本實用新型屬于隧道保溫防凍技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電伴熱帶均化傳熱式隧道保溫防凍均熱板。

背景技術(shù)：

寒區(qū)隧道常見的凍害表現(xiàn)為二次襯砌漏水、掛冰、隧底冒水、積冰、凍脹、開裂、酥碎、剝落等狀況，其一方面不僅會給行車安全帶來危險，另一方面還可能對隧道結(jié)構(gòu)造成破壞，如襯砌混凝土表面風化、拱頂開裂、側(cè)壁擠出等。當二次襯砌背后溫度低于零度時，將導致圍巖滲水凍結(jié)或排水不暢，使圍巖凍融循環(huán)加速對隧道二次襯砌的破壞。

目前，為防止隧道出現(xiàn)上述凍害，隧道保溫防凍的方法主要有：供熱法、防寒門法、隔熱保溫法和電加熱保溫法。其中，供熱法、電加熱屬于主動式保溫防凍方法，隔熱保溫法則屬于被動式保溫防凍措施。上述方法存在的主要問題是，隧道供熱法所需的能量消耗大，防寒門法對車輛運行有干擾；近年來普遍采用的隔熱保溫法，即在襯砌混凝土表面直接敷設(shè)隔熱保溫層，其敷設(shè)隔熱保溫層的厚度一般是由隧道所處地域的年平均氣溫條件來確定，所以不能保證極端低溫條件下的保溫防凍效果。另外，還提出一種電加熱保溫法，即將電伴熱帶以迂回往復的方式直接敷設(shè)在二次襯砌表面與隔熱保溫層之間；但是，采用這種方法所鋪設(shè)的電伴熱帶面積較大時，電伴熱帶的長度也隨之增加，加熱保溫所需的電功率將增大；而且這樣敷設(shè)電伴熱帶存在著線狀熱源加熱，僅依靠二次襯砌的熱傳導效率低；同時，由于電伴熱帶的線狀熱源溫度相對較高，局部散熱損失較大，導致能量利用率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種用于隧道保溫防凍的電伴熱帶均化傳熱式隧道保溫防凍均熱板。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：所述的電伴熱帶均化傳熱式隧道保溫防凍均熱板，包含有電伴熱帶、傳熱板、支承柱和接線端子；電伴熱帶具有兩根伴熱帶芯線，伴熱帶芯線的端部與接線端子的連接部位壓緊后施焊固定；傳熱板包含上傳熱板和下傳熱板，上傳熱板和下傳熱板之間裝有支承柱；以下傳熱板或上傳熱板為敷設(shè)面，圍繞支承柱敷設(shè)電伴熱帶，用導熱膠將電伴熱帶之間的空間涂覆填滿，鉚釘穿過支承柱，將上傳熱板和下傳熱板固定成一體；上傳熱板和下傳熱板上對應設(shè)置有安裝孔；傳熱板敷設(shè)在需要加熱保溫防凍的隧道二次襯砌表面和隔熱保溫層之間；電伴熱帶的供電可采用普通民用供電系統(tǒng)、太陽能電池或風電供電系統(tǒng)。

本實用新型采用的技術(shù)方案工作原理是：所述的電伴熱帶均化傳熱式隧道保溫防凍均熱板的加熱控溫過程是：利用傳熱板具有較高傳熱性能的特點，將電伴熱帶形成的“線狀”式發(fā)熱源變成“面狀”式熱源加熱，即通過傳熱板的迅速傳熱，使電伴熱帶電纜周圍形成的線狀熱源相對較高的溫度場，在傳熱板面積范圍內(nèi)變成相對均勻的溫度場；另外，采用自控溫式電伴熱帶，利用電伴熱帶具有正溫度系數(shù)特性，即材料電阻率與溫升成正比例增大，可隨著加熱溫度的變化自動調(diào)節(jié)加熱功率，具有自適應控制加熱溫度的主動式隧道保溫防凍加熱系統(tǒng)特性。

