專利名稱：進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水錘防護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管線水錘防護(hù)裝置，具體涉及一種進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水錘防 護(hù)裝置，屬于長距離輸水管線防護(hù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在我國，由于水資源空間分布的不平衡以及區(qū)域用水量的差異，一些城市或者地 區(qū)不得不從外地調(diào)水，許多長距離輸水工程已經(jīng)投入應(yīng)用，并且更多的長距離輸水工程正 在或者即將建設(shè)，其中采用管線的輸水方式因其受地形限制小、水量損耗小、水質(zhì)不易受污 染等優(yōu)點(diǎn)越來越被廣泛采用，伴之而來的水錘也造成了管線損毀、泵站淹沒、人員傷亡等問 題，所以長距離管線輸水的水錘防護(hù)十分重要，一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的水錘防護(hù)裝置就顯得尤為 必要。常規(guī)使用的注水式水錘防護(hù)裝置有單向調(diào)壓塔、雙向調(diào)壓塔和抗水錘氣壓罐，他們存 在的問題單向調(diào)壓塔本身僅具有單向補(bǔ)水功能，多次補(bǔ)水所需容積大，并且由于注水管上 安裝止回閥，補(bǔ)水時(shí)水頭損失大，止回閥長期處于關(guān)閉狀態(tài)并受高壓擠壓，存在開啟不暢現(xiàn) 象；雙向調(diào)壓塔是極佳的雙向調(diào)壓式裝置，但是其安裝高度往往很大，同單向調(diào)壓塔一樣還 存在水質(zhì)污染問題；抗水錘氣壓罐也具備雙向調(diào)壓功能，但是其補(bǔ)水量較小，要實(shí)現(xiàn)較大的 補(bǔ)水量則其造價(jià)就會(huì)很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的雙向調(diào)壓塔存在的安裝高度大和水質(zhì)污染問題， 進(jìn)而提供一種進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水錘防護(hù)裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水錘防護(hù)裝置包括空氣閥、承壓水 箱、支撐體、檢修密閉蓋、消能板、檢修閥、注水管、放空管、放空閥、多個(gè)氣囊、多個(gè)彈性拉繩 和多個(gè)氣囊支撐板；所述承壓水箱的下端安裝有支撐體，承壓水箱的頂板上開有空氣閥口 和檢修口，空氣閥口處安裝有空氣閥，檢修口處安裝有檢修密閉蓋，所述承壓水箱的底板上 開有注水口和放空口，注水口處安裝有注水管，注水管上安裝有檢修閥，放空口處安裝有放 空管，放空管上安裝有放空閥，承壓水箱的任意一側(cè)內(nèi)壁上由上至下并列安裝有多個(gè)氣囊 支撐板，每個(gè)氣囊支撐板上均設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)氣囊，每個(gè)氣囊的一側(cè)通過一個(gè)彈性拉繩 與氣囊支撐板連接，該氣囊的另一側(cè)通過一個(gè)彈性拉繩與承壓水箱的內(nèi)壁連接，所述消能 板固定安裝在承壓水箱的內(nèi)壁上，且消能板位于注水口的正上方。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果本發(fā)明采用承壓水箱，通過空氣閥與氣囊 的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)向長距離輸水管補(bǔ)水、補(bǔ)氣，從長距離輸水管泄水、泄氣的雙向調(diào)壓，避免或降 低各種水錘對管線以及泵站的危害，并且本發(fā)明裝置造價(jià)低，而且安裝高度低，大大降低了 工程造價(jià)；水箱中的水體不易受外界污染；注水管上不安裝止回閥避免止回閥啟閉不準(zhǔn)確 及補(bǔ)水時(shí)水頭損失大的缺點(diǎn)；同時(shí)補(bǔ)水量可隨承壓水箱容積的改變而調(diào)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)高中低 壓全程大水量補(bǔ)水與低壓大量補(bǔ)氣的優(yōu)化結(jié)合。