CN111963809A - 一种自摩擦生热式石油管道防冻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，属于石油管道防冻领域，本发明利用外界风能带动垂直轴风车和调磁板转动，通过调磁板的不断旋转，使调磁板和生热环之间的磁性作用力循环反复地发生变化，使靠近调磁板的一对生热环不断发生回来移动，同时，因相邻的生热环之间也存在同等磁力，一个生热环的移动打破了生热环彼此间的磁力平衡，使其他生热环在磁力变化下均发生移动，实现了以一带多的摩擦运动，通过第一摩擦环和第二摩擦环与生热环之间的不断摩擦产生大量的热能，并且，生热环在移动过程中自身内部也进行摩擦生热，通过两种形式的摩擦生热共同为导热液通过热量使其升温，实现了对石油管道持续自发性的保温防冻作用。
Description
技术领域
本发明涉及石油管道防冻领域，更具体地说，涉及一种自摩擦生热式石油管道防冻装置。
背景技术
当今社会高发展，能源是一种不可或缺的资源。石油是一种天然储存的能源，石油的开采需要进过钻井取油，石油冶炼，然后通过运输各个站点使用。石油的运输是通过石油管道进行，各个石油管道形成输送网，将石油输送至各个需要之地。
石油管道设置在室外，如果温度过低，尤其是在北方的冬天，温度基本都在零下，石油管道在低温下容易出现裂纹，有可能会导致漏油的问题，并且，低温易可能导致石油在管道内壁凝固，影响输送效率，因此石油管道的防冻尤为重要。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，它利用外界风能带动垂直轴风车和调磁板转动，通过调磁板的不断旋转，使调磁板和生热环之间的磁性作用力循环反复地发生变化，使靠近调磁板的一对生热环不断发生回来移动，同时，因相邻的生热环之间也存在同等磁力，一个生热环的移动打破了生热环彼此间的磁力平衡，使其他生热环在磁力变化下均发生移动，实现了以一带多的摩擦运动，通过第一摩擦环和第二摩擦环与生热环之间的不断摩擦产生大量的热能，并且，生热环在移动过程中自身内部也进行摩擦生热，通过两种形式的摩擦生热共同为导热液通过热量使其升温，实现了对石油管道持续自发性的保温防冻作用。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，包括固定连接于石油管道外表面的防冻管，所述防冻管的上侧设有垂直轴风车，所述防冻管的内部开设有内腔，所述内腔的内部填充有导热液，所述内腔的内部设有调磁板，所述调磁板的上端固定连接有延伸杆，所述延伸杆贯穿防冻管的上端并与防冻管内部转动连接，所述垂直轴风车包括立轴，所述立轴的下端套于延伸杆的外侧，且立轴和延伸杆之间连接有螺栓组件，所述内腔的内部设有多个生热环，多个所述生热环均匀分布在调磁板的左右两侧，所述内腔远离石油管道的内壁固定连接有第一摩擦环，所述内腔靠近石油管道的内壁固定连接有第二摩擦环，所述内腔的一对侧壁均固定连接有侧磁片，本发明利用外界风能带动垂直轴风车和调磁板转动，通过调磁板的不断旋转，使调磁板和生热环之间的磁性作用力循环反复地发生变化，使靠近调磁板的一对生热环不断发生回来移动，同时，因相邻的生热环之间也存在同等磁力，一个生热环的移动打破了生热环彼此间的磁力平衡，使其他生热环在磁力变化下均发生移动，实现了以一带多的摩擦运动，通过第一摩擦环和第二摩擦环与生热环之间的不断摩擦产生大量的热能，并且，生热环在移动过程中自身内部也进行摩擦生热，通过两种形式的摩擦生热共同为导热液通过热量使其升温，实现了对石油管道持续自发性的保温防冻作用。
进一步的，所述生热环包括主导热环和副导热环，所述主导热环位于副导热环的外侧，所述主导热环和副导热环之间固定连接有一对固定网，所述主导热环靠近第一摩擦环的外表面固定连接有第三摩擦环，所述副导热环靠近第二摩擦环的内表面固定连接有第四摩擦环，当生热环在内腔内部来回滑动时，第三摩擦环会与第一摩擦环进行来回摩擦，第四摩擦环与第二摩擦环进行来回摩擦，由机械能转化为摩擦过程中产生的热能，热能继而被内腔内的导热液吸收，使导热液温度升高，从而对防冻管内侧的石油管道起到保温防冻的作用。
