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一種孔板混合螺旋流管道消能裝置的制作方法

文檔序號:5534805閱讀:224來源:國知局
專利名稱:一種孔板混合螺旋流管道消能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一種孔板混合螺旋流管道消能裝置,屬于管道輸水技術(shù)領(lǐng)域,涉及管道輸水系統(tǒng)中的一種消能裝置,具體涉及一種篩網(wǎng)式孔板混合螺旋流管道消能裝置的技術(shù)方案。
背景技術(shù)
管道輸水中,管道中的壓力是輸送流體的能量的必要條件,但在有些情況下,管道系統(tǒng)因地形地貌條件或因其他條件限制,一些管段或一定條件下,壓頭往往超過輸送流體所消耗的能量,這部分剩余能量如不加以消除,將會增大管路系統(tǒng)的投資并給管路系統(tǒng)設(shè) 施以及下游建筑物造成危害。管道消能作為保證管道自身和下游建筑物安全的重要措施,近年來受到人們的格外關(guān)注,引起了許多學(xué)者的大量研究,并在水利工程和工農(nóng)業(yè)建筑工程方面如長距離輸水管道系統(tǒng)、電站和泵站的供排水管道系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)灌溉管道供水系統(tǒng)等得到了應(yīng)用。管道消能具有成本較低、對水質(zhì)無污染、占地少或不占地等優(yōu)點(diǎn),因此具有廣闊的應(yīng)用前景。管道消能裝置是管道輸水系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件,其工作狀態(tài)的好壞直接影響管道輸水系統(tǒng)的輸水效果、成本和使用壽命,因而,管道消能裝置的研究開發(fā)具有現(xiàn)實(shí)的使用價(jià)值和實(shí)用價(jià)值,受到了研究開發(fā)人員廣泛重視?,F(xiàn)有技術(shù)通常采用側(cè)斜向進(jìn)水螺旋流管道消能裝置來消能,其結(jié)構(gòu)為在輸水管道上安裝傾斜短管,水流通過傾斜短管從主管道上引水,通過側(cè)斜向進(jìn)水產(chǎn)生的螺旋流來消能,但該結(jié)構(gòu)的消能裝置實(shí)際應(yīng)用中主要存在以下四方面問題一是影響輸水流量;二是消能過程中管道發(fā)生振動;三是調(diào)節(jié)范圍??;四是成本高、操作不便。上述問題的存在,嚴(yán)重影響了管道消能的消能效果、管道輸水系統(tǒng)的輸水效果及管道的使用壽命并進(jìn)而影響了管道消能裝置的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種孔板混合螺旋流管道消能裝置,目的在于為克服現(xiàn)有管道消能裝置成本高、操作不便、影響輸水流量、調(diào)節(jié)范圍小以及消能過程中管道發(fā)生振動等缺點(diǎn),從而提供一種篩網(wǎng)式孔板混合螺旋流消能裝置的技術(shù)方案。本發(fā)明一種孔板混合螺旋流管道消能裝置,其特征在于是一種篩網(wǎng)式孔板混合螺旋流管道消能裝置,該裝置由外管I、內(nèi)管2、法蘭3、孔板4、正孔5、斜孔6和旋轉(zhuǎn)軸7組成,內(nèi)管2的直徑小于外管1,外管I和內(nèi)管2通過法蘭3相連,外管I和內(nèi)管2的中心軸線重合,在內(nèi)管2的周圍像篩網(wǎng)一樣按照對稱均勻布置斜孔5,斜孔5為周向斜孔,斜孔5的軸線與內(nèi)管2的軸線成10° 10°的傾斜交角,內(nèi)管2上設(shè)斜孔5的總面積與外管I的斷面面積之比介于109^80%之間,同時(shí)在內(nèi)管2垂直軸向水流的出口處均勻布設(shè)具有正孔6的多片孔板4,孔板4上具有的正孔6是沿外管I的軸向方向像篩網(wǎng)一樣布置,其正孔6的數(shù)量和形狀相同,孔板4上正孔6的總面積與外管I的斷面面積之比介于109^80%之間,各孔板4之間通過旋轉(zhuǎn)軸7相連,并繞旋轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)角度為O。 30°,內(nèi)管2和第一片孔板4相連,旋轉(zhuǎn)軸7與外管I的中心軸線重合,水流在流經(jīng)內(nèi)管2和孔板4后都會形成螺旋流,因而該消能裝置是兩種混合螺旋流消能技術(shù)
