專利名稱：有利于形成膜流態(tài)下流水的立管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬管路流體技術(shù)，主要涉及管路水流靜壓隔斷技術(shù)。
公知立管內(nèi)下流水靜壓力在水流中的傳遞可依膜流建立的理論與實(shí)踐設(shè)法盡力阻斷，工程實(shí)際也有多種方案在運(yùn)行之中，但是，由于對(duì)流態(tài)的影響因素較多、且現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，立管下流水膜流狀態(tài)常常難于非常穩(wěn)定的維持，使立管底部產(chǎn)生壓力波動(dòng)另一方面，較大壓差條件下的聯(lián)接方案往往會(huì)影響系統(tǒng)的整體布局、或涉及設(shè)備成本的投入，或可影響系統(tǒng)工作的可靠性與運(yùn)行工作量，使其往往成為事關(guān)確定系統(tǒng)全局方案的焦點(diǎn)之一。
本實(shí)用新型的目的是提出成本較低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的可形成膜流狀下流水的立管結(jié)構(gòu)方案。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，有利于形成膜流態(tài)下流水的立管包括立管，與立管入水段相聯(lián)的導(dǎo)流部件，上述部件的密封及聯(lián)接固定部件。其中，所述導(dǎo)流部件是與相鄰管壁可形成一段環(huán)柱空間的部件，環(huán)柱段的長(zhǎng)度以可將入管水流導(dǎo)引至準(zhǔn)膜流狀態(tài)的最小長(zhǎng)度為最小值。這樣，所述導(dǎo)流部件的環(huán)柱空間有利于立管內(nèi)水膜流態(tài)的形成、或者說可以減少影響膜流建立的不確定影響。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本增加很少，運(yùn)行也不易產(chǎn)生故障，實(shí)用新型的目的可以實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型所述導(dǎo)流部件是在所述環(huán)柱空間還設(shè)有與導(dǎo)流部件相聯(lián)的螺旋導(dǎo)流翼片，以進(jìn)一步強(qiáng)化導(dǎo)流作用。
本實(shí)用新型立管出口接有在其端段外套接帶環(huán)狀封閉盲端的集氣筒，環(huán)狀盲端設(shè)有釋放集氣的可控出口，以釋放由下流水帶入的少量空氣。
本實(shí)用新型所述集氣筒盲端集氣出口經(jīng)向上的管路與上方的氣水分離裝置相聯(lián)，分離裝置的氣路出口經(jīng)管穿過立管壁與沿軸線制成中空的所述導(dǎo)流部件上部的中心空間相聯(lián)，分離裝置的水路出口經(jīng)管與集氣裝置下部相聯(lián)。這樣，導(dǎo)流部件的中空可聯(lián)通立管膜流的氣芯，使下流水最后帶入出口端的少量空氣能經(jīng)分離裝置分離排氣所攜帶水后，復(fù)回立管之中，這是有利于避免氣體混入工作水流的結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)了立管內(nèi)所含氣體的動(dòng)態(tài)有條件封閉，也有利于防止空氣的其它有害影響。
本實(shí)用新型所述立管中導(dǎo)流部件之下還設(shè)有壓力限定部件，以確保安全運(yùn)行。
本實(shí)用新型經(jīng)對(duì)立管入水段導(dǎo)流部件的限定，及所設(shè)集氣、氣水分離結(jié)構(gòu)，使立管在形成膜流的同時(shí)，建立了立管內(nèi)氣芯動(dòng)態(tài)有條件封閉的條件。與大氣通過水封及管路進(jìn)出水流隔絕的封閉系統(tǒng)，為基本消除管內(nèi)水流所涉系統(tǒng)的氧腐蝕問題提供可能。本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耐用，無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，可與系統(tǒng)同壽命。
