于其特殊的地理环境，到目前为止还没有一个阀门井保证不进入地下水，无论是老工程还是新工程，各种堵漏技术和新技术都试过了，地下水仍然侵入，不仅带来操作不便还腐蚀阀门和管道。为了解决上述问题，申请人提出这个专利技术。
技术实现思路
：如说明书附图1-5所示；固定墩与阀门井一体结构由管道(1)；聚氨酯保温层(2)、PVC塑料防腐层(3)、穿管井壁A(4)、法兰垫(5)、法兰(6)、固定板B(7)、穿管井壁B(8)、井盖(9)、侧壁(10)、阀门(11)、人孔盖(12)、固定板A(13)、集水窝(14)、井底(15)、螺栓(16)、密封圈(17)组成；将阀门井的两个穿管井壁设计成两个固定点，其距离为m＝3米，运行最高温度120℃，冷态温度0℃，其有效膨胀量为4.032mm(如果按150℃考虑是5.04mm)，安装温度取60℃，那么安装温度至运行温度发生的热膨胀量为2.016mm，安装温度至冷态0℃温度的回缩量也是2.016mm，如果环境温度在20℃，回缩量仅有1.344mm；材料力学讲过、杆件受拉或受压时，其纵向尺寸和横向尺寸都要发生变化。我们把等直杆的原长用L表示，在轴向拉力(或压力)F的作用下、变形后的长度用L1表示，以ΔL表示杆沿轴向的伸长(缩短)量；则有关系式：ΔL＝L1-L1-1ΔL称为杆件的绝对变形，对于拉杆ΔL为正值；对于压杆ΔL为负值。用式中ε称为杆件的相对变形(或称线应变)。胡克定律(虎克定律)告诉我们：当杆内的轴力N不超过某一限度时，杆的绝对变形ΔL与轴力N及杆长L成正比，与杆的横截面积A成反比，即此外、还与杆的材料性能有关，引进比例系数E，于是有这个关系式称为胡克定律。式中E为表示材料抵抗拉压变形能力的一个系数，称为材料的拉压弹性模量，E值越大变形就不容易。公式1-3还可写成设杆的横截面积为A，轴力为N，则单位面积上的内力(即应力)为由于内力N垂直于横截面，故应力也垂直于横截面，这样的应力称为正应力，以符号σ表示。于是有将1-5式代入1-4式得出我们把说明书附图1中3米长的钢管视作杆件，通过1-6式我们可以算出钢管发生变形时的绝对变形量ΔL。从有关表中可以查得，20号碳钢拉压屈服极限应力σ为236MPa，即236×106N/m2(牛顿、米2)，称为帕，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
如说明书附图1所示、固定墩与阀门井一体混合安装法，它是由管道(1)；聚氨酯(2)、PVC塑料(3)、穿管井壁A(4)、法兰垫(5)、法兰(6)、固定板B(7)、穿管井壁B(8)、井盖(9)、侧壁(10)、阀门(11)、人孔盖(12)、固定板A(13)、集水窝(14)、井底(15)、螺栓(16)、密封圈(17)组成；其特征在于，固定墩A(4)、固定墩B(8)、井盖(9)、侧壁(10)、井底(15)由钢筋混凝土浇筑而成，固定板A(13)、固定板B(7)是焊接在管道(1)上，又预埋在固定墩A(4)固定墩B(8)中，即有固定墩的作用又有阀门井的作用。

【技术特征摘要】
1.地下直埋热水管道固定墩与阀门井一体混合安装法，固定墩与阀门井一体结构由管道(1)；聚氨酯保温层(2)、PVC塑料防腐层(3)、穿管井壁A(4)、法兰垫(5)、法兰(6)、固定板B(7)、穿管井壁B(8)、井盖(9)、侧壁(10)、阀门(11)、人孔盖(12)、固定板A(13)、集水窝(14)、井底(15)、螺栓(16)、密封圈(17)组成；其特征在于，固定墩A、固定墩B、井盖(9)、侧壁(10)、井底(15)由钢筋混凝土浇筑而成，固定板A(13)、固定板B(7)包括固定板“甲”板(20)、固定板“乙”板(18)和绝热层(19)，固定板“甲”板(20)焊接在管道(1)上，固定板“乙”板(18)又预埋在固定墩A和固定墩B中，既有固定墩的作用又有阀门井的作用；穿管井壁A(4)和固定板A(13)组成一个固定墩A，穿管...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毓智，刘毓斌，张旭，刘文，张云，
申请(专利权)人：刘毓智，刘毓斌，张旭，刘文，张云，
类型：发明
国别省市：天津;12