落水管防冻裂装置.pdf

落水管防冻裂装置，用于解决现有建筑落水管在冬季容易冻裂的问题。在支架上部设有太阳能电池板，在太阳能电池板与支架之间设有角度调整总成；在支架上部设有太阳能热水器，太阳能热水器的储水箱通过给水管与壳体连接，在壳体的内腔中活动设置有活塞，活塞与支架之间设有气缸，在壳体的封堵端设有第一单向阀和第二单向阀，在第一单向阀上连接有第一水管；所述第二单向阀与给水管连接，第一水管的另一端与散热器连接，散热器置于落水管中并与落水管内壁接触配合，在散热器的另一接口上连接第二水管，所述第二水管的另一端与储水箱连接。本装置可实现对落水管内壁上结冻的融化，避免落水管被冻裂损坏。

权利要求书1.  落水管防冻裂装置，其特征是，包括支架、太阳能电池板、太阳能热水器、注水总成、散热器和角度调整总成，在所述支架的上部设有倾斜设置的太阳能电池板，在所述太阳能电池板与支架之间设有角度调整总成，所述太阳能电池板与位于支架上的蓄电池电连接；在所述支架的上部设有太阳能热水器，所述太阳能热水器的储水箱通过一根给水管与注水总成连接，并在所述给水管上设有电动阀门，所述注水总成包括壳体、活塞、气缸、第一单向阀和第二单向阀，所述壳体为一端敞口一端封堵的中空结构且所述壳体设置在支架上，在所述壳体的内腔中活动设置有活塞，所述活塞与壳体内腔接触配合且密封良好，在所述活塞与支架之间设有气缸，在所述壳体的封堵端设有第一单向阀和第二单向阀，在所述第一单向阀上连接有第一水管，壳体内腔中的热水可经第一单向阀流入第一水管中；所述第二单向阀与给水管连接，储水箱中的热水可经给水管和第二单向阀进入到壳体内腔中；所述第一水管的另一端与所述散热器的一个接口连接，所述散热器置于落水管中并与落水管内壁接触配合，在所述散热器的另一接口上连接有第二水管，所述第二水管的另一端与储水箱连接。2.  根据权利要求1所述的落水管防冻裂装置，其特征是，所述角度调整总成包括转动安装在支架上部的丝杠、与丝杠配合的丝杠螺母、设置在丝杠螺母上的固定块以及与固定块铰接连接的连接杆，所述连接杆的另一端与支撑太阳能电池板的支撑框的上部铰接连接，所述支撑框的下部与支架铰接连接，在所述支架上设有驱动丝杠转动的驱动机构。3.  根据权利要求2所述的落水管防冻裂装置，其特征是，所述驱动机构包括固定在丝杠的蜗轮、与蜗轮啮合配合的蜗杆、固定在蜗杆轴上的从动锥 齿轮以及与从动锥齿轮啮合配合的主动锥齿轮，所述主动锥齿轮固定在电机输出轴上，所述电机与蓄电池电连接，所述蜗杆与支架转动连接。4.  根据权利要求1所述的落水管防冻裂装置，其特征是，所述第一单向阀包括第一连接器和第一固定筒，所述第一连接器为圆形的中空结构并固定在壳体上，所述第一固定筒为圆形的中空结构并置于壳体内腔中，且所述第一固定筒与第一连接器的内壁螺纹连接；所述第一固定筒的内腔为台阶孔，在所述第一固定筒的小孔与大孔的交界处设有弧形面，在置于壳体内腔中的所述第一连接器上设有第一弹簧，所述第一弹簧的自由端向第一固定筒的内腔中延伸，在所述第一弹簧的自由端设有第一钢球，在第一弹簧的作用下所述第一钢球与弧形面接触配合。5.  根据权利要求1所述的落水管防冻裂装置，其特征是，所述第二单向阀包括第二连接器和第二固定筒，所述第二连接器为圆形的中空结构并固定在壳体上，所述第二固定筒为圆形的中空结构并置于壳体内腔中，且所述第二固定筒与第二连接器的内壁螺纹连接；所述第二固定筒的内腔为台阶孔，在所述第二固定筒的小孔与大孔的交界处设有弧形面，在置于壳体内腔中的所述第二连接器上设有第二弹簧，所述第二弹簧的自由端向第二固定筒的内腔中延伸，在所述第二弹簧的自由端设有第二钢球，在第二弹簧的作用下所述第二钢球与弧形面接触配合。6.  根据权利要求1所述的落水管防冻裂装置，其特征是，所述散热器包括支撑环、第一螺旋管、软管、第二螺旋管和弹簧，所述第一螺旋管的上部固定在支撑环上且第一螺旋管上部接口与第一水管连接，所述第一螺旋管下部接口与一软管连接，所述软管的另一端与第二螺旋管上部接口连接，所述第二螺旋管下部接口与第二水管连接，在所述第一螺旋管的下部与第二螺旋 管的上部之间设有第三弹簧。7.  根据权利要求6所述的落水管防冻裂装置，其特征是，所述第二水管置于第一螺旋管和第二螺旋管的内腔中。

