专利名称：一种竖直埋设的u形弯头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及连接管道的弯头，尤其涉及土壤源热泵空调系统中地下换热器的U形弯头。
背景技术：
地源热泵空调是利用地表浅层常温土壤或水源中的地温能量作为低位热能资源的一种 真正节能、环保、无污染的空调技术。地源热泵可分为地下水源热泵、地表水源热泵和土壤 源热泵，而土壤源热泵系统最为常见。在这些地源热泵的循环管道中获取地源热的一端是埋 设在地下的，该部分习称为地下换热器。根据地下换热器的埋管形式又分为水平埋管和竖直 埋管。其中，土壤源热泵系统就是采用竖直埋管——在地层中垂直钻孔，在孔洞内竖直插入 地下换热器并把它埋设在地下。该地下换热器的底部是连接着供水管和回水管的是弯头部 分。目前，该地下换热器的弯头部分通常有两种结构。 一种是用两个90。的直角弯头通过热 熔接法构成的弯头，另一种是在施工现场采用热煨法来把直管热煨成U形弯头形状而构成的。 前者的不足是，在其弯头内存在着流速急剧变化的问题，这样，就增加了流体循环阻力，能 量损失大。后者的不足是，在其弯头内有一部分壁厚变薄，在承受内外压力或摩擦时，会出 现U形管渗漏的问题；在施工时，又由于泥浆阻力的影响，现有U形弯头结构都不便于将其 插入孔洞底部。另外，热煨出来的U形弯头的内径往往都比原有的直管小，其流体循环阻力 也较大，能量损失也大。实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种在土壤源热泵系统中 竖直埋设的U形弯头，该弯头不仅能减小能量损耗、不易产生弯头处的渗漏，而且在施工时， 能有效减小施工时泥浆阻力。解决所述技术问题的技术方案是这样一种竖直埋设的U形弯头，它与现有li形弯头相同 的方面是，该弯头包括位于其底部的弧形弯管段和连接在该弧形弯管段两端上部的各一段延
伸段。其改进之处是，所述延伸段的上半部是可以套接在待接直管上的套管段(在本实用新 型中，待接直管就是其埋设在地下的部分与U形弯头一道构成所谓地下换热器的一根供水管 和一根回水管)，该延伸段的下半部是与该套管段同轴的、其内径与待接直管相等、且与所 述弧形弯管段的端口内径相等且吻合连接的直管段；该弧形弯管段内的各处内径均不小于其 端口内径，该弧形弯管段的外侧有把该段全部包裹起来、同时构成该弧形弯管段外壁体的填 充实体，该填充实体呈尖端朝下的椭圆锥形。进一步的改进是，弧形弯管段内各处的内径是从两端口向内逐渐增大的，两端口的内径 值相等，其中间的内径值为两端口内径值的L2 1.3倍。 与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是山于本U形弯头不是像现有技术那样热煨而成，这样就避免了热煨所带来的部分壁厚变 薄，在承受内外压力或摩擦时容易出现的U形管渗漏问题；又由于本实用新型中弧形弯管段 内的各处内径均不小于其端口内径，这样避免了由热煨带来的弧形弯管段的部分内径变小而 造成的流体循环阻力较大，能量损失大的问题；又由于该弧形弯管段的外侧是被其尖端朝下 的椭圆锥形的填充实体全部包裹起来的，这样在泥浆地施工时，就能有效减小施工时泥浆阻 力，不会给管道造成损伤，减小了施工难度。显然，该U形弯头的延伸段上部设计套管结构 后，安装并无缝连接待接直管(供水管和回水管)就十分容易，施工和运输均十分方便。在进一步改进的特征中，由于弧形弯管段内其中间的内径值为两端口内径值的1.2 1.3 倍，这样，其内的流体循环阻力将会进一步地减小，基本消除了在弧形弯管段内的局部能量损失；同时，如果在循环水中夹杂了少量的微小颗粒时，它们沉积在比两端端口粗的U型管 底后，也不会出现因现有的内径本身不够大而带来的堵塞问题。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1——本实用新型的结构示意图 图2——图1中的A—A向剖视图 图3——图1中的B向视图具体实施方式