进一步的，所述主导热环和副导热环靠近调磁板的一端均固定连接有主磁片，所述主导热环和副导热环远离调磁板的一端均固定连接有副磁片,主磁片和副磁片的磁性相反，因此，相邻一对生热环之间因主磁片和副磁片相邻而具有相互排斥的作用力，在不受外力作用下，多个生热环之间会保持相同的间距以达到一种平衡状态，并且，当其中一个生热环的位置发生移动时，由于彼此间的磁力发生了变化，打破了彼此间作用力的平衡，使得相邻两侧的生热环在磁力作用下均发生移动，从而实现了以一带多的摩擦运动，便于产生大量的热能。
进一步的，所述调磁板包括与延伸杆固定连接的转板，所述转板的侧壁固定连接有多个主磁块和多个副磁块，所述主磁块和副磁块呈间隔均匀分布，转板和主磁块同样存在相反的磁性，且转板和主磁块与主磁片之间也存在相反的磁力(即转板和主磁块中一个与主磁片相吸，一个与主磁片相斥)，当转板发生转动时，转板和主磁块会循环反复地呈规律性与相邻两侧主磁片相对，不断循环地对主磁片起到吸引、排斥的作用力，使得靠近调磁板的一对生热环不断进行来回移动，同时，因相邻生热环之间也存在排斥力，一个生热环会带动其它生热环同时进行移动，从而因调磁板的转动实现了多个生热环的同时移动，通过生热环与内腔内壁的第一摩擦环和第二摩擦环来回不断地摩擦产生大量热能，使导热液的升温对石油管道起到保温防冻的作用。
进一步的，所述主导热环和副导热环之间还固定连接有多对隔板，所述隔板固定连接于一对固定网之间，一对所述隔板之间放置有多个摩擦球，当生热环在磁力作用下发生移动时，摩擦球也会随之来回移动，在移动过程中，多个摩擦球之间会发生相互碰撞和摩擦进而发热，实现生热环自身内部的摩擦生热，同样为导热液的升温提供热量，进一步提高了本装置的防冻效果。
进一步的，所述调磁板的上侧设有进液管，所述进液管的上端与内腔的内壁固定连接，所述进液管的下端与调磁板的上端相接触，进液管对调磁板起到限位作用，使调磁板能实现稳定转动，也保证了延伸杆和垂直轴风车的稳定转动。
进一步的，所述防冻管的外端固定连接有防溢套，所述防溢套位于立轴的外侧，所述防溢套包括外筒，所述外筒的内表面固定连接有吸液棉，通过吸液棉可吸收延伸杆与防冻管连接处溢出的导热液，使导热液不易流出。
进一步的，所述防冻管的上下两端分别固定连接有进液管和出液管，所述进液管和出液管均与内腔相通，所述进液管和出液管的外端均螺纹连接有管盖，进液管用于向内腔内部加入导热液，出液管用于导热液的排出。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案利用外界风能带动垂直轴风车和调磁板转动，通过调磁板的不断旋转，使调磁板和生热环之间的磁性作用力循环反复地发生变化，使靠近调磁板的一对生热环不断发生回来移动，同时，因相邻的生热环之间也存在同等磁力，一个生热环的移动打破了生热环彼此间的磁力平衡，使其他生热环在磁力变化下均发生移动，实现了以一带多的摩擦运动，通过第一摩擦环和第二摩擦环与生热环之间的不断摩擦产生大量的热能，并且，生热环在移动过程中自身内部也进行摩擦生热，通过两种形式的摩擦生热共同为导热液通过热量使其升温，实现了对石油管道持续自发性的保温防冻作用。
(2)生热环包括主导热环和副导热环，主导热环位于副导热环的外侧，主导热环和副导热环之间固定连接有一对固定网，主导热环靠近第一摩擦环的外表面固定连接有第三摩擦环，副导热环靠近第二摩擦环的内表面固定连接有第四摩擦环，当生热环在内腔内部来回滑动时，第三摩擦环会与第一摩擦环进行来回摩擦，第四摩擦环与第二摩擦环进行来回摩擦，由机械能转化为摩擦过程中产生的热能，热能继而被内腔内的导热液吸收，使导热液温度升高，从而对防冻管内侧的石油管道起到保温防冻的作用。
(3)主导热环和副导热环靠近调磁板的一端均固定连接有主磁片，主导热环和副导热环远离调磁板的一端均固定连接有副磁片,主磁片和副磁片的磁性相反，因此，相邻一对生热环之间因主磁片和副磁片相邻而具有相互排斥的作用力，在不受外力作用下，多个生热环之间会保持相同的间距以达到一种平衡状态，并且，当其中一个生热环的位置发生移动时，由于彼此间的磁力发生了变化，打破了彼此间作用力的平衡，使得相邻两侧的生热环在磁力作用下均发生移动，从而实现了以一带多的摩擦运动，便于产生大量的热能。
