一种真空排水管道的气液两相提升段制造技术

本发明专利技术涉及一种真空排水管道的气液两相提升段，包括：具有入口端和出口端的变形段；具有入口端和出口端的上升段；具有入口端和出口端的恢复段；其中，变形段的出口端与上升段的入口端相连通，上升段的出口端与恢复段的入口相连通；所述上升段为倾斜向上设置，任一垂直于上升段中心线的上升段断面的形状完全相同，且从上升段通过的粒径不小于与所述变形段出口端相连接的真空排水管道的真空阀通过的粒径；上升段的周长的平方与面积之比大于4倍圆周率。本方案通过改变变形段与恢复段的结构，实现了200mm以上真空排水管道的高效排污。

【技术实现步骤摘要】
一种真空排水管道的气液两相提升段
本专利技术涉及真空排水领域，具体的说，是涉及一种真空排水管道的气液两相提升段。
技术介绍
真空排水系统是一种利用真空排水管道中的负压梯度进行污水收集和输送的排水系统。与重力排水或压力排水不同，真空排水管道对污水的输送需要依靠管道中的空气(气相)对污水(液相)的携带作用，单位体积的污水往往需要2?12倍体积的空气。真空排水系统的大部分能耗也用于将这些用来输送污水的空气排出系统。 “锯齿形”纵断面是真空排水管道常见的铺设方式。锯齿形的真空排水管道由若干个以一定坡度(例如0.2% )向下倾斜的“下降段”以及随后的向上倾斜的“提升段”组成。每个提升段由两个45°弯头和一根直短管组成。相比下降段，提升段污水的流动完全依靠快速流动的空气对污水的携带作用，是真空排水管道输送效率的重要影响因素。 提升段污水与气体流动存在多种流型，其中以弹状流(段塞流)对污水的输送效率最高。但由于液体(污水)的表面张力在不同管道管径下的表征程度不同。在小管径(如50_)下弹状流更容易形成(极端情况如毛细现象)，输送效率较高。随着管径增大，弹状流变得不容易形成，输送效率降低。当管径较大(如300_)时，气体倾向于穿过(而非携带)污水形成“周围为液体，中间为气体”的环状流。近年来关于气液两相流的研究已经表明:大通道内的气液两相流动不同于常规通道。当通道的水力直径超过一定值时，由于泰勒不稳定性，两相流动过程中弹状气泡无法稳定存在，流型中不会出现弹状流。同时，学者们还提出了区分大通道和常规通道的临界尺寸判别方法。其中，判断是否能够形成弹状流的临界尺寸与通道的水力直径存在关系。需要特别指出的是，在流动介质等其他条件不变的情况下，当通道的水力直径增大时，弹状流变得不易形成，反之更容易形成。 实际上，基于效率等因素考虑，常规真空排水管道的管径一般不大于300mm，否则输送效率会大大低于较小管径(小于200_)的情况。然而，出于压力损失考虑，一定直径真空排水管道所能输送污水的流量是有限的。例如，我国规范CECS 316-2012规定DN250管径的真空排水管道的服务人口最大为3000人。而实际应用中，为了输送更大流量的污水，既有方法是用多根真空排水管道，这需要更多管材、更宽的管沟，最终增加了建设投资和维护费用。 因此，如何设计一种全新的排水管道结构，来提高管径大于200mm的污水管道输送能力，是本领域技术人员函需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种真空排水管道的气液两相提升段。本专利技术所提供的两项提升段，通过改变变形段与恢复段的结构，实现了 200mm以上真空排水管道的高效排污。 为了达成上述目的，本专利技术采用如下技术方案: 一种真空排水管道的气液两相提升段，包括: 具有入口端和出口端的变形段； 具有入口端和出口端的上升段； 具有入口端和出口端的恢复段； 其中，变形段的出口端与上升段的入口端相连通，上升段的出口端与恢复段的入口相连通； 所述上升段为倾斜向上设置，任一垂直于上升段中心线的上升段断面的形状完全相同，且从上升段通过的粒径不小于与所述变形段出口端相连接的真空排水管道的真空阀通过的粒径；上升段周长值的平方与面积值之比大于4倍圆周率。 优选的，所述变形段从入口端到出口端的截面积相同。 优选的，所述恢复段从入口端到出口端的截面积相同。 优选的，所述变形段的入口端与恢复段的出口端的截面完全相同。 优选的，所述变形段的出口端与恢复段的入口端的截面完全相同。 优选的，所述恢复段出口端的底部低于恢复段的入口端的底部0.6料，(1为与恢复段连通的真空排水管道的直径。 本专利技术的有益效果是: 1、使污水和气体的两相弹状流更容易形成，可提高较大管径(如200皿?300皿)的真空排水管道的输送效率。 2、形成污水和气体的两相弹状流形成的水力条件，扩大了现有真空排水管道的管径使用范围，使更大管径(大于300皿)的真空排水管道的输送效率与较小管径相似。 