专利名称：室外埋地大口径卵形排水管的制作方法
技术领域：
本发明涉及排水管，特别是涉及一种用于城镇雨水、污水的室外埋地大口径卵形排水管。
背景技术：
目前，用于城镇雨水、污水的排水管，其内截面形状为圆形。此种结构的排水管，在满流时的载荷是经济的，水力计算简单；但作为非满流埋地的重力流排水管而言，其圆形的优势不仅得不到充分发挥，而且易于沉淀杂质，造成排水管的堵塞。随着城市建设的不断发展，对排水管道的技术要求也越来越高，因此需要更为理想和专用的排水管道来适用于城镇雨水、污水的重力流输送。
眼下未见有用于室外大口径卵形排水管道产品问世，仅有日本采用了室内塑料卵形排水管。卵形管具有能缩小管槽的宽度，对承受垂直方向的土压有利；当流量小时充满度小于50％，水力条件优越等优点。既然卵形管具有这些优点，为何现实不重视呢？究其原因，可能有这么几点一是经济载荷能力；二是确定卵形的几何形状不易；三是限于当时制造水平。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种室外埋地大口径卵形排水管，以适用于城镇的含有杂质的雨水和污水等废水的重力流输送。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案本发明提供的室外埋地大口径卵形排水管，其管内壁横截面几何形状为卵形，并且该卵形的最大高度H与最大宽度B的比值为1∶1.003～2.6。
本发明提供的室外埋地大口径卵形排水管，其用于含有杂质的城镇雨水、污水的重力输送，埋放时应尖端垂直朝下。
本发明将室外埋地圆形排水管变为卵形排水管，因此具有以下主要的优点其一.卵形管水力条件优越在城市雨水、污水重力流输送中，管道设计的充满度为非满流状态，并且，有很多的时间管道中水所处的充满度在50％以下，而卵形管在充满度小于50％时具有的水力半径大于圆管的水力半径。因此，如果圆形管和卵形管都具有同样的坡度(在充满度小于50％时)和同样大小的过水断面，则卵形管中的流速大于圆形管，这样就意味着卵形管道比圆形管道更不易沉淀杂质物和附着纤维，即管道的清淤周期更长。同样的道理，如果圆形管和卵形管有同样大小的过水断面，要都有同样的流速，则卵形管所需管道坡度要比圆形管的小(平缓)。即按照卵形管最小计算充满下不淤流速控制的最小坡度更为平缓，即可用该坡度去设计铺设较圆形管更为平缓的埋地排水卵形水管。由此，卵形排水管终端的提升泵房的地下深度要小于圆形管终端的提升泵房的地下深度，这样既可节约排水管铺设的工程费用，又降低提升泵房的造价和日常运行费用。
其二.卵形管有较好受力形状卵形是爬行类、鸟类生命几千万年孕育后代过程中所选择的最具保护的形状，将卵形用于埋地它能较好的抗受土壤压力。如果将相同材质和壁厚、相同断面面积的圆形管和卵形管埋地，卵形管更能承受土壤的压力而产生较小的变形，该数值可根据不同材质实测而得。
其三.可降低材料成本在材质相同和承受压力一定时，卵形管的管壁厚度较圆形管道管壁要薄。因此，卵形管的构造用料较于圆形管要低，材料成本更为经济。
其四.市场前景看好卵形管的水力和抗受土壤压力条件优势是很明显的，从前由于材料、制造和计算等条件的瓶颈，未充分利用其特点开发出丰富的卵形管产品。在当今的材料科学和计算机技术突飞猛进的时代，以前的瓶颈根本就不存在了。可利用本发明的成果和计算机、数控机械加工设备和各种新型的材料，能容易地使卵形管产品批量化、市场化。从而提高城市排水技术，降低城市排水工程的造价和日常运行费用。
总之，本发明将卵形几何形状引入室外埋地大口径排水管中，是理想的几何形状与埋地重力流排水管技术的近乎完美的结合。室外埋地大口径卵形排水管在提高排水技术、节约材料和工程造价的优势是显而易见的，一旦室外埋地大口径卵形排水管产品问世，将会受到给排水工程师和城市建设工作者极大的重视，并会在市场中广泛被采用。
附图是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
一.室外埋地大口径卵形排水管1.排水管结构如图所示，其管内壁1横截面几何形状为卵形，并且该卵形的最大高度H与最大宽度B的比值为1∶1.003～2.6，其优化比值范围为1∶1.003～1.8，一般以1∶1.6为最好。
所述排水管，其口径至少为300mm。
2.卵形几何形状的确定(1)符合卵形曲线定义Cassinian(x2+y2)2-2a2(x2-y2)+a4-c4＝0Descartes(x+c)2+y2+2(x-c)2+y2=a]]>圆形排水管规格有D300、D400……等等，卵形管规格也与之相应有L300、L400……等，卵形管L300、L400……的面积与圆形管D300、D400……的面积相当。