(4)调磁板包括与延伸杆固定连接的转板，转板的侧壁固定连接有多个主磁块和多个副磁块，主磁块和副磁块呈间隔均匀分布，转板和主磁块同样存在相反的磁性，且转板和主磁块与主磁片之间也存在相反的磁力(即转板和主磁块中一个与主磁片相吸，一个与主磁片相斥)，当转板发生转动时，转板和主磁块会循环反复地呈规律性与相邻两侧主磁片相对，不断循环地对主磁片起到吸引、排斥的作用力，使得靠近调磁板的一对生热环不断进行来回移动，同时，因相邻生热环之间也存在排斥力，一个生热环会带动其它生热环同时进行移动，从而因调磁板的转动实现了多个生热环的同时移动，通过生热环与内腔内壁的第一摩擦环和第二摩擦环来回不断地摩擦产生大量热能，使导热液的升温对石油管道起到保温防冻的作用。
(5)主导热环和副导热环之间还固定连接有多对隔板，隔板固定连接于一对固定网之间，一对隔板之间放置有多个摩擦球，当生热环在磁力作用下发生移动时，摩擦球也会随之来回移动，在移动过程中，多个摩擦球之间会发生相互碰撞和摩擦进而发热，实现生热环自身内部的摩擦生热，同样为导热液的升温提供热量，进一步提高了本装置的防冻效果。
(6)调磁板的上侧设有进液管，进液管的上端与内腔的内壁固定连接，进液管的下端与调磁板的上端相接触，进液管对调磁板起到限位作用，使调磁板能实现稳定转动，也保证了延伸杆和垂直轴风车的稳定转动。
(7)防冻管的外端固定连接有防溢套，防溢套位于立轴的外侧，防溢套包括外筒，外筒的内表面固定连接有吸液棉，通过吸液棉可吸收延伸杆与防冻管连接处溢出的导热液，使导热液不易流出。
(8)防冻管的上下两端分别固定连接有进液管和出液管，进液管和出液管均与内腔相通，进液管和出液管的外端均螺纹连接有管盖，进液管用于向内腔内部加入导热液，出液管用于导热液的排出。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的侧面结构示意图；
图3为图2中A处的结构示意图；
图4为图2中B处的结构示意图；
图5为本发明的生热环的立体图；
图6为本发明的生热环的爆炸图；
图7为本发明的生热环的正面结构示意图；
图8为本发明的正面结构示意图；
图9为图8中的局部放大图；
图10为本发明的调磁板的立体图。
图中标号说明：
1防冻管、101内腔、2垂直轴风车、21立轴、3生热环、31主导热环、32副导热环、33第三摩擦环、34第四摩擦环、35主磁片、36副磁片、37固定网、38摩擦球、39隔板、4调磁板、41转板、42主磁块、43副磁块、5第一摩擦环、6第二摩擦环、7侧磁片、8防溢套、81外筒、82吸液棉、9延伸杆、10螺栓组件、11进液管、12出液管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
请参阅图1，一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，包括固定连接于石油管道外表面的防冻管1，防冻管1的上侧设有垂直轴风车2，请参阅图2，防冻管1的内部开设有内腔101，内腔101的内部填充有导热液，内腔101的内部设有调磁板4，调磁板4的上端固定连接有延伸杆9，延伸杆9贯穿防冻管1的上端并与防冻管1内部转动连接，请参阅图8和图9，垂直轴风车2包括立轴21，立轴21的下端套于延伸杆9的外侧，且立轴21和延伸杆9之间连接有螺栓组件10，螺栓组件10包括螺栓和螺母，立轴21和延伸杆9上均开设有螺孔，螺栓螺纹连接于螺孔内部。
