本實用新型屬于地熱空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應用于淺層地溫能系統(tǒng)中便于下管的套管裝置。

背景技術(shù)：

地熱空調(diào)系統(tǒng)的原理就是通過安裝在地下的系列地溫收集器，從土壤中吸收能量，經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換實現(xiàn)空調(diào)調(diào)節(jié)功能?！暗責峥照{(diào)”有兩種，一是利用熱泵技術(shù)，把“恒溫層”的地下水抽走，熱量交換后再排回去；一種是土壤源熱泵，利用淺層常溫土壤或地下水中的能量作為能源，在地下埋管，吸收熱能。在地下“恒溫層”，溫度一般穩(wěn)定在18℃左右，地源熱泵利用埋管溫差傳遞，通過壓縮機啟動，能送上60℃的熱水和8℃的冷水。

對于土壤源熱泵系統(tǒng)，根據(jù)埋地換熱器埋管方式的不同，分為水平埋管、垂直埋管和螺旋盤管。其中由于垂直埋管受地表環(huán)境溫度影響最小，因此其系統(tǒng)穩(wěn)定性和熱交換效果最好。

垂直埋管系統(tǒng)的施工過程為，施做設(shè)定長度的鉆孔，為了避免出現(xiàn)鉆孔塌孔的現(xiàn)象，需要進行泥漿護壁；鉆孔完成后，將泥漿換成清水，然后將U型循環(huán)PE套管下沉至鉆孔中。但是，現(xiàn)有的垂直埋管技術(shù)要求埋深很深，一般均超過100米。由于套管為PE管，在向鉆孔內(nèi)下管時，由于粉土地層容易坍塌縮徑，導致在含有粉土地層下管時，鉆孔內(nèi)的浮力較大；在將PE管下至30米時，粉土混合水的浮力已過高，人力難以下壓，需借助專業(yè)機械向下施加作用力，而施力過程容易形成PE管損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型提供一種應用于淺層地溫能系統(tǒng)中便于下管的套管裝置。

應用于機械向下施加作用力時對U型套管的一種保護牽引裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種應用于淺層地溫能系統(tǒng)中便于下管的套管裝置，包括：

用于埋置于地下并形成供水回路的若干對U型管路，每對所述U型管路均包括進水管和出水管，所述進水管和所述出水管通過位于底端的循環(huán)端部連接；

用于在套管下沉時注入重力水以便于套管下沉的注水管，所述注水管的端部為盲端；

下沉套頭，具有用以容納所述U型管路循環(huán)端部和所述注水管的端部的空間，所述U型管路的循環(huán)端部和所述注水管的端部集成于所述下沉套頭的所述空間內(nèi)；

設(shè)置在所述下沉套頭上方設(shè)定距離處的用以固定各所述U型管路和所述注水管的夾持件；

所述下沉套頭由兩個邊側(cè)部和一個中心部沿縱向拼裝而成，所述中心部的截面中心處設(shè)有用以容納所述注水管端部的孔洞，所述中心部的兩側(cè)與所述邊側(cè)部相應的拼接面上設(shè)有用以容納所述U型管循環(huán)端部部分管體的第一U型凹槽，所述邊側(cè)部的拼接面上設(shè)有用以容納所述U型管循環(huán)端部另一部分管體的第二U型凹槽，所述中心部和所述邊側(cè)部的拼接面上設(shè)有相互配合工作的連接件，所述中心部和所述邊側(cè)部拼接后在其拼接面上的所述第一U型凹槽和第二U型凹槽共同構(gòu)成容納U型管路循環(huán)端部的空間。

在套管裝置中添加注水管，在下沉套管時，根據(jù)下沉深度不往注水管內(nèi)注水，利用注水管內(nèi)的重力水來平衡鉆孔中護壁水對套管的浮力，避免套管在下沉中產(chǎn)生管道彎曲、不垂直和易打折的現(xiàn)象，大大提高下管的成功率，且施工方便，縮短施工時間，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

傳統(tǒng)的U型管循環(huán)端部都是利用橡膠皮套將各管路包覆在一起，僅有固定的功能。利用金屬材質(zhì)的下沉套頭來固定各管路，不僅對U型管循環(huán)端部起到很好的保護作用，避免其易磨損的缺點，延長了管路的使用壽命，而且金屬材質(zhì)的密度大，利用下沉套頭自身的重力，就可以順利的將管路下沉至鉆孔底部，克服了傳統(tǒng)套管下沉時易彎曲和易彎折的缺點，提高了沉管的成功率。

所述下沉套頭的端部具有向中心傾斜的斜面，使下沉套頭的端部呈頂部平緩的圓錐形，便于下沉。

每對U型管的所述進水管和所述出水管相鄰設(shè)置，各所述U型管沿中心對稱布置，便于套管下沉時均勻受力。

所述注水管為一根，布置在所述U型管的中心位置。

所述U型管為兩對，四根管道布設(shè)在注水管的四周，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最好。

所述夾持件包括用以穿過所述注水管的中心環(huán)，所述中心環(huán)的四周設(shè)有用以固定各所述進水管和所述出水管的夾持環(huán)，所述夾持環(huán)包括首尾對接的第一連接部和第二連接部。

所述夾持件的一側(cè)沿管道的縱向設(shè)有一個金屬保護架，所述金屬保護架的外側(cè)設(shè)有便于機械桿下壓的支撐桿，所述支撐桿包括兩個側(cè)壁，和在底部連接兩個所述側(cè)壁的底部端板，其中位于內(nèi)側(cè)的側(cè)壁與所述金屬保護架焊接。機械桿向底部端板施力來下壓沉管，而金屬保護架可以對PE管起到很好的保護作用，避免施力過程中PE管的損壞。