上述一種孔板混合螺旋流管道消能裝置,其特征在于是所述的孔板4的數(shù)量介于(T4片之間;其所述的正孔6和斜孔5的形狀是圓形、多邊形或任意形狀。本發(fā)明一種孔板混合螺旋流管道消能裝置的優(yōu)點(diǎn)在于該消能裝置采用了篩網(wǎng)式孔板結(jié)構(gòu),在不影響輸水流量的情況下,很大程度上增加了管道消能的調(diào)節(jié)范圍,同時(shí)在內(nèi)管的周向和孔板的軸向像篩網(wǎng)一樣均勻布設(shè)一定數(shù)量和大小的孔,使得該消能裝置在軸向和周向上受力達(dá)到平衡,徹底克服了消能過程中管道發(fā)生振動的缺陷,保證了輸水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定,延長了整個(gè)管路的使用壽命。具體總結(jié)為
1)不影響輸水流量,即所采取的消能裝置不影響流體的正常輸送,通過消能設(shè)施的流量前后保持連續(xù),不會因安裝消能裝置而降低系統(tǒng)的輸送能力; 2)調(diào)節(jié)范圍較大,既能滿足消能要求,消除富余水頭,還能滿足消能裝置上下游管道對水頭的要求;
3)安全穩(wěn)定,消能過程中管道不會發(fā)生振動,保證了輸水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定,進(jìn)而延長了整個(gè)管路的使用壽命;
4)便于制造和維護(hù),適合現(xiàn)場安裝;
5)操作方便;
6)價(jià)格低廉,經(jīng)久耐用;
7)對環(huán)境和水質(zhì)無污染。


圖I為篩網(wǎng)式孔板混合螺旋流管道消能裝置主視圖。圖2為篩網(wǎng)式孔板混合螺旋流管道消能裝置后視圖。圖3為篩網(wǎng)式孔板混合螺旋流管道消能裝置的系統(tǒng)布置圖。圖中I.外管,2.內(nèi)管,3.法蘭,4.孔板,5.斜孔,6.正孔,7.旋轉(zhuǎn)軸,8.輸水支管,
9.輸水干管,10.水源,11.消能器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述。實(shí)施方式I :如圖I所示,輸水管道中,外管I、內(nèi)管2和輸水支管8通過法蘭3相連,并保持外管I、內(nèi)管2和輸水支管8同心,外管I的直徑與輸水支管8相同,在內(nèi)管2的周圍像篩網(wǎng)一樣按一定的傾斜角度對稱均勻布置斜圓孔5,斜圓孔5的軸線與內(nèi)管2的軸線成80°的傾斜交角,內(nèi)管2上設(shè)斜圓孔5的總面積與外管I的斷面面積之比為80%,各孔板4之間通過旋轉(zhuǎn)軸7相連,旋轉(zhuǎn)軸7與輸水支管8的中心軸線重合,各孔板4上沿輸水支管8的軸向方向像篩網(wǎng)一樣布置正圓孔6,孔板4上正圓孔6的總面積與外管I的斷面面積之比為80%。孔板4繞旋轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn)30°的角度,孔板4的數(shù)量為4。內(nèi)管2和第一片孔板4相連,輸水支管8和第四片片孔板4相連。本發(fā)明的工作原理是,根據(jù)需要,用開孔器在內(nèi)管周圍像篩網(wǎng)一樣按一定傾斜角度對稱均勻開設(shè)出水圓孔,同時(shí)在孔板上沿管軸方向也像篩網(wǎng)一樣開設(shè)出水圓孔,水流從外管進(jìn)入內(nèi)管后首先是過水?dāng)嗝婷娣e的突然收縮,可消除一部分能量,然后經(jīng)過內(nèi)管,由于內(nèi)管上布有一定傾斜角度的圓孔,水流經(jīng)過時(shí)會擴(kuò)散并形成螺旋流而消能,再次水流流經(jīng)孔板時(shí),由于各片孔板間繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)30°,從而使水流經(jīng)過孔板時(shí)形成螺旋流而消能,最后水流經(jīng)過孔板后,過水?dāng)嗝婷娣e又突然擴(kuò)大,也可消除一部分能量。