本實用新型提出的技術(shù)方案的有益效果是：第一，所述技術(shù)方案相對于隧道保溫防凍所采取的供熱法，可以大幅度節(jié)省能源消耗并根據(jù)隧道環(huán)境溫度的變化自主控制加熱保溫程度；第二，所述技術(shù)方案相對于隧道保溫防凍所采取的防寒門法，其對車輛通過隧道時的運行過程無干擾，且使用過程的管理簡單方便；第三，所述技術(shù)方案相對于隧道保溫防凍所采取的隔熱保溫法，其保溫防凍的效果在一定溫度范圍內(nèi)可以自主控制調(diào)節(jié)，與隔熱保溫法結(jié)合使用時可以提升保溫防凍能力；第四，所述技術(shù)方案相對于隧道保溫防凍所采取的在二次襯砌表面與隔熱保溫層下直接敷設(shè)電伴熱帶的電加熱保溫法，具有加熱溫度場分布均勻，局部散熱損失小，加熱效率高，有利于降低使用成本；第五，所述技術(shù)方案不僅可以應用于新建隧道在任意需要加強保溫防凍的區(qū)域，而且也可以用于已建隧道的保溫防凍系統(tǒng)升級改造。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明：

圖1是本實用新型所述的單端單引線電伴熱帶均熱板的正視剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實用新型所述的單端單引線電伴熱帶均熱板的左視剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本實用新型所述的單端單引線電伴熱帶均熱板的俯視結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本實用新型所述的單端雙引線電伴熱帶均熱板布線圖；

圖5是本實用新型所述的雙端單引線電伴熱帶均熱板布線圖；

圖6是本實用新型所述的雙端雙引線電伴熱帶均熱板布線圖；

圖7是本實用新型所述的單端單引線電伴熱帶均熱板的并聯(lián)接線圖；

圖8是本實用新型所述的雙端單引線電伴熱帶均熱板的串并聯(lián)接線圖；

圖9是本實用新型所述的電伴熱帶均熱板沿隧道橫斷面在部分高度敷設(shè)示意圖；

圖10是本實用新型所述的電伴熱帶均熱板在隧道壁面上的安裝固定方式示意圖。

圖中，1為接線端子，2為伴熱帶芯線，3為熱塑管，4為電伴熱帶，5為鉚釘，6為支承柱，7為上傳熱板，8為下傳熱板，9為導熱膠，10為安裝孔，11為加熱控制器，12為電線，13為接線盒，14為二次襯砌，15為隔熱保溫層，16為隧道路面，17隧道仰拱，18為膨脹塞，19為自攻釘，Ⅰ為單端單引線均熱板，Ⅱ為單端雙引線均熱板，Ⅲ為雙端單引線均熱板，Ⅳ為雙端雙引線均熱板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行描述。

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型所述的單端單引線均熱板包含有接線端子1、電伴熱帶4、傳熱板和支承柱；電伴熱帶4具有兩根伴熱帶芯線2，其中的一根伴熱帶芯線2單獨從電伴熱帶4的兩端分別引出，伴熱帶芯線2的端部與接線端子1的連接部位壓緊后施焊固定；在接線端子1根部和電伴熱帶4端部包覆熱塑管3，伴熱帶芯線2的引出部分同樣也包覆熱塑管3，熱塑管3具有絕緣作用；電伴熱帶4的敷設(shè)圈數(shù)、敷設(shè)長度和敷設(shè)間距，根據(jù)均熱板的設(shè)計功率和均熱板的面積確定；傳熱板包含上傳熱板7和下傳熱板8，上傳熱板7和下傳熱板8之間裝有支承柱6，一方面起到支承隔離上傳熱板7和下傳熱板8，另一方面也具有固定限制電伴熱帶4縱向敷設(shè)長度的作用；以下傳熱板8或上傳熱板7為敷設(shè)面，圍繞支承柱6敷設(shè)電伴熱帶4；在電伴熱帶4敷設(shè)完后，用導熱膠9將電伴熱帶4之間的空間涂覆填滿，具有增加導熱性并使整個單端單引線均熱板Ⅰ的溫度場分布趨于均勻化的作用；鉚釘5穿過支承柱6，將上傳熱板7和下傳熱板8固定成一體；上傳熱板7和下傳熱板8上對應設(shè)置有安裝孔10，傳熱板敷設(shè)在需要加熱保溫防凍的隧道二次襯砌14表面和隔熱保溫層15之間。

