專利名稱：一種孔板混合螺旋流管道消能裝置的制作方法
技術領域：
本發明一種孔板混合螺旋流管道消能裝置，屬于管道輸水技術領域，涉及管道輸水系統中的一種消能裝置，具體涉及一種篩網式孔板混合螺旋流管道消能裝置的技術方案。
背景技術：
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，將會增大管路系統的投資并給管路系統設 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注，引起了許多學者的大量研究，并在水利工程和工農業建筑工程方面如長距離輸水管道系統、電站和泵站的供排水管道系統、農業灌溉管道供水系統等得到了應用。管道消能具有成本較低、對水質無污染、占地少或不占地等優點，因此具有廣闊的應用前景。管道消能裝置是管道輸水系統中的關鍵部件，其工作狀態的好壞直接影響管道輸水系統的輸水效果、成本和使用壽命，因而，管道消能裝置的研究開發具有現實的使用價值和實用價值，受到了研究開發人員廣泛重視。現有技術通常采用側斜向進水螺旋流管道消能裝置來消能，其結構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，通過側斜向進水產生的螺旋流來消能，但該結構的消能裝置實際應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生振動；三是調節范圍小；四是成本高、操作不便。上述問題的存在，嚴重影響了管道消能的消能效果、管道輸水系統的輸水效果及管道的使用壽命并進而影響了管道消能裝置的推廣應用。
發明內容
本發明一種孔板混合螺旋流管道消能裝置，目的在于為克服現有管道消能裝置成本高、操作不便、影響輸水流量、調節范圍小以及消能過程中管道發生振動等缺點，從而提供一種篩網式孔板混合螺旋流消能裝置的技術方案。本發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式孔板混合螺旋流管道消能裝置，該裝置由外管I、內管2、法蘭3、孔板4、正孔5、斜孔6和旋轉軸7組成，內管2的直徑小于外管1，外管I和內管2通過法蘭3相連，外管I和內管2的中心軸線重合，在內管2的周圍像篩網一樣按照對稱均勻布置斜孔5，斜孔5為周向斜孔，斜孔5的軸線與內管2的軸線成10° 10°的傾斜交角，內管2上設斜孔5的總面積與外管I的斷面面積之比介于109^80%之間，同時在內管2垂直軸向水流的出口處均勻布設具有正孔6的多片孔板4，孔板4上具有的正孔6是沿外管I的軸向方向像篩網一樣布置，其正孔6的數量和形狀相同，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之間通過旋轉軸7相連，并繞旋轉軸7旋轉，其旋轉角度為O。 30°，內管2和第一片孔板4相連，旋轉軸7與外管I的中心軸線重合，水流在流經內管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
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。本發明一種孔板混合螺旋流管道消能裝置的優點在于該消能裝置采用了篩網式孔板結構，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節范圍，同時在內管的周向和孔板的軸向像篩網一樣均勻布設一定數量和大小的孔，使得該消能裝置在軸向和周向上受力達到平衡，徹底克服了消能過程中管道發生振動的缺陷，保證了輸水系統的安全穩定，延長了整個管路的使用壽命。具體總結為
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，通過消能設施的流量前后保持連續，不會因安裝消能裝置而降低系統的輸送能力； 2)調節范圍較大，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)安全穩定，消能過程中管道不會發生振動，保證了輸水系統的安全穩定，進而延長了整個管路的使用壽命；
4)便于制造和維護，適合現場安裝；
5)操作方便；
6)價格低廉,經久耐用；
7)對環境和水質無污染。
圖I為篩網式孔板混合螺旋流管道消能裝置主視圖。圖2為篩網式孔板混合螺旋流管道消能裝置后視圖。圖3為篩網式孔板混合螺旋流管道消能裝置的系統布置圖。圖中I.外管，2.內管，3.法蘭，4.孔板，5.斜孔，6.正孔，7.旋轉軸，8.輸水支管，
9.輸水干管，10.水源，11.消能器。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作詳細描述。實施方式I :如圖I所示，輸水管道中，外管I、內管2和輸水支管8通過法蘭3相連，并保持外管I、內管2和輸水支管8同心，外管I的直徑與輸水支管8相同，在內管2的周圍像篩網一樣按一定的傾斜角度對稱均勻布置斜圓孔5，斜圓孔5的軸線與內管2的軸線成80°的傾斜交角，內管2上設斜圓孔5的總面積與外管I的斷面面積之比為80%，各孔板4之間通過旋轉軸7相連，旋轉軸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繞旋轉軸7旋轉30°的角度，孔板4的數量為4。內管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。本發明的工作原理是，根據需要，用開孔器在內管周圍像篩網一樣按一定傾斜角度對稱均勻開設出水圓孔，同時在孔板上沿管軸方向也像篩網一樣開設出水圓孔，水流從外管進入內管后首先是過水斷面面積的突然收縮，可消除一部分能量，然后經過內管，由于內管上布有一定傾斜角度的圓孔，水流經過時會擴散并形成螺旋流而消能，再次水流流經孔板時，由于各片孔板間繞旋轉軸旋轉30°，從而使水流經過孔板時形成螺旋流而消能，最后水流經過孔板后，過水斷面面積又突然擴大，也可消除一部分能量。