(2)卵形的选取给出一个面积S就有一个直径的圆与之对应。给一个面积有无数个卵形与之对应。这些卵形都具有卵形的特点。对同样面积的卵形、圆形排水管而言，圆形排水管在充满度≥50％有较大的水力半径。而卵形管在充满度≤50％时才有较大的水力半径。什么样的卵形既能在充满度≥50％时的水力半径不比圆形差，又要在充满度≤50％时的水力半径比圆形要强。以什么样条件来确定卵形的几何形状使之更适合室外大口径埋地卵形排水管呢？确定卵形的几何形状需考虑的因素有经济载荷；能适宜于埋地承受各个方向的土壤压力；在不同的充满度都有尽量大的水力半径。
综合以上几个因素通过实际测试和数学理论计算、科学选取，针对不同的圆形管径拟定出对应卵形管截面的参数和形状(见图1)。图中卵形(系卵形管内壁横截面，尖端垂直朝下情形)的最大高度为H，最大宽度为B，高宽比的比值范围在1.003～2.6之间。
(3)卵形管的水力计算表对应不同的圆形管有各自系列的水力计算表，即含流量、流速、充满度、坡度的水力计算表，卵形管也与有对应的水力计算表，不同材质的卵形管产品也对应于不同的水力计算表(粗糙系数n不同)，在表中还附有在最小计算充满度下不淤流速控制的最小坡度，可方便给排水工程师在实际工程中最大限度设计出更为平缓埋地排水管的坡度。
3.制备利用现有技术和设备可制造出本发明提供的室外埋地大口径卵形排水管，例如混凝土卵形排水管，模压塑料卵形排水管，塑料缠绕卵形排水管，玻璃钢缠绕卵形排水管，塑料挤拉卵形排水管。
在我国，圆形排水管的生产工艺和制造设备已非常成熟和广泛应用。管材类型主要有浇涛成形的混凝土管；缠绕成形的塑料缠绕管和玻璃钢缠绕管；挤拉成形的挤拉塑料管和塑料波纹管；模压成形的塑料模压管等。
本发明卵形排水管的制造方式也与之类似。按不同的材质和不同的制造工艺和设备，根据卵形管的截面参数，即可制备先制造出卵形排水管的混凝土浇铸模子，再用传统浇铸工艺就可生产出混凝土卵形管；先制造出卵形排水管的钢模具，再用传统模压制造工艺即可生产出模压塑料卵形排水管；先制造出卵形的缠绕芯，再用传统的塑料管缠绕设备即可生产出卵形塑料缠绕管，同样的办法也可生产玻璃钢的卵形缠绕管；先制造出卵形挤拉头，再利用传统的塑料管挤拉设备，就可以生产出卵形的塑料挤拉管。特别在目前的电脑时代，实施以上的设备制造与改造是比较容易实现的。
二.室外埋地大口径卵形排水管的应用用于含有杂质的城镇雨水、污水的重力输送，埋放时应尖端垂直朝下。
权利要求
1.一种室外埋地大口径排水管，其特征在于所述的排水管，其管内壁横截面几何形状为卵形，并且该卵形的最大高度H与最大宽度B的比值为1∶1.003～2.6，由此构成室外埋地大口径卵形排水管。
2.根据权利要求1所述的室外埋地大口径排水管，其特征是室外埋地大口径卵形排水管，其卵形的最大高度H与最大宽度B的比值为1∶1.003～1.8。
3.根据权利要求2所述的室外埋地大口径排水管，其特征是室外埋地大口径卵形排水管，其卵形的最大高度H与最大宽度B的比值为1∶1.6。
4.根据权利要求1、2或3所述的室外埋地大口径排水管，其特征是室外埋地大口径卵形排水管为混凝土卵形排水管，或模压塑料卵形排水管，或塑料缠绕卵形排水管，或玻璃钢缠绕卵形排水管，或塑料挤拉卵形排水管。
5.根据权利要求4所述的室外埋地大口径排水管，其特征是室外埋地大口径卵形排水管，其口径至少为300mm。
6.室外埋地大口径卵形排水管用于含有杂质的城镇雨水、污水的重力输送，埋放时应尖端垂直朝下。
全文摘要
本发明涉及一种用于城镇雨水、污水的室外埋地大口径卵形排水管，其结构是所述的排水管，其管内壁横截面几何形状为卵形，并且该卵形的最大高度H与最大宽度B的比值为1∶1.003～2.6，由此构成室外埋地大口径卵形排水管。本发明将卵形几何形状引入室外埋地大口径排水管中，是理想的几何形状与埋地重力流排水管技术的近乎完美的结合；本发明提供的室外埋地大口径卵形排水管在提高排水技术、节约材料和工程造价的优势是显而易见的，一旦室外埋地大口径卵形排水管产品问世，将会受到给排水工程师和城市建设工作者极大的重视，并会在市场中广泛被采用。
文档编号E03F3/04GK1888338SQ200610019658
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月18日 优先权日2006年7月18日
发明者刘学根, 陈红健, 刘栎瑗 申请人:刘学根