说明书落水管防冻裂装置
技术领域
本发明涉及落水管技术领域，具体地说是一种落水管的防冻裂装置。
背景技术
落水管用于收集房顶上积存的雨水，并排出至地面上。现有建筑物上的落水管，在冬天天气寒冷时，很容易结冻，导致落水管冻裂。如图1所示，落水管安装在建筑物墙壁1上，落水管2顶部的雨水斗置于房顶部，用于收集雨水，落水管的上部成弯曲状，如A-A段所示，由于此部位的落水管成弯曲状，且紧挨雨水斗，因此A-A段的雨水流速小，雨水很容易冻结在A-A段。因此，急需一种落水管防冻裂装置，用于清除落水管管壁上冻结的雨水，防止落水管冻裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种落水管防冻裂装置，用于解决现有建筑落水管在冬季容易冻裂的问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：落水管防冻裂装置，其特征是，包括支架、太阳能电池板、太阳能热水器、注水总成、散热器和角度调整总成，在所述支架的上部设有倾斜设置的太阳能电池板，在所述太阳能电池板与支架之间设有角度调整总成，所述太阳能电池板与位于支架上的蓄电池电连接；在所述支架的上部设有太阳能热水器，所述太阳能热水器的储水箱通过一根给水管与注水总成连接，并在所述给水管上设有电动阀门，所述注水总成包括壳体、活塞、气缸、第一单向阀和第二单向阀，所述壳体为一端敞口一端封堵的中空结构且所述壳体设置在支架上，在所述壳体的内腔 中活动设置有活塞，所述活塞与壳体内腔接触配合且密封良好，在所述活塞与支架之间设有气缸，在所述壳体的封堵端设有第一单向阀和第二单向阀，在所述第一单向阀上连接有第一水管，壳体内腔中的热水可经第一单向阀流入第一水管中；所述第二单向阀与给水管连接，储水箱中的热水可经给水管和第二单向阀进入到壳体内腔中；
所述第一水管的另一端与所述散热器的一个接口连接，所述散热器置于落水管中并与落水管内壁接触配合，在所述散热器的另一接口上连接有第二水管，所述第二水管的另一端与储水箱连接。
进一步地，所述角度调整总成包括转动安装在支架上部的丝杠、与丝杠配合的丝杠螺母、设置在丝杠螺母上的固定块以及与固定块铰接连接的连接杆，所述连接杆的另一端与支撑太阳能电池板的支撑框的上部铰接连接，所述支撑框的下部与支架铰接连接，在所述支架上设有驱动丝杠转动的驱动机构。
进一步地，所述驱动机构包括固定在丝杠的蜗轮、与蜗轮啮合配合的蜗杆、固定在蜗杆轴上的从动锥齿轮以及与从动锥齿轮啮合配合的主动锥齿轮，所述主动锥齿轮固定在电机输出轴上，所述电机与蓄电池电连接，所述蜗杆与支架转动连接。
进一步地，所述第一单向阀包括第一连接器和第一固定筒，所述第一连接器为圆形的中空结构并固定在壳体上，所述第一固定筒为圆形的中空结构并置于壳体内腔中，且所述第一固定筒与第一连接器的内壁螺纹连接；所述第一固定筒的内腔为台阶孔，在所述第一固定筒的小孔与大孔的交界处设有弧形面，在置于壳体内腔中的所述第一连接器上设有第一弹簧，所述第一弹簧的自由端向第一固定筒的内腔中延伸，在所述第一弹簧的自由端设有第一钢球，在第一弹簧的作用下所述第一钢球与弧形面接触配合。
进一步地，所述第二单向阀包括第二连接器和第二固定筒，所述第二连 接器为圆形的中空结构并固定在壳体上，所述第二固定筒为圆形的中空结构并置于壳体内腔中，且所述第二固定筒与第二连接器的内壁螺纹连接；所述第二固定筒的内腔为台阶孔，在所述第二固定筒的小孔与大孔的交界处设有弧形面，在置于壳体内腔中的所述第二连接器上设有第二弹簧，所述第二弹簧的自由端向第二固定筒的内腔中延伸，在所述第二弹簧的自由端设有第二钢球，在第二弹簧的作用下所述第二钢球与弧形面接触配合。