请参阅图2和图5，内腔101的内部设有多个生热环3，多个生热环3均匀分布在调磁板4的左右两侧，请参阅图3、图5和图6，内腔101远离石油管道的内壁固定连接有第一摩擦环5，内腔101靠近石油管道的内壁固定连接有第二摩擦环6，生热环3包括主导热环31和副导热环32，主导热环31位于副导热环32的外侧，主导热环31和副导热环32之间固定连接有一对固定网37，主导热环31靠近第一摩擦环5的外表面固定连接有第三摩擦环33，副导热环32靠近第二摩擦环6的内表面固定连接有第四摩擦环34，当生热环3在内腔101内部来回滑动时，第三摩擦环33会与第一摩擦环5进行来回摩擦，第四摩擦环34与第二摩擦环6进行来回摩擦，由机械能转化为摩擦过程中产生的热能，热能继而被内腔101内的导热液吸收，使导热液温度升高，从而对防冻管1内侧的石油管道起到保温防冻的作用，主导热环31和副导热环32靠近调磁板4的一端均固定连接有主磁片35，主导热环31和副导热环32远离调磁板4的一端均固定连接有副磁片36,主磁片35和副磁片36的磁性相反，因此，相邻一对生热环3之间因主磁片35和副磁片36相邻而具有相互排斥的作用力，在不受外力作用下，多个生热环3之间会保持相同的间距以达到一种平衡状态，并且，当其中一个生热环3的位置发生移动时，由于彼此间的磁力发生了变化，打破了彼此间作用力的平衡，使得相邻两侧的生热环3在磁力作用下均发生移动，从而实现了以一带多的摩擦运动，便于产生大量的热能。
请参阅图9和图10，调磁板4包括与延伸杆9固定连接的转板41，转板41的侧壁固定连接有多个主磁块42和多个副磁块43，主磁块42和副磁块43呈间隔均匀分布，转板41和主磁块42同样存在相反的磁性，且转板41和主磁块42与主磁片35之间也存在相反的磁力(即转板41和主磁块42中一个与主磁片35相吸，一个与主磁片35相斥)，当转板41发生转动时，转板41和主磁块42会循环反复地呈规律性与相邻两侧主磁片35相对，不断循环地对主磁片35起到吸引、排斥的作用力，使得靠近调磁板4的一对生热环3不断进行来回移动，同时，因相邻生热环3之间也存在排斥力，一个生热环3会带动其它生热环3同时进行移动，从而因调磁板4的转动实现了多个生热环3的同时移动，通过生热环3与内腔101内壁的第一摩擦环5和第二摩擦环6来回不断地摩擦产生大量热能，使导热液的升温对石油管道起到保温防冻的作用。
请参阅图3和图6，主导热环31和副导热环32之间还固定连接有多对隔板39，隔板39固定连接于一对固定网37之间，一对隔板39之间放置有多个摩擦球38，当生热环3在磁力作用下发生移动时，摩擦球38也会随之来回移动，在移动过程中，多个摩擦球38之间会发生相互碰撞和摩擦进而发热，实现生热环3自身内部的摩擦生热，同样为导热液的升温提供热量，进一步提高了本装置的防冻效果。
请参阅图4，内腔101的一对侧壁均固定连接有侧磁片7，侧磁片7与副磁片36之间同样存在斥力，使位于内腔101首尾两侧的生热环3不易与内腔101侧壁相互靠近发生撞击。
请参阅图9，调磁板4的上侧设有进液管11，进液管11的上端与内腔101的内壁固定连接，进液管11的下端与调磁板4的上端相接触，进液管11对调磁板4起到限位作用，使调磁板4能实现稳定转动，也保证了延伸杆9和垂直轴风车2的稳定转动，防冻管1的外端固定连接有防溢套8，防溢套8位于立轴21的外侧，防溢套8包括外筒81，外筒81的内表面固定连接有吸液棉82，通过吸液棉82可吸收延伸杆9与防冻管1连接处溢出的导热液，使导热液不易流出。
请参阅图1和图2，防冻管1的上下两端分别固定连接有进液管11和出液管12，进液管11和出液管12均与内腔101相通，进液管11和出液管12的外端均螺纹连接有管盖，进液管11用于向内腔101内部加入导热液，出液管12用于导热液的排出，可采用易导热、粘度小、流动性较大的液体作为导热液(如：水)，在方便吸收传递热量的同时，不易阻碍内部物体的移动。