而水流經(jīng)過內(nèi)管和孔板時(shí)都會形成螺旋流,所以水流經(jīng)過消能裝置時(shí)是兩種螺旋流的混合消能。圖3是本發(fā)明在管道輸水系統(tǒng)中的布置圖。在管道輸水系統(tǒng)中,水源10經(jīng)管路將水輸入輸水干管9,在輸水干管9上分設(shè)許多輸水支管8,再在輸水支管8上根據(jù)需要在其上布設(shè)I個(gè)或多個(gè)消能器11。實(shí)施方式2 :如圖I所示,輸水管道中,外管I、內(nèi)管2和輸水支管8通過法蘭3相連,并保持外管I、內(nèi)管2和輸水支管8同心,外管I的直徑與輸水支管8相同,在內(nèi)管2的周圍像篩網(wǎng)一樣按一定的傾斜角度對稱均勻布置斜方孔5,斜方孔5的軸線與內(nèi)管2的軸線成45°的傾斜交角,內(nèi)管2上設(shè)斜方孔5的總面積與外管I的斷面面積之比為45%,各孔板4之間通過旋轉(zhuǎn)軸7相連,旋轉(zhuǎn)軸7與輸水支管8的中心軸線重合,各孔板4上沿輸水支管8的軸向方向像篩網(wǎng)一樣布置正方孔6,孔板4上正方孔6的總面積與外管I的斷面面積之比為45%??装?繞旋轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn)15°的角度,孔板4的數(shù)量為3。內(nèi)管2和第一片孔板4相連,輸水支管8和第三片片孔板4相連。本發(fā)明的工作原理是,根據(jù)需要,用開孔器在內(nèi)管周圍像篩網(wǎng)一樣按一定傾斜角度對稱均勻開設(shè)出水方孔,同時(shí)在孔板上沿管軸方向也像篩網(wǎng)一樣開設(shè)出水方孔,水流從外管進(jìn)入內(nèi)管后首先是過水?dāng)嗝婷娣e的突然收縮,可消除一部分能量,然后經(jīng)過內(nèi)管,由于內(nèi)管上布有一定傾斜角度的方孔,水流經(jīng)過時(shí)會擴(kuò)散并形成螺旋流而消能,再次水流流經(jīng)孔板時(shí),由于各片孔板間繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)15°,從而使水流經(jīng)過孔板時(shí)形成螺旋流而消能,最后水流經(jīng)過孔板后,過水?dāng)嗝婷娣e又突然擴(kuò)大,也可消除一部分能量。而水流經(jīng)過內(nèi)管和孔板時(shí)都會形成螺旋流,所以水流經(jīng)過消能裝置時(shí)是兩種螺旋流的混合消能。圖3是本發(fā)明在管道輸水系統(tǒng)中的布置圖。在管道輸水系統(tǒng)中,水源10經(jīng)管路將水輸入輸水干管9,在輸水干管9上分設(shè)許多輸水支管8,再在輸水支管8上根據(jù)需要在其上布設(shè)I個(gè)或多個(gè)消能器11。實(shí)施方式3 :如圖I所示,輸水管道中,外管I、內(nèi)管2和輸水支管8通過法蘭3相連,并保持外管I、內(nèi)管2和輸水支管8同心,外管I的直徑與輸水支管8相同,在內(nèi)管2的周圍像篩網(wǎng)一樣按一定的傾斜角度對稱均勻布置斜螺旋孔5,斜螺旋孔5的軸線與內(nèi)管2的軸線成10°的傾斜交角,內(nèi)管2上設(shè)斜螺旋孔5的總面積與外管I的斷面面積之比為10%,孔板4上沿輸水支管8的軸向方向像篩網(wǎng)一樣布置正螺旋孔6,孔板4上正螺旋孔6的總面積與外管I的斷面面積之比為10%??装?的數(shù)量為I。內(nèi)管2、輸水支管8都和孔板4相連。