一种减小空气罐容积的连接管结构的制作方法

1.本实用新型涉及水利水电工程技术领域，特别是涉及一种减小空气罐容积的连接管结构。


背景技术：

2.引调水工程是解决水资源时空分布不均问题最直接、最有效的方式，是世界各国向缺水城市和地区供水的主要方式。供水管道在水泵断电关闭过程中会使管道内的流速发生变化，从而使其压力发生变化，这种管道中压力随流速变化而变化的过渡，被称之为水力过渡过程。水锤是输水装置中常见的一种物理现象，对管网的安全平稳运行是十分有害的，由于水锤防护技术措施设置不当，爆管事故时有发生。
3.为保证长距离有压输水的引调水工程水泵及泵后出水管道或者隧洞结构运行安全，通常需要在输水管道上设置各种类型的水击防护设施。其中空气罐具有既可以避免最小水击压力下降过低，又可以避免最大水击压力升高过大且水锤防护可靠性较高的特点，再者空气罐可以在泵房内或者紧邻泵房处露天布置，对于采用内胆式的空气罐，实现了水汽分离，使得空气罐补气频率达到一年一次甚至更长，日常维护和检修非常方便，因此空气罐越来越多的在引调水工程中得到应用，尤其是对供水保证率要求较高的引调水工程通常会优选空气罐作为首选的水锤防护措施。
4.但是传统空气罐罐内初始气体体积较大，且直接用连接管直接相连造成空气罐的安装体积较大，工程造价较高，也不利于在泵房内布置。同时，供水管道中内水压力的变化随着供水管道的布置的不同呈现明显的差异性，传统空气罐不能很好的适应这一特点，进一步限制了空气罐的推广使用。若是在不降低其水锤防护效果的前提下，能够减小空气罐的容积，则会降低工程造价并且能够使空气罐在更多的供水工程中得到运用。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种减小空气罐容积的连接管结构，基于长距离引调水工程供水中负压波降幅和供水管道正压波增幅不同，采用具有进出空气罐水流阻抗差异性的布置结构，在不降低其水锤防护效果的前提下，减小空气罐的容积，降低工程造价并且能够使空气罐在更多的供水工程中得到运用。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种减小空气罐容积的连接管结构，包括供水管道和空气罐，供水管道在下，空气罐在上，供水管道侧壁与空气罐之间通过连接管连通，连接管设置用于空气罐检修时切断空气罐与供水管道水力联系的偏心半球阀，偏心半球阀与空气罐之间设有逆止阀，逆止阀动作方向为空气罐往供水管道补水时打开，逆止阀阀板设有若干个节流孔。
7.优选的，所述连接管断面积为供水管道断面积的25％～35％。
8.优选的，每个节流孔的孔径为5cm，节流孔的总面积为连接管断面积的15％。
9.优选的，偏心半球阀的过流直径不小于连接管的过流直径。
10.本实用新型的工作过程：系统正常工作时，检修用的偏心半球阀处于全开状态，水头损失几乎为0。当水泵事故断电时，逆止阀打开向供水管道内补水。在供水管道中水体回流期间，当供水管道内的压力稍大于空气罐水体压力时，逆止阀关闭，回流水体通过节流孔进入空气罐，由于节流孔断面积较小，使得进入空气罐中的水体较小，从而达到减小空气罐容积的目的。
11.本实用新型的有益效果：
12.1、当水泵事故断电时，逆止阀打开向供水管道内补水，在供水管道中水体回流期间，当供水管道内的压力稍大于空气罐水体压力时，逆止阀关闭，回流水体通过节流孔进入空气罐，由于节流孔断面积较小，使得进入空气罐中的水体较小，从而达到减小空气罐容积的目的。
13.2、本实用新型施工方便，尤其是对管道负压波的降幅和管道正压波的增幅差别明显的供水工程，布置灵活。
14.3、在减小空气罐容积，降低空气罐造价的同时，“削峰”效果显著，结构简单，工程效益显著。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.图2为图1中a的局部放大图。
17.图3为逆止阀阀板的结构示意图。
18.图中标识：1、供水管道；2、空气罐；3、连接管；4、检修偏心半球阀；5、逆止阀；6、逆止阀阀板；7、节流孔。
具体实施方式
19.下面对本实用新型涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。这些说明仅仅是采用举例的方式进行说明本实用新型的方式是如何实现的，并不能对本实用新型构成任何的限制。
20.以具有管道负压波降幅大于管道正压波增幅为水力特征的引调水工程设置的空气罐连接结构为例进行说明。
21.如图1-3所示，本实施例为一种减小空气罐容积的连接管结构，包括供水管道1和空气罐2，供水管道1在下，空气罐2在上，供水管道1侧壁与空气罐2之间通过连接管3连通，连接管3设置用于空气罐检修时切断空气罐与供水管道1水力联系的偏心半球阀4，偏心半球阀4与空气罐2之间设有逆止阀5，逆止阀5动作方向为空气罐2往供水管道1补水时打开，逆止阀阀板6设有若干个节流孔7。
22.本实施例的基本工作原理：系统正常工作时，检修用的偏心半球阀4处于全开状态，水头损失几乎为0。当水泵断电停机时，其供水管道1因流量急剧下降而产生负压波，当逆止阀5下侧压力低于上侧压力时，逆止阀5打开向供水管道1内“补水”，减缓流量下降的速率，减小负压波的降幅，从而提高了供水管道1内的最小负压。当正压波传递到逆止阀5处，其压力上升，当供水管道1内的压力大于罐内压力时，逆止阀5会因为水流进入空气罐2而关闭。这时，部分流量可通过逆止阀5上的节流孔7进入到空气罐2，在反射水锤波的同时，可起
到二次“削峰”的作用，不但可以降低正压波增幅，而且因水锤压力具有周期性，逆止阀5以及节流孔7的设置可加快水锤压力的衰减，减少空气罐2循环工作次数，延长其检修周期，同时，由于节流孔7断面积较小，使得进入空气罐2中的水体较小，从而达到减小空气罐2容积的目的。
23.所述连接管3一方面起到为供水管道1补排水的作用，另一方面可作为阻抗孔起到初步削减水锤压力的作用。
24.所述逆止阀5动作方向为空气罐2向供水管道1供水时打开，当供水管道1内的压力低于罐内压力时打开，当供水管道1内的压力高于罐内压力时关闭。
25.作为一个具体的实施例，每个节流孔7的孔径为5cm，节流孔7的总面积约为连接管3断面积的15％，可以实现在供水管道正压到达空气罐2部位时通过节流孔7进入空气罐2，从而达到降低供水管道1的最大水击压力的目的。另外节流孔7的设置可以保证在供水管道1正常运行时供水管道1通过节流孔7向空气罐2自动补水，空气罐2自动投入运行。
26.作为一个具体的实施例，关闭偏心半球阀4即可对空气罐2以及逆止阀5进行检修或者更换，偏心半球阀4的过流直径不小于连接管3的过流直径。
27.对于以具有管道负压波降幅小于管道正压波增幅为水力特征的引调水工程和以具有管道负压波降幅大于管道正压波增幅为水力特征的引调水工程相比，仅需将逆止阀5进行反向布置即可，也即是供水管道内水压力大于空气罐内压力时打开。其他布置完全相同，在此不再进行赘述。
28.以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。