一种竖直埋设的U形弯头(参考图1、 2、 3)。该弯头包括位于其底部的弧形弯管段2和 连接在该弧形弯管段2两端上部的各一段延伸段。在本实用新型中，两段延伸段的上半部是 可以套接在待接直管5上的套管段3，该延伸段的下半部是与该套管段3同轴的、其内径与 待接直管5相等、且与所述弧形弯管段2的端口内径相等且吻合连接的直管段1。本实用新 型的弧形弯管段2内的各处内径均不小于其端口内径，该弧形弯管段2的外侧有把该段全部 包裹起来、同时构成该弧形弯管段2外壁体的填充实体4，该填充实体4呈尖端朝下的椭圆 锥形。进一步的特征是，该弧形弯管段2内各处的内径是从两端口向内逐渐增大的，两端口的 内径值相等，其中间的内径值为两端口内径值的1.2 1.3倍。较好倍数取1.25。本领域的技术人员清楚，也是不容置疑的问题是，套管段3和直管段1、至少是其中的 直管段l的壁厚应与待接直管(供水管和回水管)的壁厚相等；由于弧形弯管段2外壁体是由 填充实体4构成，因此，各处的厚度是不相同的，但其最薄处的厚度肯定不能低于待接直管 (供水管和回水管)的壁厚。本实用新型与待接直管(供水管和回水管)之间的连接，通常是采 用热熔的方式完成，当然，也不排除能够保证长期使用的粘接方式。除确保弧形弯管段2外壁体的最薄壁厚外，还应当考虑本实用新型在施工过程中的强度, 因此，填充实体4上部椭圆面的长轴与短轴的比值以2.5 3为宜。更确切的数值可以根据 其他条件确定。在本具体实施方式
中，为确保弧形弯管段2中间的内径值比两端口的内径值大，把该U 形弯头设计为由无缝地连接在一起的两个对称部分组成的结构。其对称面是通过两段延伸段 和弧形弯管段2中心线的平面(即该平面与图3中水平中心线重合)。显然，为了便于加工和尽可能地选用常用材料，该弯头最好是由热塑性硬质塑料通过热 熔接连接为一体的。也就是说，该弯头的材料可选PE和PPR或其它可热熔接的硬质塑料。更具体地讲，本实用新型可以以其中直管段1的外径为参照，设计出DN20、 DN25、 DN32、 DN40等多种规格。它们所对应的椭圆锥的椭圆面长轴为90 150mm，短轴为30 60鹏；椭圆 锥的最大高度为60 90rnra。
权利要求1、一种竖直埋设的U形弯头，该弯头包括位于其底部的弧形弯管段(2)和连接在该弧形弯管段(2)两端上部的各一段延伸段，其特征在于，所述延伸段的上半部是可以套接在待接直管(5)上的套管段(3)，该延伸段的下半部是与该套管段(3)同轴的、其内径与待接直管(5)的内径相等、且与所述弧形弯管段(2)的端口内径相等并吻合连接的直管段(1)；该弧形弯管段(2)各处内径均不小于其端口内径，该弧形弯管段(2)的外侧有把该段全部包裹起来、同时构成该弧形弯管段(2)外壁体的填充实体(4)，该填充实体(4)呈尖端朝下的椭圆锥形。
2、 根据权利要求1所述竖直埋设的U形弯头，其特征在于，所述弧形弯管段(2)内各处 的内径是从两端口向内逐渐增大的，两端口的内径值相等，其中间的内径值为两端口内径值 的L2 1.3倍。
3、 根据权利要求1或2所述竖直埋设的U形弯头，其特征在于，所述填充实体(4)上部 椭圆面的长轴与短轴的比值为2. 5 3。
4、 根据权利要求1或2所述竖直埋设的U形弯头，其特征在于，该弯头由无缝地连接 在一起的两个对称部分组成；其对称面是通过两段延伸段和弧形弯管段(2)中心线的平面。
5、 根据权利要求4所述竖直埋设的U形弯头，其特征在于，该弯头是由热塑性硬质塑 料通过热熔接连接为一体的。
6、 根据权利要求5所述竖直埋设的U形弯头，其特征在于，该弯头的材料为PE和PPR 塑料。
专利摘要一种竖直埋设的U形弯头。该弯头包括位于其底部的弧形弯管段和连接在该弧形弯管段两端上部的各一段延伸段。各延伸段的上半部是可以套接在待接直管上的套管段，其下半部是与该套管段同轴的、其内径与待接直管相等、且与所述弧形弯管段的端口内径相等且吻合联接的直管段；该弧形弯管段内的各处内径均不小于其端口内径，该弧形弯管段的外侧有把该段全部包裹起来、同时构成该弧形弯管段外壁体的填充实体，该填充实体呈其尖端朝下的椭圆锥形。本实用新型特别适用于地源热泵空调系统中地下换热器。它不容易出现U形管渗漏问题、弧形弯管段内的局部能量损失极小；制作、安装、施工和运输均十分方便。
文档编号F16L43/00GK201028208SQ20072012403
公开日2008年2月27日 申请日期2007年4月13日 优先权日2007年4月13日
发明者何雪冰, 叶勇南, 蒋建志, 谈河君 申请人:重庆大学