管道流體多層梳理防摻氣裝備制造技術(shù)

一種在輸水管道工程的進(jìn)水口裝配的、通過四層次、有序?qū)α黧w梳理的管道流體多層梳理防摻氣裝備。流體由紊流摻氣形態(tài)通過裝備內(nèi)腔相互平行的防污防渦過流板、防渦導(dǎo)流孔板、裝配流體整流梳理元件的整流梳理元件裝配板和裝配水頭限位導(dǎo)流元件的導(dǎo)流元件裝配板的梳理整流，再配合始終保持永恒壓力的大氣壓與露出水面一直處于真空狀態(tài)的管道之間存在的壓力差，并在下游凈水頭產(chǎn)生的勢(shì)能拉動(dòng)下，會(huì)以更高的流速輸送流體。經(jīng)過梳理整流后呈無色透明滿管的層流與常規(guī)輸水呈白色泡沫摻氣紊流形成截然不同的流態(tài)，徹底消除氣體在管內(nèi)產(chǎn)生的阻力，大幅度降低管道的沿程水頭損失，其輸水流量將得到大幅度提高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
管道流體多層梳理防摻氣裝備
本專利技術(shù)涉及一種在輸水管道工程局部露出水面的管道處在真空狀態(tài)下、與本專利技術(shù)裝備連接的其余比水面低的管道處在水下常規(guī)壓力，利用大氣壓獨(dú)有的10.336米的真空壓水高度，針對(duì)其進(jìn)水口的渦旋紊流摻氣流體進(jìn)行多層次有序梳理并迅速將水壓送到處在真空狀態(tài)下管道的流體梳理整流防摻氣裝備。尤其是能應(yīng)用在具備凈水頭的引水、排水和配水管道工程。通過改變?cè)袚綒獾臏u旋紊流流體流態(tài)為不摻氣的層流流態(tài)，完全杜絕隨渦旋進(jìn)入管道的氣體，使管道內(nèi)的流水平順無渦運(yùn)行、水充滿度提高，降低進(jìn)入管內(nèi)的空氣在管道內(nèi)產(chǎn)生的阻力，從而增大整個(gè)輸水工程流速和流量。
技術(shù)介紹
在水工隧洞進(jìn)口和抽水蓄能電站進(jìn)水口、水電站引水管道等入流進(jìn)口,時(shí)常出現(xiàn)吸氣漏斗漩渦，漩渦的產(chǎn)生將源源不斷吸入氣體，氣體進(jìn)入管內(nèi)形成氣阻，會(huì)大幅度降低管道流速和過流量。若在旋渦流心通過的范圍內(nèi)設(shè)置適當(dāng)間隙的格柵，流心被格柵所切斷，旋渦便不能發(fā)展。這種利用渦流性質(zhì)，在進(jìn)水口上方設(shè)置幾根柵梁以防止旋渦的方法，水深防渦梁的位置一般設(shè)置在最低水位附近或進(jìn)口頂端。常規(guī)重力自流或動(dòng)力加壓輸送流體，由于流體在進(jìn)入管道（含隧洞或隧道）的同時(shí)，不管其進(jìn)水口淹沒深度多深，因地球自轉(zhuǎn)的原因，必然形成渦流。這漩渦直徑與管口相當(dāng)，向著水面的方向逐漸變小，直通向水面即成為一點(diǎn)，四處漂移。這遁跡潛形、似尖錐形狀的渦流即成為源源不斷往管道摻氣的通道，管道出流流體即呈白色泡沫狀的摻氣不滿管紊流。摻氣不滿管紊流阻力大，既減小過流截面，又降低流速和流量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種管道流體多層梳理整流防摻氣裝備。能匹配任意大截面的管道或隧洞、任意長(zhǎng)的輸水管道、輸送含酸堿或高溫的任意流體。在具備水頭的輸水工程，當(dāng)局部高于水面的連接出水口管道處于真空狀態(tài)下，梳理整流防摻氣裝備吸水口淹沒于水下，屆時(shí)大氣壓均勻作用于水源液面，利用大氣壓天然具備的10.336米真空壓水高度，流體被迅速壓入裝置并經(jīng)由排列有序的四層梳理與整流元件，流體經(jīng)過梳理，以無渦無摻氣的層流流體形態(tài)迅速上升吸入管道的真空部位。在水頭勢(shì)能的拉動(dòng)下，流體以接近層流的流態(tài)向下游滿管快速運(yùn)行，管道所出流流體則呈現(xiàn)無色透明的不摻氣滿管層流。本專利技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：由防污防渦過流板、流體梳理防渦導(dǎo)流孔板、水頭限位導(dǎo)流元件裝配板、流體整流梳理元件裝配板一共四層隔板水平、相隔一定距離焊接在流體梳理整流防摻氣裝備的殼體內(nèi)腔，各隔板上勻布口徑相同的孔洞，不同層次的孔洞中插入功能與結(jié)構(gòu)不同的整流元件。