附圖給出了本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意。


圖1是用于供暖系統(tǒng)高低區(qū)間直聯(lián)立管的結(jié)構(gòu)示意；圖2是
圖1的俯視圖；圖3是
圖1的A-A剖面圖；圖4是
圖1的B-B剖視圖；圖5是立管上端氣循環(huán)管橫接導(dǎo)流管和集氣管直接伸入氣水分離筒的立管示意圖；圖6是立管上端氣循環(huán)倒U形聯(lián)接導(dǎo)流部件示圖；圖7是左螺旋導(dǎo)流板示意圖；圖8是
圖1所示立管在供暖系統(tǒng)中的安裝示意；圖9是圖6所示立管在供暖系統(tǒng)中的安裝示意；
圖10是圖5所示立管在供暖系統(tǒng)中的安裝示意。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖中部件編號(hào)說明1導(dǎo)流管2螺旋導(dǎo)流板3立管4U型水封管5插入端6集氣筒7低區(qū)回水管接頭8集氣管9氣水分離筒10氣循環(huán)管11變徑管12水循環(huán)管13通氣彎管14堵板15通氣彎管16高區(qū)系統(tǒng)回水總管17自動(dòng)排氣閥18供暖立管19高區(qū)系統(tǒng)泄水閥20閥門21高區(qū)加壓水泵22溫度計(jì)23壓力表24止回閥25聯(lián)接固定桿第一實(shí)施例為用于供暖高低區(qū)系統(tǒng)直接聯(lián)接的回水立管，.如
圖1-4、8。所配高區(qū)系統(tǒng)總流量20米3/時(shí)，系統(tǒng)最高點(diǎn)65米，以本例立管作為系統(tǒng)高區(qū)與低區(qū)回水直接聯(lián)接的回水立管，管道的滿水比摩阻約47Pa/M，滿水流速0.65米/秒。
本例立管3依供暖回水需要選用內(nèi)徑106毫米焊接鋼管，頂部有彎頭，并設(shè)穿過彎段管壁、與立管同軸DN25毫米的通氣彎管10，在彎管伸入300毫米處經(jīng)變徑管3與外徑57毫米、長(zhǎng)1500毫米的導(dǎo)流管1同軸相聯(lián)，導(dǎo)流管上端逆時(shí)針繞聯(lián)螺旋狀導(dǎo)流板2，導(dǎo)流板螺距300毫米，外徑102毫米，總高450毫米。在立管38米標(biāo)高處設(shè)有效水封長(zhǎng)度為1米的U型水封管4。在20米標(biāo)高處套接有集氣筒6，立管下端5伸入筒內(nèi)，筒底部與低區(qū)的供暖回水管道7經(jīng)底部或下側(cè)部出口相聯(lián)，集氣筒環(huán)狀頂蓋上有集氣管8與位于動(dòng)壓水頭線高度之上的氣水分離筒9上部相聯(lián)，分離筒底部經(jīng)水循環(huán)管12與集氣筒體6下部相聯(lián)。氣水分離筒9上端經(jīng)氣循環(huán)管10與導(dǎo)流管1相聯(lián)。
安裝時(shí)，回水立管上端彎頭與所配裝系統(tǒng)高區(qū)總回水橫管16密封相聯(lián)，下端經(jīng)集氣筒出口與低區(qū)回水管相聯(lián)，除需符合常規(guī)要求外，還應(yīng)保證系統(tǒng)低區(qū)水壓線在22-37米之間。
工作時(shí)，供暖系統(tǒng)高區(qū)回水在進(jìn)入立管后，就受到導(dǎo)流管1和左螺旋導(dǎo)流板2與立管內(nèi)壁間所形成通道的導(dǎo)流作用，在離心慣性力和重力的作用下，下流水在導(dǎo)流段末即可形成左旋水膜流態(tài)，沿下流過程旋轉(zhuǎn)逐漸減弱，直至水壓線處，變?yōu)闈M管流態(tài)。處于水膜流態(tài)的立管中便形成位于軸線的空氣芯。下流到集氣筒6內(nèi)的工作水流，由于筒內(nèi)斷面突然擴(kuò)大，流速驟減，使得攜帶于工作水流中的空氣隨即得以浮升到集氣筒6上部的環(huán)狀空間。在立管滿流段即筒內(nèi)水壓力作用下，該空間氣體由集氣管8穿過集氣管8中的水上升到氣水分離器9內(nèi)進(jìn)行分離，分離出的水沿水循環(huán)管12復(fù)回到集氣筒下部，形成了本例水的循環(huán)回路；在分離器中分離出來的氣體經(jīng)氣循環(huán)管10與導(dǎo)流管1與立管中心氣芯聯(lián)通，形成了本例水流中所含氣體的氣循環(huán)回路。這便是本例配入系統(tǒng)后的一般工作情況。