本发明利用外界风能带动垂直轴风车2和调磁板4转动，通过调磁板4的不断旋转，使调磁板4和生热环3之间的磁性作用力循环反复地发生变化，使靠近调磁板4的一对生热环3不断发生回来移动，同时，因相邻的生热环3之间也存在同等磁力，一个生热环3的移动打破了生热环3彼此间的磁力平衡，使其他生热环3在磁力变化下均发生移动，实现了以一带多的摩擦运动，通过第一摩擦环5和第二摩擦环6与生热环3之间的不断摩擦产生大量的热能，并且，生热环3在移动过程中自身内部也进行摩擦生热，通过两种形式的摩擦生热共同为导热液通过热量使其升温，实现了对石油管道持续自发性的保温防冻作用。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，包括固定连接于石油管道外表面的防冻管(1)，其特征在于：所述防冻管(1)的上侧设有垂直轴风车(2)，所述防冻管(1)的内部开设有内腔(101)，所述内腔(101)的内部填充有导热液，所述内腔(101)的内部设有调磁板(4)，所述调磁板(4)的上端固定连接有延伸杆(9)，所述延伸杆(9)贯穿防冻管(1)的上端并与防冻管(1)内部转动连接，所述垂直轴风车(2)包括立轴(21)，所述立轴(21)的下端套于延伸杆(9)的外侧，且立轴(21)和延伸杆(9)之间连接有螺栓组件(10)，所述内腔(101)的内部设有多个生热环(3)，多个所述生热环(3)均匀分布在调磁板(4)的左右两侧，所述内腔(101)远离石油管道的内壁固定连接有第一摩擦环(5)，所述内腔(101)靠近石油管道的内壁固定连接有第二摩擦环(6)，所述内腔(101)的一对侧壁均固定连接有侧磁片(7)。
2.根据权利要求1所述的一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，其特征在于：所述生热环(3)包括主导热环(31)和副导热环(32)，所述主导热环(31)位于副导热环(32)的外侧，所述主导热环(31)和副导热环(32)之间固定连接有一对固定网(37)，所述主导热环(31)靠近第一摩擦环(5)的外表面固定连接有第三摩擦环(33)，所述副导热环(32)靠近第二摩擦环(6)的内表面固定连接有第四摩擦环(34)。
3.根据权利要求2所述的一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，其特征在于：所述主导热环(31)和副导热环(32)靠近调磁板(4)的一端均固定连接有主磁片(35)，所述主导热环(31)和副导热环(32)远离调磁板(4)的一端均固定连接有副磁片(36)。
4.根据权利要求1所述的一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，其特征在于：所述调磁板(4)包括与延伸杆(9)固定连接的转板(41)，所述转板(41)的侧壁固定连接有多个主磁块(42)和多个副磁块(43)，所述主磁块(42)和副磁块(43)呈间隔均匀分布。
5.根据权利要求2所述的一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，其特征在于：所述主导热环(31)和副导热环(32)之间还固定连接有多对隔板(39)，所述隔板(39)固定连接于一对固定网(37)之间，一对所述隔板(39)之间放置有多个摩擦球(38)。
6.根据权利要求1所述的一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，其特征在于：所述调磁板(4)的上侧设有进液管(11)，所述进液管(11)的上端与内腔(101)的内壁固定连接，所述进液管(11)的下端与调磁板(4)的上端相接触。
7.根据权利要求1所述的一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，其特征在于：所述防冻管(1)的外端固定连接有防溢套(8)，所述防溢套(8)位于立轴(21)的外侧，所述防溢套(8)包括外筒(81)，所述外筒(81)的内表面固定连接有吸液棉(82)。
8.根据权利要求1所述的一种自摩擦生热式石油管道防冻装置，其特征在于：所述防冻管(1)的上下两端分别固定连接有进液管(11)和出液管(12)，所述进液管(11)和出液管(12)均与内腔(101)相通，所述进液管(11)和出液管(12)的外端均螺纹连接有管盖。
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