如圖4所示，本實用新型所述的單端雙引線均熱板Ⅱ的組成結(jié)構(gòu)，其與單端單引線均熱板Ⅰ的組成結(jié)構(gòu)相同，但電伴熱帶4的兩根伴熱帶芯線2的引出方式不同，即對于單端雙引線均熱板Ⅱ的伴熱帶芯線2的引出是在其中一端，電伴熱帶4的兩根伴熱帶芯線2在同一端引出，另一端用熱塑管包覆封閉絕緣。

如圖5所示，本實用新型所述的雙端單引線均熱板Ⅲ的組成結(jié)構(gòu)，其與單端單引線均熱板Ⅰ的組成結(jié)構(gòu)相同，但電伴熱帶4的兩根伴熱帶芯線2的引出方式不同，即對于雙端單引線均熱板Ⅲ的伴熱帶芯線2的引出是在兩端，電伴熱帶4的兩根伴熱帶芯線2分別在兩端單獨引出。

如圖6所示，本實用新型所述的雙端雙引線均熱板Ⅳ的組成結(jié)構(gòu)，其與單端單引線均熱板Ⅰ的組成結(jié)構(gòu)相同，但電伴熱帶4的兩根伴熱帶芯線2的引出方式不同，即對于雙端雙引線均熱板Ⅳ的伴熱帶芯線2的引出是在兩端，電伴熱帶4的兩根伴熱帶芯線2同時在兩端各自引出。

如圖5所示，是本實用新型所述的單端單引線均熱板Ⅰ的一種供電連接方式，接線盒13通過兩根電線12將單端單引線均熱板Ⅰ的兩根伴熱帶芯線2與加熱控制器11以并聯(lián)方式接線，其特點是每個單端單引線均熱板Ⅰ的加熱過程不受其他均熱板的溫度狀態(tài)影響，其加熱過程具有獨立性，單端單引線均熱板Ⅰ的并聯(lián)個數(shù)需要根據(jù)設(shè)計確定。

如圖6所示，是本實用新型所述的雙端單引線均熱板Ⅱ的一種供電連接方式，用接線盒13通過兩個雙端單引線均熱板Ⅱ各自一端的接線端子1先將其串聯(lián)在一起；然后再將兩個雙端單引線均熱板Ⅱ各自另外一端的接線端子1用接線盒13與兩根電線12以并聯(lián)方式接線；兩根電線12再與加熱控制器11通過接線盒13連接；其特點是雙端單引線均熱板Ⅱ先串聯(lián)后再并聯(lián)，可降低加熱功率，減少能量消耗。

如圖7所示，是本實用新型所述的單端單引線均熱板Ⅰ沿隧道壁面在高度方向(橫斷面)敷設(shè)的一種方式，單端單引線均熱板Ⅰ被安裝固定在二次襯砌14和隔熱保溫層15之間,其敷設(shè)高度由設(shè)計確定，而且其他類型引線的雙端單引線均熱板Ⅱ、雙端單引線均熱板Ⅲ和雙端雙引線均熱板Ⅳ等也同樣敷設(shè)。

如圖8所示，是本實用新型所述的單端單引線均熱板Ⅰ在隧道壁面上的安裝固定的一種方式，首先在二次襯砌14表面按敷設(shè)位置設(shè)計要求鉆孔，將膨脹塞18打入孔內(nèi)；其次將單端單引線均熱板Ⅰ放置在安裝孔10與膨脹塞18對準的位置處，擰入自攻釘19將單端單引線均熱板Ⅰ固定在二次襯砌14的表面上；最后，當應敷設(shè)的所有單端單引線均熱板Ⅰ都固定完成，且供電線路連接完成及試驗檢查后再敷設(shè)隔熱保溫層15。

盡管以上結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了描述，但本實用新型不限于上述具體實施方式，上述具體實施方式僅僅是示意性的而不是限定性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不違背本實用新型宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。