若系統(tǒng)內(nèi)偶然的壓力增加，超過U型水封管4的工作壓力，其出口可排水卸壓，否則水封管將保持封閉狀態(tài)。由于立管兩端均與系統(tǒng)相聯(lián)，使立管中的氣體在U型水封密閉時(shí)處于封閉狀態(tài)，其中僅有部分由水流帶入滿流中的氣體參與自集氣筒、氣水分離器，再復(fù)回立管的循環(huán)之中。在此循環(huán)中，原溶解攜帶于系統(tǒng)水中的氣體也會(huì)被收集封閉于立管氣芯之中，成為立管中氣芯的一個(gè)動(dòng)態(tài)組成部分。只要系統(tǒng)持續(xù)工作，這種立管內(nèi)氣芯的封閉狀態(tài)就會(huì)被維持。顯然，因系統(tǒng)工作水流攜帶氣體導(dǎo)致的氣塞現(xiàn)象困擾正常供暖工作的情況將會(huì)因此而消除。同時(shí)，由于氣體長(zhǎng)期被封閉，其氧氣必然會(huì)被耗盡，立管中氣柱便會(huì)呈現(xiàn)惰性組分狀態(tài)，這將為配裝本例立管的系統(tǒng)創(chuàng)造無氧蝕工作狀況提供條件。
第二、三實(shí)施例為氣循環(huán)管與導(dǎo)流短管間聯(lián)接、氣水分離器不同結(jié)構(gòu)的變型，其立管結(jié)構(gòu)皆與上例一致，只是氣循環(huán)管與導(dǎo)流短管的中部相聯(lián)，氣水分離器進(jìn)口由底部伸入至一定高度，如圖5、6；或是從立管側(cè)壁進(jìn)入，如圖9、10。其于結(jié)構(gòu)及工作情況皆與上例相同。
權(quán)利要求1.有利于形成膜流態(tài)下流水的立管包括立管，與立管入水段相聯(lián)的導(dǎo)流部件，上述部件的密封及聯(lián)接固定部件；其特征在于所述導(dǎo)流部件是與相鄰管壁可形成一段環(huán)柱空間的部件(1)，環(huán)柱段的長(zhǎng)度以可將入管水流導(dǎo)引至準(zhǔn)膜流狀態(tài)的最小長(zhǎng)度為最小值。
2.如權(quán)利要求1所述立管，其特征在于所述環(huán)柱空間還可設(shè)有與導(dǎo)流部件相聯(lián)的螺旋導(dǎo)流翼片(2)。
3.如權(quán)利要求1或2所述立管，其特征在于所述立管出口接有在其端段(5)外套接帶環(huán)狀封閉盲端的集氣筒(6)，環(huán)狀盲端設(shè)有釋放集氣的可控出口(8)。
4.如權(quán)利要求3所述立管，其特征在于所述集氣筒盲端集氣出口經(jīng)向上的管路(8)與上方的氣水分離裝置(9)相聯(lián)，分離裝置的氣路出口經(jīng)管(10)穿過立管壁、與沿軸線制成中空的導(dǎo)流部件上部的中心空間相聯(lián)，分離裝置的水路出口經(jīng)管(12)與集氣裝置下部相聯(lián)。
5.如權(quán)利要求1或2所述立管，其特征在于所述立管中導(dǎo)流部件之下還設(shè)有壓力限定部件(4)。
6.如權(quán)利要求3所述立管，其特征在于所述立管中導(dǎo)流部件之下還設(shè)有壓力限定部件(4)。
7.如權(quán)利要求4所述立管，其特征在于所述立管中導(dǎo)流部件之下還設(shè)有壓力限定部件(4)。
專利摘要有利于形成膜流態(tài)下流水的立管屬管路流體技術(shù),采用限定立管內(nèi)入水段導(dǎo)流部件(1)、增設(shè)螺旋導(dǎo)流翼片(2)、集氣、氣水分離結(jié)構(gòu)(6、9)和壓力限定部件(4),強(qiáng)化了立管形成膜流條件,使立管內(nèi)氣芯動(dòng)態(tài)有條件封閉,避免氣體混入以后工作水流,也有利于防止空氣的其它有害影響,為基本消除管內(nèi)水流所涉系統(tǒng)的氧腐蝕問題和循環(huán)水流的氣塞提供可能,并確保安全運(yùn)行。本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耐用,無運(yùn)轉(zhuǎn)部件,可與系統(tǒng)同壽命。
文檔編號(hào)F15D1/00GK2467836SQ0120502
公開日2001年12月26日 申請(qǐng)日期2001年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月20日
發(fā)明者曹天宏 申請(qǐng)人:曹天宏