进一步地，所述散热器包括支撑环、第一螺旋管、软管、第二螺旋管和弹簧，所述第一螺旋管的上部固定在支撑环上且第一螺旋管上部接口与第一水管连接，所述第一螺旋管下部接口与一软管连接，所述软管的另一端与第二螺旋管上部接口连接，所述第二螺旋管下部接口与第二水管连接，在所述第一螺旋管的下部与第二螺旋管的上部之间设有第三弹簧。
进一步地，所述第二水管置于第一螺旋管和第二螺旋管的内腔中。
本发明的有益效果是：本发明提供的落水管防冻裂装置，通过太阳能电池板吸收太阳能转化为电能，通过太阳能热水器对水进行加热，热水进入到注水总成中，在气缸和活塞的作用下，热水在散热器中流动，散热器置于落水管中，散热管将热量散发出去实现对落水管内壁上结冻雨雪的融化，且气缸不断的动作，热水在储水箱、壳体、第一水管、第二水管以及散热器之间循环流动。该装置，可有效缓解落水管内壁上的雨雪结冻问题，避免落水管因结冻而冻裂损坏。
附图说明
图1为现有建筑落水管的安装示意图；
图2为本发明的示意图；
图3为太阳能电池板与支架的配合示意图；
图4为驱动机构示意图；
图5为注水总成示意图；
图6为图5中的B处局部放大图；
图7为第一单向阀的工作示意图；
图8为注水总成的注水示意图；
图9为注水总成的吸水示意图；
图10为散热总成的示意图；
图11为太阳能电池板调节示意图；
图12为第一连接器的示意图；
图13为图5中的C处局部放大图；
图中：1建筑物墙壁，2落水管，21雨水斗，3支架，31凹槽，32轴承，33丝杠，34丝杠螺母，35固定块，36连接杆，37太阳能电池板，371第一支耳，372第二支耳，381蜗轮，382蜗杆，383从动锥齿轮，384主动锥齿轮，39电机，4太阳能热水器，41储水箱，42水箱支撑，43给水管，44电动阀门，5壳体，51壳体支撑，52活塞，53气缸，531气缸活塞杆，532法兰盘，54第一连接器，541水流通道，542外螺纹，543安装孔，544小孔，55第一固定筒，551第一钢球，552第一弹簧，56第二连接器，57第二固定筒，571第二钢球，572第二弹簧，61第一水管，62第二水管，7散热器，71支撑环，72第一螺旋管，73软管，74第二螺旋管，75第三弹簧，8热水。
具体实施方式
如图2至图13所示，本发明包括支架3、太阳能电池板37、角度调整总成、太阳能热水器4、注水总成和散热器7，下面结合附图对本发明进行描述。
如图2所示，支架3为本发明的支撑部件，可通过型材焊接而成。如图3所示，在支架的上部设有一凹槽31，在凹槽的左右侧壁之间通过轴承32转动安装有一水平放置的丝杠33，在丝杠上配合安装有丝杠螺母34，在丝杠螺母的上部固定安装有固定块35，在固定块上铰接安装有一连接杆36。太阳能电池板37安装在支撑框中，在支撑框的底部设有上下设置的两个支耳，分别为 上部的第一支耳371和下部的第二支耳372，第一支耳的长度大于第二支耳的长度。连接杆的另一端与第一支耳铰接连接，第二支耳与支架铰接连接，这样太阳能电池板通过第一、第二支耳与支架铰接连接。当丝杠转动时，可带动丝杠螺母水平移动，进而驱动支撑框绕第二支耳与支架的铰接点转动。
为驱动丝杠的转动，如图3、图4所示，在丝杠上固定安装有一蜗轮381，蜗轮与转动安装在支架上的竖向的蜗杆382啮合配合，在蜗杆轴上固定安装有一从动锥齿轮383，从动锥齿轮与主动锥齿轮384啮合配合，主动锥齿轮固定在电机39的输出轴上。蜗轮、蜗杆、主动锥齿轮和从动锥齿轮构成了驱动机构，驱动机构与丝杠、丝杠螺母和连接杆构成了角度调整总成。
如图2所示，在支架的上部设有太阳能热水器4，在支架的上部设置有水箱支撑42，在水箱支撑上放置有储水箱41。在储水箱与太阳能热水器的集热管之间设有管路及导热油，在储水箱的下部连接有一给水管43，给水管的另一端与注水总成连接。