當(dāng)該裝備上部的出水口和管道連接后，將裝備沉入水源中，管道的局部必須露出水面至少一米的高度，然后再向比水面更低的輸水目的地延伸。通過向包括露出水面至少一米的下游管道充滿水、或在管道的最高處連接真空泵抽吸管內(nèi)的氣體，致使整條管道充滿水后，開啟管道下游的出口閥門，在下游水頭勢(shì)能的牽引下，同時(shí)水源水面在大氣壓強(qiáng)及局部管道真空的相互作用下，屆時(shí)將水壓入整流防摻氣裝備的最底部的防污防渦過流板，再先后上升通過流體梳理防渦導(dǎo)流孔板、流體整流梳理元件裝配板、水頭限位導(dǎo)流元件裝配板這四層的整流梳理元件，以無摻氣、無渦、接近層流流態(tài)的流束高速進(jìn)入管道頂部真空區(qū)，并在下游水頭勢(shì)能的牽引下，經(jīng)過沿程管道后從管道末端出流，周而復(fù)始完成流體的輸送。由于采取上述方案，流體由紊流摻氣形態(tài)通過多層元件的梳理整流，再配合始終保持永恒壓力的大氣壓與露出水面一直處于真空狀態(tài)的管道之間存在的壓力差，并在下游凈水頭產(chǎn)生的勢(shì)能拉動(dòng)下，以更高的流速輸送流體。經(jīng)過梳理整流后呈無色透明滿管的層流形成與常規(guī)輸水截然不同的流態(tài)，徹底消除氣體在管內(nèi)產(chǎn)生的阻力，大幅度降低管道的沿程水頭損失，其輸水流量將得到大幅度提高。附圖說明圖1是管道流體多層梳理整流防摻氣裝備的正剖視圖。圖2是水頭限位導(dǎo)流元件剖視圖。圖3是水頭限位導(dǎo)流元件俯視圖。圖4是流體整流梳理元件剖視圖。圖5是流體梳理防渦導(dǎo)流孔板剖視圖。圖6是流體多層梳理整流防摻氣裝備連接管道放置于水源中的示意圖。圖中1.管道2.法蘭3.螺栓4.裝備殼體5.水頭限位導(dǎo)流元件6.流體整流梳理元件7.流體梳理防渦導(dǎo)流孔8.防污防渦過流板9.支撐腳架10.導(dǎo)流元件裝配板11.整流梳理元件裝配板12.防渦導(dǎo)流孔板13.水頭限位元件14.出流孔15.水頭限位導(dǎo)流元件殼體16.球體17.進(jìn)流口18.流體梳理導(dǎo)向桿19.定位環(huán)20.整流梳理元件殼體21.吊環(huán)22.流體進(jìn)口23.導(dǎo)向桿上頂軸24.灌水閥門25.水源26.閥門具體實(shí)施方式在圖1中，鋼板卷成一個(gè)外形燈籠狀的裝備殼體4，裝備殼體4由上下兩半罐體組成。先將導(dǎo)流元件裝配板10圓周焊接于上半罐體內(nèi)腔。圖2是水頭限位導(dǎo)流元件5的剖面圖，水頭限位導(dǎo)流元件5插入勻布相同孔徑的導(dǎo)流元件裝配板10，并予以粘合固定。模具壓鑄成型的水頭限位導(dǎo)流元件殼體15內(nèi)腔放入球體16，球體16外圓和元件殼體進(jìn)流口17內(nèi)壁座面勻配合。當(dāng)水流靜止時(shí)，球體16落入進(jìn)流口17漏斗型曲座面面端，完全堵住水往下流，起到止回閥的作用。水頭限位元件13碗狀外圓和水頭限位導(dǎo)流元件殼體15內(nèi)壁同軸線粘結(jié)。在圖3中，水頭限位元件13碗狀外圓有四個(gè)出流孔14。本裝備所有的出流孔14的過流截面總和大于管道1的過流截面積。當(dāng)流體由下而上運(yùn)行時(shí)，水即由進(jìn)流口17進(jìn)入水頭限位導(dǎo)流元件5腔內(nèi)，首先將球體16頂起，隨著下游水頭勢(shì)能增大，水的高流速將把球頂?shù)剿^限位導(dǎo)流元件5凹頂上。四個(gè)出流孔14的過流截面積總和等于或大于進(jìn)流口17的過流截面積。工程輸水水頭大小決定水頭限位導(dǎo)流元件5的長(zhǎng)短，也就是水頭限位元件13與進(jìn)流口17之間的垂直距離，輸水工程水頭若大即它們的距離就相應(yīng)成比例增大，水頭小則短。在圖1中，將外圓和裝置殼體4內(nèi)壁必須粘合的防渦導(dǎo)流孔板12水平壓進(jìn)下半罐體內(nèi)腔底部，圓周予以粘固。在圖5中，防渦導(dǎo)流孔板12上勻布內(nèi)徑相同的流體梳理防渦導(dǎo)流孔7，孔的直徑大?。ń孛娣e）根據(jù)匹配管道1的直徑（截面積）與流量大小分別計(jì)算并確定孔的數(shù)量。