所述保護架的長度為40-80cm。

所述夾持件采用金屬材質(zhì)，使加持件具有足夠的強度和剛度，避免機械施力過程中造 成夾持件的變形和損壞。

所述夾持件為彈性體。

所述第一連接部包括一突出件，所述第二連接部包括用以容納并卡緊所述突出件的彈性凹槽，所述突出件和所述彈性凹槽的相應接觸面上設(shè)有相互配合的限制所述夾持環(huán)在連接部張開的單向棘齒。

由于夾持件具有一定的彈性，使用時，將夾持環(huán)掰開，將管路套入后再將夾持環(huán)的首尾連接。由于單向棘齒的設(shè)置，對不同直徑的管道都可以使用夾持環(huán)來緊固，并避免松開。使用方便，成本低廉。

本實用新型的有益效果為：

利用便于下管的套管裝置，可以有效避免套管下沉時出現(xiàn)管道彎曲、不垂直和易打折的現(xiàn)象，有利于套管迅速下沉，提高套管一次下沉的成功率，縮短施工時間。

附圖說明

圖1是套管下沉套頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是金屬保護架和支撐桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是金屬保護架和支撐桿的連接示意圖；

圖4是下沉套頭的截面示意圖；

圖5是下沉套頭邊側(cè)部的橫截面示意圖；

圖6是下沉套頭中心部的橫截面示意圖；

圖7是下沉套頭中心部的側(cè)視圖；

其中，1、金屬保護架，2、支撐桿，3、底板，4、夾持件，5、注水管，6、進水管，7、出水管，8、下沉套頭，9、中心環(huán)，10、夾持環(huán),11、孔洞，12、第一U型凹槽，13、第二U型凹槽，14、連接件，15、U型管通路。

具體實施方式

下面通過具體實施例進一步對本實用新型進行闡述，應該說明的是，下面的闡述僅是為了解釋本實用新型，并不對本實用新型內(nèi)容有所限制。

實施例1：

一種應用于淺層地溫能系統(tǒng)中便于下管的套管裝置，如圖1-3所示，包括：用于埋置于地下并形成供水回路的兩對U型管路，每對U型管路均包括進水管6和出水管7，進水管6和出水管7通過位于底端的循環(huán)端部連接。

在四根管道的中間設(shè)有一根注水管5，注水管5的端部為盲端。

U型管路的循環(huán)端部和注水管5的盲端通過下沉套頭8固定。

下沉套頭8由兩個邊側(cè)部和一個中心部沿縱向拼裝而成，中心部的截面中心處設(shè)有用以容納注水管端部的孔洞11，中心部的兩側(cè)與邊側(cè)部相應的拼接面上設(shè)有用以容納U型管循環(huán)端部部分管體的第一U型凹槽12，邊側(cè)部的拼接面上設(shè)有用以容納U型管循環(huán)端部另一部分管體的第二U型凹槽13，中心部和邊側(cè)部的拼接面上設(shè)有相互配合工作的連接件14，中心部和邊側(cè)部拼接后在其拼接面上的第一U型凹槽12和第二U型凹槽13共同構(gòu)成容納U型管路循環(huán)端部的U型管通路15。

在下沉套頭8上方20-80cm處設(shè)有用以固定各U型管路和注水管5的夾持件4。

夾持件4包括用以穿過注水管5的中心環(huán)9，中心環(huán)9的四周設(shè)有用以固定各進水管6和出水管7的夾持環(huán)10，夾持環(huán)10采用金屬材質(zhì)，使加持件具有足夠的強度和剛度，避免機械施力過程中造成夾持件4的變形和損壞。夾持環(huán)10的首尾端通過螺絲連接。

沿管道的縱向設(shè)有一個金屬保護架1，金屬保護架1與夾持件4的一側(cè)焊接固定。保護架的長度為40-80cm，可以對套管的底部起到很好的保護作用。

金屬保護架1的外側(cè)設(shè)有便于機械桿下壓的支撐桿2，支撐桿2包括兩個側(cè)壁，其中位于內(nèi)側(cè)的側(cè)壁與金屬保護架1焊接，兩個側(cè)壁在底端通過底板3連接。

下管過程中，通過向注水管5內(nèi)注入重力水來增加套管的自重，當粉土混合水的浮力較大時，利用機械桿向支撐桿2的底部端板施力來下壓沉管，而金屬保護架1可以對PE管起到很好的保護作用，避免施力過程中PE管的損壞。

實施例2：

一種應用于淺層地溫能系統(tǒng)中便于下管的套管裝置，其主體結(jié)構(gòu)與實施例1相近，以下僅對區(qū)別處進行描述。

夾持件4為彈性體，具體的，由具有一定彈性的塑料制成。夾持件4的夾持環(huán)10由首尾相接的第一連接部和第二連接部構(gòu)成。

其中，第一連接部包括一突出件，第二連接部包括用以容納并卡緊突出件的彈性凹槽，突出件和彈性凹槽的相應接觸面上設(shè)有相互配合的限制夾持環(huán)10在連接部張開的單向棘齒。

由于夾持件4具有一定的彈性，使用時，將夾持環(huán)10掰開，將管路套入后再將夾持環(huán)10的首尾連接。由于單向棘齒的設(shè)置，對不同直徑的管道都可以使用夾持環(huán)10來緊固，并避免松開。使用方便，成本低廉。