专利名称：水力消能防蚀的阀门和孔口的制作方法
技术领域：
本发明是一种用高压水自身的能量进行消能防蚀的方法;并按这种方法结构成防蚀的新型阀门、孔口以及节水的放水咀等，用以代替易磨蚀的传统阀门、孔口及放水咀等。它特别实用于大型水利工程的排砂泄洪孔口;船闸的充排水阀门、管道中的减压阀和放水咀等。
本发明的具体消能方法是使水流在管道中同时形成正向和负向、交替的、多层次的高速旋转;使水流相互撞击、摩擦;先把压能转变为动能，最后转变为热能。这样就使得管道中的水流失去了破坏管道及其部件的能量，达到了防止磨蚀的目的。
本发明的另一种具体防蚀方法是使管道中的一小部分水流高速旋转，使其紧贴于管道壁面，形成一定厚度的护壁层。由于此护壁层是高速旋转的，因离心力的作用，与管壁接触的水也是高压的，就不会产生汽蚀。在此同时，令大部分高压水流转变成高速水流，从管道的中部通过，达到大量过流的目的。此高速水流即或产生汽蚀空泡，由于护壁层的隔绝，这些空泡也不能破坏管道壁部。
当然，由于护壁层高速旋转，必然对管壁产生摩擦，如果水中含有泥砂就会产生磨损。但是根据杜同学说(请参看《摩擦磨损学会第三届全国会议论文选集》)无汽蚀的单纯泥砂磨损，其磨损面是越磨越光滑的，而且不论泥砂多少其磨损深度变化是甚为缓慢的。按照杜同研究试验在我国黄河、长江中若无汽蚀，大型水力机械将有很长的寿命。故本发明是杜同学说具体应用的一个方面。
上述两种方法在具体应用中，可以组合在一起;也可以单独使用，就得到下列三类典型的水力机械。
第一类-“消能防蚀流量调节阀”如附
图1所示。此阀由外壳(1)、进水盖(2)、出水管(3)、活门(4)旋流发生器(5)、内盖(6)、空气管(7)。空气阀(8)、弹簧(9)组成。在旋流发生器(5)的四周有多排(图中只示出了4排)进水孔(5a)及(5b)，这些进水孔的断面可为矩形，园形或椭园形。它们形成的进水方向是切向的，使水流进入内腔(10)后形成强烈的旋转。但是(5a)及(5b)的旋转方向是相反的，使两排间的水流相互冲击、摩擦消失其动能，转变成无破坏性的低压水流。孔的排数及大小应根据过流量及水力条件来决定。流量调节依靠活门(4)的轴向移动来达到，是利用液压或机械操作的。
当活门(4)向上关闭到只剩下一排孔口时，则水流仅形成强烈旋转的护壁层。此时其内部空腔形成真空，空气将经由管(7)，克服弹簧(9)的拉力，把阀门(8)推开，填补入内腔(10)的中心部位。水流在旋转的同时，沿着管道向出水管(3)的方向流去。
旋流发生器(5)也可以做成如附图2的结构形式。图中产生旋流的通道(5a)及(5b)以类似现代水轮机导水叶片的环形翼栅组成。
第二类-“水力防蚀孔口”如附图3所示。它实质上是取消附图1“消能防蚀流量调节阀”的进水盖(2)、活门(4)、内盖(6)构成的。从图3中可以清楚地看到经由旋流发生器(5)产生的无破坏能力的护壁层将沿着管壁顺主流方向缓慢流动;自旋流发生器(5)的进水口流入的高压水流，迅速转变为高速水流，自旋流发生器(5)的内部空腔(10)的中心部分通过。这样旋流发生器(5)实际上就变成了具有水力防蚀能力的孔口。
第三类-“消能节水喷淋器”如附图4所示。它是由水管接头(11)、旋流发生器(5)及喷淋板(12)三部分组成。当高压水流通过多孔的喷淋板(5)后，能量大部消失，变成低压然后通过多孔的喷淋板(12)淋洒出去。它实际上也是一种水力消能防蚀阀门，只不过自身不能进行流量调节。其流量调节则依靠装在进水管上的常规阀门(13)来进行。
市面也有一种“节水喷淋器”，它是应用一个旋转锥形轮盘来消能，不但结构复杂而且故障较多。本发明的消能部件是固定不动的，所以是有本质的不同，而且结构简单，无故障。
总之应用本发明的原理-水力消能防蚀方法-还可以设计出其他多种消能、防蚀的管道元件。所以本发明的重点是水力消能、防蚀方法及其应用。
由于本发明属一般水力机械，实施它并无困难。
权利要求
1.一种造成多层水流相互反方向旋转、相互冲击摩擦，把压能变为动能、最后转变为热能的消能方法。
2.一种造成水流强烈旋转，使之紧贴管道壁面形成防止汽蚀的方法。
3.按权项1及权项2组合使用达到消能防蚀的方法。
4.按权项3结构成的“消能防蚀流量调阀”。其特征在于A有使多层水流正反向旋转的旋流发生器。B旋流发生器的导流孔为切向出水的矩形、园形或椭园形孔。C旋流发生器的另一形式类似现代水轮机导水叶片的环形翼栅。D有可调节流量的筒形活门。E活门利用液压或机械操作。F有可以补入空气的管路及阀门。
5.按权项1或权项2结构成的“水力防蚀孔口”。其特征在于G有旋流发生器、H高速水流从旋流发生器的中部空腔通过。I旋流发生器可做成说明书中图1或图2的形式。
6.按权项1或权项2结构的“消能节水喷淋器”。其特征在于。J有旋流发生器。K有多孔喷淋板。L有连结到自来水管的接头。
7.应用权项1、2、3、设计的一切管道消能防蚀元件。
全文摘要
现代管道中的阀门、孔口等元件，在高速水流作用下、特别当水中含有泥砂时，由于汽蚀和磨损的联合作用，容易磨蚀。本发明采用了把水流造成多层、方向相反的旋流，使它们相互冲击、摩擦，达到消能防蚀的目的。或者把一部分水流强烈旋转，使它紧贴在管道壁面、形成护壁层；令大部分水流高速地从中心空腔通过，以达到防蚀的目的。单独或组合使用这两种方法，就构成“消能防蚀流量调节阀”、“水力防蚀孔口”、“消能节水喷淋器”以及其他需要消能防蚀的管道元件。
文档编号F16K47/00GK1070722SQ91107300
公开日1993年4月7日 申请日期1991年9月19日 优先权日1991年9月19日
发明者杜同 申请人:成都杜同水轮机推广设计研究所