而水流經過內管和孔板時都會形成螺旋流，所以水流經過消能裝置時是兩種螺旋流的混合消能。圖3是本發明在管道輸水系統中的布置圖。在管道輸水系統中，水源10經管路將水輸入輸水干管9,在輸水干管9上分設許多輸水支管8,再在輸水支管8上根據需要在其上布設I個或多個消能器11。實施方式2 :如圖I所示，輸水管道中，外管I、內管2和輸水支管8通過法蘭3相連，并保持外管I、內管2和輸水支管8同心，外管I的直徑與輸水支管8相同，在內管2的周圍像篩網一樣按一定的傾斜角度對稱均勻布置斜方孔5，斜方孔5的軸線與內管2的軸線成45°的傾斜交角，內管2上設斜方孔5的總面積與外管I的斷面面積之比為45%，各孔板4之間通過旋轉軸7相連，旋轉軸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%。孔板4繞旋轉軸7旋轉15°的角度，孔板4的數量為3。內管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。本發明的工作原理是，根據需要，用開孔器在內管周圍像篩網一樣按一定傾斜角度對稱均勻開設出水方孔，同時在孔板上沿管軸方向也像篩網一樣開設出水方孔，水流從外管進入內管后首先是過水斷面面積的突然收縮，可消除一部分能量，然后經過內管，由于內管上布有一定傾斜角度的方孔，水流經過時會擴散并形成螺旋流而消能，再次水流流經孔板時，由于各片孔板間繞旋轉軸旋轉15°，從而使水流經過孔板時形成螺旋流而消能，最后水流經過孔板后，過水斷面面積又突然擴大，也可消除一部分能量。而水流經過內管和孔板時都會形成螺旋流，所以水流經過消能裝置時是兩種螺旋流的混合消能。圖3是本發明在管道輸水系統中的布置圖。在管道輸水系統中，水源10經管路將水輸入輸水干管9,在輸水干管9上分設許多輸水支管8,再在輸水支管8上根據需要在其上布設I個或多個消能器11。實施方式3 :如圖I所示，輸水管道中，外管I、內管2和輸水支管8通過法蘭3相連，并保持外管I、內管2和輸水支管8同心，外管I的直徑與輸水支管8相同，在內管2的周圍像篩網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的軸線與內管2的軸線成10°的傾斜交角，內管2上設斜螺旋孔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%。孔板4的數量為I。內管2、輸水支管8都和孔板4相連。本發明的工作原理是，根據需要，用開孔器在內管周圍像篩網一樣按一定傾斜角度對稱均勻開設出水螺旋孔，同時在孔板上沿管軸方向也像篩網一樣開設出水螺旋孔，水流從外管進入內管后首先是過水斷面面積的突然收縮，可消除一部分能量，然后經過內管，由于 內管上布有一定傾斜角度的螺旋孔，水流經過時會擴散并形成螺旋流而消能，再次水流流經孔板時，由于螺旋孔的作用，使得水流經過孔板時形成螺旋流而消能，最后水流經過孔板后，過水斷面面積又突然擴大，也可消除一部分能量。而水流經過內管和孔板時都會形成螺旋流，所以水流經過消能裝置時是兩種螺旋流的混合消能。圖3是本發明在管道輸水系統中的布置圖。在管道輸水系統中，水源10經管路將水輸入輸水干管9,在輸水干管9上分設許多輸水支管8,再在輸水支管8上根據需要在其 上布設I個或多個消能器11。
權利要求
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式孔板混合螺旋流管道消能裝置，該裝置由外管I、內管2、法蘭3、孔板4、正孔5、斜孔6和旋轉軸7組成，內管2的直徑小于外管I,外管I和內管2通過法蘭3相連，外管I和內管2的中心軸線重合，在內管2的周圍像篩網一樣按照對稱均勻布置斜孔5，斜孔5為周向斜孔，斜孔5的軸線與內管2的軸線成10° 10°的傾斜交角，內管2上設斜孔5的總面積與外管I的斷面面積之比介于109^80%之間，同時在內管2垂直軸向水流的出口處均勻布設具有正孔6的多片孔板·4，孔板4上具有的正孔6是沿外管I的軸向方向像篩網一樣布置，其正孔6的數量和形狀相同，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之間通過旋轉軸7相連，并繞旋轉軸7旋轉，其旋轉角度為0° 30°，內管2和第一片孔板4相連，旋轉軸7與外管I的中心軸線重合，水流在流經內管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 按照權利要求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，屬于管道輸水技術領域，其特征在于是一種篩網式孔板混合螺旋流管道消能裝置，由外管1、內管2、法蘭3、孔板4、斜孔5、正孔6和旋轉軸7組成，外管1和內管2通過法蘭3相連，并保持同心，在內管2的周圍按照傾斜角度對稱均勻布置斜孔5，內管2和第一片孔板4相連，各孔板4之間通過旋轉軸7相連，旋轉軸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節范圍，使得該消能裝置在軸向和周向上受力達到平衡，徹底克服了消能過程中管道發生振動的缺陷，保證了輸水系統的安全穩定，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 優先權日2012年5月31日
發明者孫西歡, 李永業, 李飛, 王銳, 童學衛, 馬娟娟 申請人:太原理工大學