本發(fā)明的實(shí)施例屬于管路防凍，更具體地，涉及一種極地大變溫環(huán)境下的管路防凍加熱保溫系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、北極地區(qū)具有極低的氣溫，艦艇在極地執(zhí)行任務(wù)浮出水面后，設(shè)備及系統(tǒng)管路會面臨巨大的溫差，從零上水溫直接暴露到-60℃甚至更低的溫度環(huán)境中。管路受冷收縮，導(dǎo)致管路連接部位的密封性能下降，導(dǎo)致不能保證正常的密封效果。系統(tǒng)管路溫度過低，可能導(dǎo)致內(nèi)部介質(zhì)結(jié)冰，系統(tǒng)無法正常工作。因此，提出一種應(yīng)對極地大變溫環(huán)境下的管路防凍加熱保溫裝置具有重要意義。

2、為了解決上述技術(shù)問題，目前管路加熱保溫方式主要有電加熱、蒸汽加熱、熱水加熱。電加熱因高效節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單被廣泛應(yīng)用。此外，中國發(fā)明專利cn218410308u公開了一種用于氣體管路加熱保溫的裝置，包括特氣管路；所述特氣管路的外部裝配有水控恒溫箱，所述特氣管路的左側(cè)固定有進(jìn)氣管，所述特氣管路的右側(cè)固定有出氣管。該用于氣體管路加熱保溫的裝置，設(shè)置的特氣管路，處于水控恒溫箱的內(nèi)部，在使用時(shí)特氣管路被水控恒溫箱內(nèi)部的水浸泡包裹，通過水導(dǎo)熱使得特氣管路中的氣體受熱均勻，并可通過控制水控恒溫箱的溫度精準(zhǔn)控制對特氣管路的加熱溫度，這種方式與通過保溫錫紙和伴熱帶對特氣管路加熱的方式相比，可使氣體在通過出氣管參與反應(yīng)前均勻受熱，避免了伴熱帶與特氣管路接觸位置熱量高，使得內(nèi)部氣體受熱不均的問題，且有效減少因伴熱帶脫落導(dǎo)致特氣管路不加熱的風(fēng)險(xiǎn)；此外，中國發(fā)明專利cn217236066u，公開了一種管路加熱保溫裝置，包括拆分不銹鋼波紋管，所述拆分不銹鋼波紋管上安裝有加熱電阻絲，所述過度殼的內(nèi)部安裝有溫度傳感器，所述拆分不銹鋼波紋管的外側(cè)壁固定安裝有保溫層，所述加熱電阻絲和溫度傳感器電連接有控制器，本發(fā)明在使用時(shí)，通過溫度調(diào)節(jié)按鍵調(diào)節(jié)加熱電阻絲的加熱溫度，使之營養(yǎng)液或藥液流經(jīng)加熱區(qū)間時(shí)對其加熱，加熱后的營養(yǎng)液或藥液流入保溫區(qū)間進(jìn)行保溫，之后通過過度殼流出，注入病人體內(nèi)，并且在流出過程中對其處于過度殼內(nèi)的管壁進(jìn)行測量溫度，使之醫(yī)護(hù)人員可明確的知曉流出營養(yǎng)液或藥液的溫度，從而實(shí)現(xiàn)了對其輸液管、營養(yǎng)管、鼻腸管或鼻胃管進(jìn)行加熱保溫的功能。

3、上述專利技術(shù)均通過加熱與保溫結(jié)合的方式，一定程度上保證了管路及內(nèi)部輸料安全，但仍存在如下技術(shù)問題或改進(jìn)之處：(1)cn217236066u所采用的電熱絲加熱方法雖可實(shí)現(xiàn)加熱效果，但因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無法大面積均勻覆蓋管路表面，導(dǎo)致難以保證管路表面的受熱均勻性，加熱效率較低；(2)保溫環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)未進(jìn)行詳細(xì)公開，無法保證優(yōu)異的保溫效果，因而應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步針對保溫組件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；(3)在實(shí)現(xiàn)管路溫控前提下，為保證艦艇在極地水環(huán)境下作業(yè)任務(wù)的安全執(zhí)行，應(yīng)當(dāng)同時(shí)考慮管路的防水性，而上述專利技術(shù)均為對此公開。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供一種極地大變溫環(huán)境下的管路防凍加熱保溫系統(tǒng)及方法。通過采用加熱和保溫相結(jié)合的綜合溫控措施，確保在極端低溫環(huán)境下工作的可靠性；并采用電加熱帶加熱方法，相比于電熱絲接觸面積大，加熱效率高，具有較高的轉(zhuǎn)化效率；加熱速度快，滿足快速加熱需求；此外，在加熱保溫功能基礎(chǔ)上，增設(shè)了防水層，有效保證艦艇在極地水環(huán)境下作業(yè)任務(wù)的安全執(zhí)行；且通過對多層隔熱材料進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，采用主要隔熱層、熱量反射層與最外隔熱層的三級復(fù)合型結(jié)構(gòu)，從方法設(shè)計(jì)的角度極大程度上優(yōu)化了熱量阻隔效益，提高了阻隔效果。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面，系統(tǒng)包括：