本發(fā)明用于長距離輸水管線、泵站出口處 管線壓力流及重力流系統(tǒng)，特別適用于地形起伏變化大的輸水管線，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視剖面圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓 式水錘防護(hù)裝置包括空氣閥1、承壓水箱2、支撐體3、檢修密閉蓋4、消能板8、檢修閥9、注 水管10、放空管11、放空閥12、多個(gè)氣囊5、多個(gè)彈性拉繩6和多個(gè)氣囊支撐板7 ；所述承壓 水箱2的下端安裝有支撐體3，承壓水箱2的頂板上開有空氣閥口 2-1和檢修口 2-2，空氣 閥口 2-1處安裝有空氣閥1，檢修口 2-2處安裝有檢修密閉蓋4，所述承壓水箱2的底板上 開有注水口 2-3和放空口 2-4，注水口 2-3處安裝有注水管10，注水管10上安裝有檢修閥 9，放空口 2-4處安裝有放空管11，放空管11上安裝有放空閥12，承壓水箱2的任意一側(cè)內(nèi) 壁上由上至下并列安裝有多個(gè)氣囊支撐板7，每個(gè)氣囊支撐板7上均設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)氣 囊5，每個(gè)氣囊5的一側(cè)通過一個(gè)彈性拉繩6與氣囊支撐板7連接，該氣囊5的另一側(cè)通過 一個(gè)彈性拉繩6與承壓水箱2的內(nèi)壁連接，所述消能板8固定安裝在承壓水箱2的內(nèi)壁上， 且消能板8位于注水口 2-3的正上方。本實(shí)施方式的空氣閥1采用大連愛特流體控制有限公司的D-060HF型或D-035NS
型空氣閥。本實(shí)施方式中的空氣閥1的口徑及安裝數(shù)目按照實(shí)際水錘防護(hù)需求確定。承壓水 箱2的承壓能力按照實(shí)際工程經(jīng)計(jì)算確定，承壓水箱2的橫斷面可以為任意形式，橫斷面也 可以隨承壓水箱2的高度變化而變化，承壓水箱2的容積及其安裝高度應(yīng)當(dāng)經(jīng)計(jì)算確定。 承壓水箱2由其下部的支撐體3支撐，支撐體3穩(wěn)定接于地面基礎(chǔ)上。檢修密閉蓋4在裝 置運(yùn)行時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。按照實(shí)際承壓水箱2的高度設(shè)置氣囊支撐板7，每道氣囊支撐板7 上面設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)氣囊5。氣囊5具有較好的彈性，氣囊5通過彈性拉繩6柔性固定在 承壓水箱2內(nèi)壁及氣囊支撐板7上，即使由于氣囊5內(nèi)部充氣，其體積達(dá)到最大時(shí)也能較好 地控制在氣囊支撐板7上方，防止氣囊5移動(dòng)堵塞空氣閥口 2-1、檢修口 2-2、注水口 2-3或 放空口 2-4。承壓水箱2的內(nèi)壁以及氣囊支撐板7的表面光滑處理，防止氣囊5被磨破或者 刺穿。承壓水箱2下部接注水管10，注水管10上安裝檢修閥9，進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水 錘防護(hù)裝置應(yīng)用時(shí)通過注水管10與輸水管13相接，實(shí)現(xiàn)承壓水箱2內(nèi)部水體與輸水管13 中水體的通道。在承壓水箱2內(nèi)壁上安裝消能板8，消減經(jīng)注水管10進(jìn)入承壓水箱2水流 的能量。在承壓水箱2的底部另接放空管11，放空管11上安裝放空閥12，當(dāng)放空閥12處 于開啟狀態(tài)時(shí)，承壓水箱2內(nèi)部的水通過放空管11流出。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的放空閥12為球閥。如 此設(shè)置，具備大量排水功能。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的檢修閥9為蝶閥。其它 組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的氣囊5上設(shè)置有進(jìn)氣釋 氣口 5-1，進(jìn)氣釋氣口 5-1位于氣囊5的上部。如此設(shè)置，便于充氣或釋氣操作。其它組成 和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。