如图5所示，注水总成包括壳体5、壳体支撑51、活塞52、气缸53、第一单向阀和第二单向阀，壳体5为一端敞口的圆形的中空结构，在壳体的底部设有壳体支撑51，壳体通过壳体支撑安装在支架上。在壳体的内腔中设有一活塞52，活塞与壳体内壁之间接触配合且密封良好。在壳体的封堵端设有第一单向阀，在壳体的侧面设有第二单向阀，如图6所示，第一单向阀包括第一连接器54和第一固定筒55，如图12所示，第一连接器54为整体成圆形的中空结构，第一连接器的内腔由自左向右依次设置的水流通道541、小孔544和安装孔543组成，安装孔为螺纹孔，安装孔的孔径大于水流通道的内径，水流通道的孔径大于小孔的孔径，小孔的设置是便于弹簧的安装。在安装孔中螺纹安装有第一固定筒55，第一固定筒为整体成圆形的中空金属件或塑料件，第一固定筒的内腔为台阶孔，第一固定筒上台阶孔大孔所在的一端与安装孔螺纹配合，在第一连接器的安装孔中设有一第一弹簧552，在第一弹簧的 自由端固定有一第一钢球551，第一钢球置于第一固定筒上台阶孔的小孔与大孔交界处，并在该交界处设有与第一钢球贴合的弧形面。自然状态下，在第一弹簧的作用下第一钢球与弧形面紧密接触配合。如图7所示，当液体自第一固定筒上台阶孔的小孔向大孔侧流动时，可克服第一弹簧的弹力作用，进而液体推动第一钢球向左移动，此时第一钢球与弧形面分离，液体便可将第一固定筒的内腔流入，经第一连接器的内腔流出。在置于壳体外部的第一连接器的一端设有外螺纹542，通过该外螺纹将连接器与其它部件进行管连接。安装时，使得第一固定筒置于壳体内腔中。如图8所示，当活塞向右侧移动时，便可推动壳体中的流体经第一单向阀流出。第二单向阀与第一单向阀的结构相同，如图13所示，第二单向阀包括第二连接器56和第二固定筒57，第二连接器与第一连接器的结构稍有不同，第二固定筒与第一固定筒的结构稍有不同。第二连接器的一端置于壳体内腔之外，并在该端设有外螺纹；第二连接器的另一端位于壳体内腔中，在置于壳体内腔中的第二连接器上螺纹安装第二固定筒57。第二固定筒为整体成圆形的中空金属件或塑料件，第二固定筒的内腔为台阶孔，在该台阶孔的小孔与大孔交界处设有弧形面，在台阶孔的大孔端设有第二弹簧572，在第二弹簧的自由端固定第二钢球571，第二钢球与弧形面接触配合。如图9所示，当活塞向右侧移动时，壳体左侧的腔体体积变大，压力变小，液体便推动第二单向阀中的第二钢球压缩第二弹簧，使得第二钢球与弧形面分离，液体便经壳体外部进入壳体内腔中，完成注水作业。为驱动活塞的移动，在支架的上部设有气缸53，气缸活塞杆531通过法兰532与活塞固定连接。
在第一单向阀置于壳体外部的一端连接有第一水管61，在第一水管的另一端连接有散热器7，如图10所示，散热器包括支撑环71、第一螺旋管72、软管73、第二螺旋管74和第三弹簧75，支撑环为圆环形的金属件，在支撑环上固定安装有第一螺旋管72，第一螺旋管为螺旋状的金属管，第一螺旋管 的上部固定在支撑环上且第一螺旋管的上部接口端与第一水管连接，在第一螺旋管的下部接口端连接一软管73，在软管的另一端连接有第二螺旋管74，第二螺旋管下部的接口与第二水管62连接，第二水管的另一端与储水箱连接。在第二螺旋管上部与第一螺旋管下部之间设有一第三弹簧75，如图2所示，安装时，将散热器伸入到落水管的A-A段中，在软管和第三弹簧的作用下，第一螺旋管与第二螺旋管成一夹角设置，第一螺旋管置于竖向落水管内，第二螺旋管置于斜向的落水管内，以适应落水管上部的弯曲段，且散热器与落水管内壁接触配合。
使用时，气缸活塞杆伸出时，壳体内腔中的热水8经第一单向阀、第一水管进入到第一螺旋管和第二螺旋管中，热水在流经散热器的过程中，将热量传递给散热器，然后传递给落水管内壁上结冻的雨水或雪，这样结冻的雨水受热融化，从而实现对落水管内壁的除冰作业。当气缸活塞杆缩回时，储水箱中的热水经给水管进入到壳体内腔中。气缸活塞杆不断的伸缩，热水不断的从储水箱中流入壳体内腔中，然后流入散热器中，最后流回储水箱中。为实现对给水管的通断控制，在给水管上设有电动阀门44，电动阀门由位于支架上的蓄电池供能，蓄电池与太阳能电池板电连接。
在下雪的天气中，为避免雨雪在太阳能电池板上堆积，影响太阳能电池板的正常工作，可驱动丝杠转动使得丝杠螺母向右侧移动，直至太阳能电池板处于竖直状态，如图11所示，或使得太阳能电池板接近竖直状态，此时雨雪不会在太阳能电池板上堆积。为便于第二水管的布置，第二水管置于第一螺旋管和第二螺旋管的内腔中。