本發(fā)明的工作原理是,根據(jù)需要,用開孔器在內(nèi)管周圍像篩網(wǎng)一樣按一定傾斜角度對稱均勻開設(shè)出水螺旋孔,同時(shí)在孔板上沿管軸方向也像篩網(wǎng)一樣開設(shè)出水螺旋孔,水流從外管進(jìn)入內(nèi)管后首先是過水?dāng)嗝婷娣e的突然收縮,可消除一部分能量,然后經(jīng)過內(nèi)管,由于 內(nèi)管上布有一定傾斜角度的螺旋孔,水流經(jīng)過時(shí)會擴(kuò)散并形成螺旋流而消能,再次水流流經(jīng)孔板時(shí),由于螺旋孔的作用,使得水流經(jīng)過孔板時(shí)形成螺旋流而消能,最后水流經(jīng)過孔板后,過水?dāng)嗝婷娣e又突然擴(kuò)大,也可消除一部分能量。而水流經(jīng)過內(nèi)管和孔板時(shí)都會形成螺旋流,所以水流經(jīng)過消能裝置時(shí)是兩種螺旋流的混合消能。圖3是本發(fā)明在管道輸水系統(tǒng)中的布置圖。在管道輸水系統(tǒng)中,水源10經(jīng)管路將水輸入輸水干管9,在輸水干管9上分設(shè)許多輸水支管8,再在輸水支管8上根據(jù)需要在其 上布設(shè)I個(gè)或多個(gè)消能器11。
權(quán)利要求
1.一種孔板混合螺旋流管道消能裝置,其特征在于是一種篩網(wǎng)式孔板混合螺旋流管道消能裝置,該裝置由外管I、內(nèi)管2、法蘭3、孔板4、正孔5、斜孔6和旋轉(zhuǎn)軸7組成,內(nèi)管2的直徑小于外管I,外管I和內(nèi)管2通過法蘭3相連,外管I和內(nèi)管2的中心軸線重合,在內(nèi)管2的周圍像篩網(wǎng)一樣按照對稱均勻布置斜孔5,斜孔5為周向斜孔,斜孔5的軸線與內(nèi)管2的軸線成10° 10°的傾斜交角,內(nèi)管2上設(shè)斜孔5的總面積與外管I的斷面面積之比介于109^80%之間,同時(shí)在內(nèi)管2垂直軸向水流的出口處均勻布設(shè)具有正孔6的多片孔板·4,孔板4上具有的正孔6是沿外管I的軸向方向像篩網(wǎng)一樣布置,其正孔6的數(shù)量和形狀相同,孔板4上正孔6的總面積與外管I的斷面面積之比介于109^80%之間,各孔板4之間通過旋轉(zhuǎn)軸7相連,并繞旋轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)角度為0° 30°,內(nèi)管2和第一片孔板4相連,旋轉(zhuǎn)軸7與外管I的中心軸線重合,水流在流經(jīng)內(nèi)管2和孔板4后都會形成螺旋流,因而該消能裝置是兩種混合螺旋流消能技術(shù) 按照權(quán)利要求I所述一種孔板混合螺旋流管道消能裝置,其特征在于是所述的孔板4的數(shù)量介于Ol片之間;其所述的正孔6和斜孔5的形狀是圓形、多邊形或任意形狀。
全文摘要
一種孔板混合螺旋流管道消能裝置,屬于管道輸水技術(shù)領(lǐng)域,其特征在于是一種篩網(wǎng)式孔板混合螺旋流管道消能裝置,由外管1、內(nèi)管2、法蘭3、孔板4、斜孔5、正孔6和旋轉(zhuǎn)軸7組成,外管1和內(nèi)管2通過法蘭3相連,并保持同心,在內(nèi)管2的周圍按照傾斜角度對稱均勻布置斜孔5,內(nèi)管2和第一片孔板4相連,各孔板4之間通過旋轉(zhuǎn)軸7相連,旋轉(zhuǎn)軸7與外管1的中心軸線重合,各孔板4上沿軸線方向也設(shè)有正孔6,該裝置在不影響輸水流量的情況下,很大程度上增加了管道消能的調(diào)節(jié)范圍,使得該消能裝置在軸向和周向上受力達(dá)到平衡,徹底克服了消能過程中管道發(fā)生振動的缺陷,保證了輸水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定,延長了使用壽命。
文檔編號F16L55/02GK102705626SQ201210175490
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者孫西歡, 李永業(yè), 李飛, 王銳, 童學(xué)衛(wèi), 馬娟娟 申請人:太原理工大學(xué)
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