本發(fā)明的工作原理(參見圖1)裝置正常運(yùn)行時(shí)，檢修密閉蓋4始終處于關(guān)閉狀態(tài)，檢修閥9始終處于開啟狀態(tài)， 放空閥12始終處于關(guān)閉狀態(tài)。輸水管13啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，如若水流由A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)流向C，在水流未流至B點(diǎn)時(shí)，輸水 管13中大量的空氣受水流推動(dòng)作用經(jīng)注水管10流進(jìn)承壓水箱2中，隨著空氣閥1的開啟 空氣被排出，有效保證通水過程順利；當(dāng)水流流至B點(diǎn)后直至輸水管13達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)， 輸水管13中的水會(huì)通過注水管10流進(jìn)承壓水箱2，承壓水箱2中的空氣逐漸經(jīng)空氣閥1排 完后空氣閥1自動(dòng)關(guān)閉，承壓水箱2被水體充滿，在此過程中，氣囊5受水體擠壓作用體積 變小，在輸水管13平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)氣囊5的體積減至最小并不在變化。所述B點(diǎn)為輸水管13的駝峰點(diǎn)，A點(diǎn)位于駝峰點(diǎn)的輸入端側(cè)，C點(diǎn)位于駝峰點(diǎn)的輸 出端側(cè)。在輸水管13平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，水流中摻雜的氣泡仍可經(jīng)注水管10流進(jìn)承壓水箱2并 被空氣閥1排出，有效保證輸水管13的通水面積。在某種水錘發(fā)生后，比如停泵水錘，造成輸水管13的B點(diǎn)測壓管水頭低于平穩(wěn)運(yùn) 行時(shí)該點(diǎn)的測壓管水頭，本發(fā)明裝置可以順序執(zhí)行以下一個(gè)或幾個(gè)階段實(shí)現(xiàn)輸水管13的 水錘防護(hù)功能。高壓補(bǔ)水階段當(dāng)B點(diǎn)測壓管水頭開始降低時(shí)，承壓水箱2中的氣囊5會(huì)膨 脹，水會(huì)經(jīng)注水管10流入輸水管13中，由于注水管10上不像單向調(diào)壓塔那樣安裝止回閥， 故而補(bǔ)水速度快，補(bǔ)水損失水頭小，也不會(huì)出現(xiàn)由于止回閥開啟不暢無法補(bǔ)水的現(xiàn)象，從而 實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明裝置的低位安裝，也實(shí)現(xiàn)了高壓補(bǔ)水功能。進(jìn)氣中低壓補(bǔ)水階段當(dāng)B點(diǎn)測壓 管水頭低于承壓水箱2內(nèi)水體的最高液面高程時(shí)，承壓水箱2內(nèi)的水體繼續(xù)經(jīng)注水管10進(jìn) 入輸水管13，空氣閥1自動(dòng)開啟，大量空氣進(jìn)入承壓水箱2內(nèi)，隨著承壓水箱2中水體液面 的下降，氣囊5繼續(xù)膨脹。進(jìn)氣補(bǔ)氣階段當(dāng)承壓水箱2中的水完全經(jīng)注水管10流完時(shí)，如 果輸水管13的B點(diǎn)測壓管水頭仍有進(jìn)一步降低的趨勢，則大量空氣仍會(huì)通過空氣閥1進(jìn)入 承壓水箱2中，并且空氣會(huì)經(jīng)注水管10進(jìn)入輸水管13中。通過本發(fā)明裝置向輸水管13的 補(bǔ)水、補(bǔ)氣，減緩了輸水管13的B點(diǎn)附近管線的水頭降低趨勢，可有效避免B點(diǎn)的水柱分離 或者負(fù)壓的產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)了輸水管13在B點(diǎn)附近管線的水錘防護(hù)功能。在本發(fā)明裝置實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水或者補(bǔ)水、補(bǔ)氣后，若輸水管13在B點(diǎn)有斷流彌合水錘發(fā) 生趨勢，即氣流、水流從A、C兩點(diǎn)向B點(diǎn)匯集時(shí)，本發(fā)明裝置可以順序執(zhí)行以下一個(gè)或幾個(gè) 階段實(shí)現(xiàn)輸水管13的水錘防護(hù)功能。泄氣排氣階段如果輸水管B點(diǎn)附近已形成斷流并 已補(bǔ)入大量空氣，在斷流彌合水錘發(fā)生時(shí)，輸水管13中的空氣往B點(diǎn)匯集并經(jīng)注水管10流 進(jìn)承壓水箱2中，并通過空氣閥1排出。泄水排氣階段當(dāng)輸水管13的B點(diǎn)附近已無空氣 時(shí)，水流在B點(diǎn)匯集并經(jīng)注水管10泄入承壓水箱2中，承壓水箱2內(nèi)的空氣經(jīng)空氣閥1排 出，氣囊5由于受進(jìn)入承壓水箱2的水體的輕微壓迫而體積變小，此過程中水流被消能板8 阻擋實(shí)現(xiàn)水流變向，避免水流沖擊到空氣閥1上或者氣囊5上，防止空氣閥1誤動(dòng)作與氣囊 5大幅度動(dòng)作而損壞，并且實(shí)現(xiàn)水流動(dòng)能的衰減。高壓泄水氣囊收縮階段當(dāng)承壓水箱內(nèi)的 空氣排完時(shí)，空氣閥關(guān)閉停止排氣，輸水管13中的水流經(jīng)注水管10泄入承壓水箱2中，氣 囊5受水壓擠壓較大幅度地收縮。通過本發(fā)明裝置輸水管13中的氣、水有效得到瀉放，避 免或降低該處產(chǎn)生的高壓，從而保護(hù)輸水管13不因承受過高壓力而損壞，實(shí)現(xiàn)了輸水管13 在B點(diǎn)附近管線的水錘防護(hù)功能。