3、均勻全面包裹于管路外表面的電加熱帶、貼附于所述電加熱帶外層并用于阻礙空氣與管路表面之間熱量交換的多層隔熱材料、貼附于所述多層隔熱材料外層的防水層、用于管道表面清污與粘合劑噴灑的粘合劑輔助噴涂單元；

4、所述多層隔熱材料，包括起主要熱量隔絕作用的中間層、作為二級隔熱組件包裹所述中間層內(nèi)外兩側(cè)用于反射熱量的內(nèi)反射層、作為三級隔熱組件包裹于所述反射層的外層；所述防水層包含防水樹脂材料；

5、所述粘合劑輔助噴涂單元，包括用于驅(qū)動其整體沿管道表面移動的行走單元、安裝于所述行走單元后側(cè)并用于清除管道表面塵污的風(fēng)力除塵單元、安裝于所述行走單元前側(cè)用于噴灑粘合劑的噴涂單元；

6、通過粘合劑輔助噴涂單元清理管道表面污物，并快速噴灑粘合劑，提高電加熱帶與管道表面貼合的密實(shí)性；所述內(nèi)反射層與外層均為雙面鍍鋁聚脂薄膜。

7、優(yōu)選的，所述中間層，包括：

8、玻璃纖維與雙面鍍鋁薄膜；

9、所述玻璃纖維與雙面鍍鋁薄膜相互交疊組成。

10、優(yōu)選的，所述玻璃纖維與雙面鍍鋁薄膜相互交疊組數(shù)大于兩組。

11、優(yōu)選的，所述防水層，還包括：

12、設(shè)置于所述防水樹脂外層的不銹鋼板層。

13、優(yōu)選的，所述電加熱帶的使用溫度范圍在-100℃至100℃。

14、優(yōu)選的，所述行走單元，包括：

15、第一下部環(huán)形殼、第二上部環(huán)形殼、用于轉(zhuǎn)動開合連接所述第一下部環(huán)形殼與第二上部環(huán)形殼的第一轉(zhuǎn)動連接部和第一開合裝配端、設(shè)于所述第一下部環(huán)形殼與第二上部環(huán)形殼內(nèi)側(cè)壁的行走驅(qū)動組件；管路處于第一下部環(huán)形殼與第二上部環(huán)形殼之間；

16、所述行走驅(qū)動組件，包括傳遞動能的行走傳動機(jī)構(gòu)、用于自適應(yīng)管徑大小的管徑適應(yīng)機(jī)構(gòu)；

17、所述行走傳動機(jī)構(gòu)，包括保持徑向朝向設(shè)于所述第一下部環(huán)形殼與第二上部環(huán)形殼內(nèi)表面的承載塊、設(shè)于所述承載塊前端的輪體槽、通過傳動軸轉(zhuǎn)動連接于所述輪體槽內(nèi)的摩擦行走輪、與所述傳動軸同軸固定連接的第一傳動帶輪、通過傳動帶驅(qū)動所述第一傳動帶輪轉(zhuǎn)動的第二傳動帶輪與驅(qū)動電機(jī)。

18、優(yōu)選的，所述所述管徑適應(yīng)機(jī)構(gòu)，包括：

19、開設(shè)于所述第一下部環(huán)形殼與第二上部環(huán)形殼內(nèi)表面并與所述承載塊滑動連接的徑向滑槽、設(shè)于所述承載塊底部與承載塊底面之間的頂推彈簧、開設(shè)于所述承載塊的限位卡槽、與所述第一下部環(huán)形殼與第二上部環(huán)形殼固定連接并與橫向插入限位卡槽的限位滑桿。

20、優(yōu)選的，所述風(fēng)力除塵單元，包括：

21、第二下部環(huán)形殼、第二上部環(huán)形殼、用于轉(zhuǎn)動開合連接所述第二下部環(huán)形殼與第二上部環(huán)形殼的第二轉(zhuǎn)動連接部和第二開合連接部、開設(shè)于所述第二下部環(huán)形殼與第二上部環(huán)形殼內(nèi)部的環(huán)形風(fēng)道、與所述環(huán)形風(fēng)道內(nèi)壁固定連接的鼓風(fēng)機(jī)、連通于所述環(huán)形風(fēng)道并開設(shè)于所述第二下部環(huán)形殼與第二上部環(huán)形殼內(nèi)壁的氣流噴頭。