3、本专利技术与现有真空排水管道完全兼容，可以方便地与现有管道连接。 【附图说明】 : 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1是本专利技术的结构示意图； 图2是本专利技术的应用状态图； 图3是本专利技术的一个实施例的结构示意图； 图4是本专利技术的一个实施例中过流断面八和的示意图； 图5是本专利技术的一个实施例中过流断面8和？的示意图； 图6是本专利技术的一个实施例中过流断面0、0和2的示意图。 图中，1.变形段，2.上升段，3.恢复段，4.真空排水管道。 【具体实施方式】 : 实施例1: 一种真空排水管道的气液两相提升段，包括: 具有入口端和出口端的变形段1 ； 具有入口端和出口端的上升段2 ； 具有入口端和出口端的恢复段3 ； 其中，变形段I的出口端与上升段2的入口端相连通，上升段2的出口端与恢复段3的入口相连通； 所述上升段2为倾斜向上设置，任一垂直于上升段2中心线的上升段断面的形状完全相同，且从上升段2通过的粒径不小于与所述变形段I出口端相连接的真空排水管道4的真空阀通过的粒径，以保证进入系统的污物不会堵塞；上升段2周长值的平方与面积值之比大于4倍圆周率(即上升段2湿周周长值的平方与湿横截面值之比大于4倍圆周率)。 所述变形段I从入口端到出口端的截面积相同。 所述恢复段3从入口端到出口端的截面积相同。 所述变形段I的入口端与恢复段的出口端的截面完全相同。 所述变形段I的出口端与恢复段的入口端的截面完全相同。 所述恢复段3出口端的底部低于恢复段3的入口端的底部0.6*d，d为与恢复段3连通的真空排水管道4的直径。 本方案中，所述变形段I的过流断面的截面积不减小，而形状逐渐改变，使得:过流断面的湿周逐渐增大、水力直径逐渐减小。在所述变形段I的出口处，过流断面的形状最终变化为与所述上升段2的入口相同的形状(该形状可以为椭圆形、卵形、长圆孔形或其他内部光滑的、通过粒径不小于所连接真空排水系统的真空阀通过粒径的、周长的平方与面积之比大于4倍圆周率的形状)。 所述恢复段3的入口为和所述上升段2的出口具有相同的形状。在污水流动方向上，所述恢复段3的过流断面的截面积不减小，而形状逐渐改变，使得:过流断面的湿周逐渐减小、水力直径逐渐增大。在所述恢复段3的出口处，过流断面的形状与下游真空排水管道相同大小的圆形。 本专利技术的工作原理是:在所述变形段1，通过流动方向上过流断面形状的改变，增大过流断面的湿周，减小过流断面的水力直径，形成利于污水和气体的两相弹状流形成的水力条件，达到提高气体在所述上升段2中对污水的提升效率的目的。 如图2所示:为采用本专利技术所述提升段的锯齿形真空排水管道示意图。本专利技术与现有真空排水管道完全兼容，可以方便地与现有管道连接。 如图3所示:为本专利技术的一个实施例的纵断面结构示意图，用于管道直径(记为d)为250mm的真空排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空排水管道的气液两相提升段，其特征在于，包括：具有入口端和出口端的变形段；具有入口端和出口端的上升段；具有入口端和出口端的恢复段；其中，变形段的出口端与上升段的入口端相连通，上升段的出口端与恢复段的入口相连通；所述上升段为倾斜向上设置，任一垂直于上升段中心线的上升段断面的形状完全相同，且从上升段通过的粒径不小于与所述变形段出口端相连接的真空排水管道的真空阀通过的粒径；上升段周长值的平方与面积值之比大于4倍圆周率。

【技术特征摘要】
1.一种真空排水管道的气液两相提升段，其特征在于，包括: 具有入口端和出口端的变形段； 具有入口端和出口端的上升段； 具有入口端和出口端的恢复段； 其中，变形段的出口端与上升段的入口端相连通，上升段的出口端与恢复段的入口相连通； 所述上升段为倾斜向上设置，任一垂直于上升段中心线的上升段断面的形状完全相同，且从上升段通过的粒径不小于与所述变形段出口端相连接的真空排水管道的真空阀通过的粒径；上升段周长值的平方与面积值之比大于4倍圆周率。2.根据权利要求1所述的真空排水管道的气液两相提升段，其特征在于，所述变形段从入口端...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋彬，李旻，刘厚文，王艳，任亮，徐江，严巾堪，沈伟，
申请(专利权)人：山东华腾环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37