防渦導(dǎo)流孔板12厚度根據(jù)匹配管道1的總長(zhǎng)度計(jì)算確定，也就是說，流體梳理防渦導(dǎo)流孔7的深淺由工程的輸水距離長(zhǎng)短確定。在圖4中，先將定位環(huán)19套上整流梳理元件殼體20外圓，予以粘固。再將整流梳理元件殼體20由下而上穿過梳理元件裝配板11后，將上定位環(huán)19套上整流梳理元件殼體20外圓，予以粘固。梳理元件裝配板11勻布相切的流體整流梳理元件6，然后把流體梳理導(dǎo)向桿18插入整流梳理元件殼體20內(nèi)孔。在圖1中，將防污防渦過流板8和裝置殼體4的下半罐體圓周銜接焊接，防污防渦過流板8上勻布孔徑相同的透孔，所有透孔的過流截面總和大于該梳理整流防摻氣裝備匹配的管道1的過流截面。防污防渦過流板8既防污物進(jìn)入裝置內(nèi)腔，又是第一道對(duì)流體渦旋切割的防線。在防污防渦過流板8底部外圓每隔120角度焊接三支支撐腳架9.平穩(wěn)支撐整個(gè)裝置的重量。在圖1中，將已經(jīng)裝配好水頭限位導(dǎo)流元件5的上半罐體和下半罐體銜接之前，經(jīng)過計(jì)算與設(shè)計(jì)的流體整流梳理元件6中的流體梳理導(dǎo)向桿18上的導(dǎo)向桿上頂軸23的軸心，正對(duì)上半罐體每三個(gè)相切的水頭限位導(dǎo)流元件5中心點(diǎn)凹處。當(dāng)水流從流體進(jìn)口22進(jìn)入并上升時(shí)，推動(dòng)流體梳理導(dǎo)向桿18向上移動(dòng)一定距離，導(dǎo)向桿上頂軸23頂點(diǎn)正對(duì)水頭限位導(dǎo)流元件5中心點(diǎn)凹處，也就是圖本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種管道流體多層梳理防摻氣裝備，由外形燈籠狀的裝備殼體，殼體內(nèi)腔自下而上分別焊接防污防渦過流板、防渦導(dǎo)流孔板、裝配流體整流梳理元件的整流梳理元件裝配板和裝配水頭限位導(dǎo)流元件的導(dǎo)流元件裝配板共四塊板水平放置、相互平行、板周邊均與裝備殼體4內(nèi)腔無縫焊接，裝備殼體頂部開口和下法蘭焊接，上法蘭與下法蘭端面相貼后螺栓擰緊，裝備匹配的管道豎立于上法蘭過流孔并予以焊接，其特征是：梳理元件裝配板勻布相切的流體整流梳理元件，然后把流體梳理導(dǎo)向桿插入整流梳理元件殼體內(nèi)孔，水頭限位導(dǎo)流元件插入勻布相同孔徑的導(dǎo)流元件裝配板。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種管道流體多層梳理防摻氣裝備，由外形燈籠狀的裝備殼體，殼體內(nèi)腔自下而上分別焊接防污防渦過流板、防渦導(dǎo)流孔板、裝配流體整流梳理元件的整流梳理元件裝配板和裝配水頭限位導(dǎo)流元件的導(dǎo)流元件裝配板共四塊板水平放置、相互平行、板周邊均與裝備殼體（4）內(nèi)腔無縫焊接，裝備殼體頂部開口和下法蘭焊接，上法蘭與下法蘭端面相貼后螺栓擰緊，裝備匹配的管道豎立于上法蘭過流孔并予以焊接，其特征是：梳理元件裝配板勻布相切的流體整流梳理元件，然后把流體梳理導(dǎo)向桿插入整流梳理元件殼體內(nèi)孔，水頭限位導(dǎo)流元件插入勻布相同孔徑的導(dǎo)流元件裝配板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道流體多層梳理防摻氣裝備，其特征是：水頭限位導(dǎo)流元件殼體內(nèi)腔放入球體，球體外圓和元件殼體進(jìn)流口內(nèi)壁勻配合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道流體多層梳理防摻氣裝備，其特征是：水頭限位導(dǎo)流元件碗狀外圓有四個(gè)出流孔，本裝備所有的出流孔的過流截面總和大于匹配管道的過流截面積，四個(gè)出流孔的過流截面積總和等于或大于進(jìn)流口的過流截面積，水頭...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：翁怡萌，其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：翁怡萌，
類型：發(fā)明
國別省市：河北;13