22、優(yōu)選的，所述噴涂單元，包括：

23、第三下部環(huán)形殼、第三上部環(huán)形殼、用于轉(zhuǎn)動開合連接所述第三下部環(huán)形殼與第三上部環(huán)形殼的第三轉(zhuǎn)動連接部和第三開合連接部、開設(shè)于所述第三下部環(huán)形殼與第三上部環(huán)形殼內(nèi)部的高速氣流通道、連接于所述高速氣流通道并向外伸出的流輸入管路、環(huán)形設(shè)置于所述第三下部環(huán)形殼與第三上部環(huán)形殼內(nèi)部的儲液棉、環(huán)形等距陣列開設(shè)于所述第三下部環(huán)形殼與第三上部環(huán)形殼內(nèi)壁并與所述高速氣流通道貫通連接的輸出管段、與所述輸出管段的輸出端連接的粘合劑噴頭；連接于所述輸出管段與儲液棉的虹吸管。

24、按照本發(fā)明的第二方面，一種極地大變溫環(huán)境下的管路防凍加熱保溫裝置的使用方法，包含如下步驟：

25、s100：打開粘合劑輔助噴涂單元內(nèi)的開合裝配端，將管路加至下部環(huán)形殼與上部環(huán)形殼，在管徑適應(yīng)機(jī)構(gòu)作用下，使得行走傳動機(jī)構(gòu)緊貼管路，隨后啟動系統(tǒng)；

26、s200：借助行走傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動摩擦行走輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動裝置整體沿管路移動；

27、s300：在鼓風(fēng)機(jī)作用下，高速氣流經(jīng)過環(huán)形風(fēng)道從氣流噴頭噴出，從而將管路表面污物清除；

28、s400：裝置整體向后移動，從而使得清理干凈的管路經(jīng)過噴涂單元，在其作用下，氣流輸入管路的氣流經(jīng)過虹吸管管口，產(chǎn)生虹吸效應(yīng)，將儲液棉內(nèi)的粘合劑吸出至粘合劑噴頭，并噴出，從而實(shí)現(xiàn)粘合劑的快速噴涂。

29、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

30、(1)本發(fā)明的一種極地大變溫環(huán)境下的管路防凍加熱保溫系統(tǒng)，通過采用鍍鋁聚脂薄膜進(jìn)行隔熱，該材料是一種具有優(yōu)良隔熱性能、良好耐腐蝕性能和較高光澤度的薄膜材料。鍍鋁薄膜可以反射太陽輻射，有效阻隔管路內(nèi)部溫度，起到一定的隔熱效果；此外，鍍鋁薄膜具有良好的耐腐蝕性能，使用壽命較長，且鍍鋁薄膜表面光潔度高，具有良好的質(zhì)感和視覺效果；

31、(2)本發(fā)明的一種極地大變溫環(huán)境下的管路防凍加熱保溫系統(tǒng)，通過采用加熱和保溫相結(jié)合的綜合溫控措施，確保在極端低溫環(huán)境下工作的可靠性；并采用電加熱帶加熱方法，相比于電熱絲接觸面積大，加熱效率高，具有較高的轉(zhuǎn)化效率；加熱速度快，滿足快速加熱需求；此外，在加熱保溫功能基礎(chǔ)上，增設(shè)了防水層，有效保證艦艇在極地水環(huán)境下作業(yè)任務(wù)的安全執(zhí)行；且通過對多層隔熱材料進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，采用主要隔熱層、熱量反射層與最外隔熱層的三級復(fù)合型結(jié)構(gòu)，從方法設(shè)計(jì)的角度極大程度上優(yōu)化了熱量阻隔效益，提高了阻隔效果；

32、(3)本發(fā)明的一種極地大變溫環(huán)境下的管路防凍加熱保溫系統(tǒng)，采用耐壓復(fù)合防水層，將不銹鋼板作為二級防水層，內(nèi)部結(jié)構(gòu)防水與外部防水同步考慮，防水效果更優(yōu)，同時(shí)保證了高壓水環(huán)境下作業(yè)的安全穩(wěn)定進(jìn)行；

33、(4)在本發(fā)明實(shí)施例中，通過增設(shè)粘合劑輔助噴涂單元，不僅對管路表面進(jìn)行了清潔，使得噴涂質(zhì)量更高，加熱帶與管路表面的貼合效果更好，而且采用自動化裝置，極大提高了管路表面粘合劑的噴涂效率與質(zhì)量，在應(yīng)對大型管路施工作業(yè)時(shí)，更具顯著優(yōu)勢。