本發(fā)明裝置通過上述的補(bǔ)水、補(bǔ)氣、泄氣、泄水的雙向調(diào)壓方式綜合實(shí)現(xiàn)輸水管13 在B點(diǎn)附近管線的水錘防護(hù)功能。在預(yù)防管線負(fù)壓產(chǎn)生的過程中，由于注水管上沒有止回 閥，所以沒有止回閥打不開或者開啟延緩的顧慮，首次補(bǔ)水幾乎不需要反應(yīng)時(shí)間，負(fù)壓防護(hù) 非常及時(shí)。在預(yù)防管線高壓產(chǎn)生的過程中，注水管10形成良好的泄水通道，并且氣囊5由 于受壓收縮蓄積能量，極大地降低了管線高壓值，避免了爆管。在水錘波來回傳播與衰減過 程中，本發(fā)明裝置反復(fù)補(bǔ)水與泄水，下一次的補(bǔ)水來源于上一次的泄水，從而減小了承壓水 箱2的容積。在輸水管13穩(wěn)定運(yùn)行或者停止運(yùn)行時(shí)對該裝置進(jìn)行檢修，應(yīng)首先關(guān)閉檢修閥9， 再緩慢打開放空閥12，讓承壓水箱2內(nèi)的水全部經(jīng)放空管11排完，再打開檢修密閉蓋4進(jìn) 入人員進(jìn)行檢修；檢修完畢后，關(guān)閉檢修密閉蓋4與放空閥12，再緩慢打開檢修閥9。
權(quán)利要求
1.一種進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水錘防護(hù)裝置，它包括空氣閥(1)、承壓水箱O)、支撐 體(3)、檢修密閉蓋(4)、消能板(8)、檢修閥(9)、注水管(10)、放空管(11)、放空閥(12)、多 個(gè)氣囊( 、多個(gè)彈性拉繩(6)和多個(gè)氣囊支撐板(7)；其特征在于所述承壓水箱( 的下 端安裝有支撐體(3)，承壓水箱O)的頂板上開有空氣閥口(2-1)和檢修口 0-2)，空氣閥 口(2-1)處安裝有空氣閥(1)，檢修口(2- 處安裝有檢修密閉蓋G)，所述承壓水箱(2) 的底板上開有注水口(2-3)和放空口 0-4)，注水口(2-3)處安裝有注水管(10)，注水管 (10)上安裝有檢修閥(9)，放空口(2-4)處安裝有放空管(11)，放空管(11)上安裝有放空 閥(12)，承壓水箱( 的任意一側(cè)內(nèi)壁上由上至下并列安裝有多個(gè)氣囊支撐板(7)，每個(gè)氣 囊支撐板(7)上均設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)氣囊(5)，每個(gè)氣囊( 的一側(cè)通過一個(gè)彈性拉繩(6) 與氣囊支撐板(7)連接，該氣囊( 的另一側(cè)通過一個(gè)彈性拉繩(6)與承壓水箱( 的內(nèi)壁 連接，所述消能板(8)固定安裝在承壓水箱O)的內(nèi)壁上，且消能板(8)位于注水口(2-3) 的正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水錘防護(hù)裝置，其特征在于放空閥 (12)為球閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水錘防護(hù)裝置，其特征在于檢 修閥(9)為蝶閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水錘防護(hù)裝置，其特征在于氣囊(5) 上設(shè)有進(jìn)氣釋氣口(5-1)，進(jìn)氣釋氣口(5-1)位于氣囊(5)的上部。
全文摘要
進(jìn)排氣承壓雙向調(diào)壓式水錘防護(hù)裝置，它涉及一種管線水錘防護(hù)裝置。本發(fā)明解決了雙向調(diào)壓塔存在的安裝高度大和水質(zhì)污染問題。本發(fā)明的承壓水箱的下端安裝有支撐體，承壓水箱的頂板上開有空氣閥口和檢修口，空氣閥口處安裝有空氣閥，檢修口處安裝有檢修密閉蓋，承壓水箱的底板上開有注水口和放空口，注水口處安裝有注水管，注水管上安裝有檢修閥，放空口處安裝有放空管，放空管上安裝有放空閥，承壓水箱的內(nèi)壁上安裝有氣囊支撐板，氣囊支撐板上設(shè)置有氣囊，氣囊的一側(cè)通過一個(gè)彈性拉繩與氣囊支撐板連接，該氣囊的另一側(cè)通過一個(gè)彈性拉繩與承壓水箱的內(nèi)壁連接，消能板固定安裝在承壓水箱的內(nèi)壁上。本發(fā)明特別適用于地形起伏變化大的輸水管線上。
文檔編號F16L55/02GK102080753SQ201010602009
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者何文杰, 王煥君, 鄭成志, 高金良 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)