管道流体多层梳理防掺气装备制造技术

一种在输水管道工程的进水口装配的、通过四层次、有序对流体梳理的管道流体多层梳理防掺气装备。流体由紊流掺气形态通过装备内腔相互平行的防污防涡过流板、防涡导流孔板、装配流体整流梳理元件的整流梳理元件装配板和装配水头限位导流元件的导流元件装配板的梳理整流，再配合始终保持永恒压力的大气压与露出水面一直处于真空状态的管道之间存在的压力差，并在下游净水头产生的势能拉动下，会以更高的流速输送流体。经过梳理整流后呈无色透明满管的层流与常规输水呈白色泡沫掺气紊流形成截然不同的流态，彻底消除气体在管内产生的阻力，大幅度降低管道的沿程水头损失，其输水流量将得到大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】
管道流体多层梳理防掺气装备
本专利技术涉及一种在输水管道工程局部露出水面的管道处在真空状态下、与本专利技术装备连接的其余比水面低的管道处在水下常规压力，利用大气压独有的10.336米的真空压水高度，针对其进水口的涡旋紊流掺气流体进行多层次有序梳理并迅速将水压送到处在真空状态下管道的流体梳理整流防掺气装备。尤其是能应用在具备净水头的引水、排水和配水管道工程。通过改变原有掺气的涡旋紊流流体流态为不掺气的层流流态，完全杜绝随涡旋进入管道的气体，使管道内的流水平顺无涡运行、水充满度提高，降低进入管内的空气在管道内产生的阻力，从而增大整个输水工程流速和流量。
技术介绍
在水工隧洞进口和抽水蓄能电站进水口、水电站引水管道等入流进口,时常出现吸气漏斗漩涡，漩涡的产生将源源不断吸入气体，气体进入管内形成气阻，会大幅度降低管道流速和过流量。若在旋涡流心通过的范围内设置适当间隙的格栅，流心被格栅所切断，旋涡便不能发展。这种利用涡流性质，在进水口上方设置几根栅梁以防止旋涡的方法，水深防涡梁的位置一般设置在最低水位附近或进口顶端。常规重力自流或动力加压输送流体，由于流体在进入管道（含隧洞或隧道）的同时，不管其进水口淹没深度多深，因地球自转的原因，必然形成涡流。这漩涡直径与管口相当，向着水面的方向逐渐变小，直通向水面即成为一点，四处漂移。这遁迹潜形、似尖锥形状的涡流即成为源源不断往管道掺气的通道，管道出流流体即呈白色泡沫状的掺气不满管紊流。掺气不满管紊流阻力大，既减小过流截面，又降低流速和流量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种管道流体多层梳理整流防掺气装备。能匹配任意大截面的管道或隧洞、任意长的输水管道、输送含酸碱或高温的任意流体。在具备水头的输水工程，当局部高于水面的连接出水口管道处于真空状态下，梳理整流防掺气装备吸水口淹没于水下，届时大气压均匀作用于水源液面，利用大气压天然具备的10.336米真空压水高度，流体被迅速压入装置并经由排列有序的四层梳理与整流元件，流体经过梳理，以无涡无掺气的层流流体形态迅速上升吸入管道的真空部位。在水头势能的拉动下，流体以接近层流的流态向下游满管快速运行，管道所出流流体则呈现无色透明的不掺气满管层流。本专利技术的目的是这样实现的：由防污防涡过流板、流体梳理防涡导流孔板、水头限位导流元件装配板、流体整流梳理元件装配板一共四层隔板水平、相隔一定距离焊接在流体梳理整流防掺气装备的壳体内腔，各隔板上匀布口径相同的孔洞，不同层次的孔洞中插入功能与结构不同的整流元件。当该装备上部的出水口和管道连接后，将装备沉入水源中，管道的局部必须露出水面至少一米的高度，然后再向比水面更低的输水目的地延伸。通过向包括露出水面至少一米的下游管道充满水、或在管道的最高处连接真空泵抽吸管内的气体，致使整条管道充满水后，开启管道下游的出口阀门，在下游水头势能的牵引下，同时水源水面在大气压强及局部管道真空的相互作用下，届时将水压入整流防掺气装备的最底部的防污防涡过流板，再先后上升通过流体梳理防涡导流孔板、流体整流梳理元件装配板、水头限位导流元件装配板这四层的整流梳理元件，以无掺气、无涡、接近层流流态的流束高速进入管道顶部真空区，并在下游水头势能的牵引下，经过沿程管道后从管道末端出流，周而复始完成流体的输送。由于采取上述方案，流体由紊流掺气形态通过多层元件的梳理整流，再配合始终保持永恒压力的大气压与露出水面一直处于真空状态的管道之间存在的压力差，并在下游净水头产生的势能拉动下，以更高的流速输送流体。经过梳理整流后呈无色透明满管的层流形成与常规输水截然不同的流态，彻底消除气体在管内产生的阻力，大幅度降低管道的沿程水头损失，其输水流量将得到大幅度提高。附图说明图1是管道流体多层梳理整流防掺气装备的正剖视图。图2是水头限位导流元件剖视图。图3是水头限位导流元件俯视图。图4是流体整流梳理元件剖视图。图5是流体梳理防涡导流孔板剖视图。图6是流体多层梳理整流防掺气装备连接管道放置于水源中的示意图。图中1.管道2.法兰3.螺栓4.装备壳体5.水头限位导流元件6.流体整流梳理元件7.流体梳理防涡导流孔8.防污防涡过流板9.支撑脚架10.导流元件装配板11.整流梳理元件装配板12.防涡导流孔板13.水头限位元件14.出流孔15.水头限位导流元件壳体16.球体17.进流口18.流体梳理导向杆19.定位环20.整流梳理元件壳体21.吊环22.流体进口23.导向杆上顶轴24.灌水阀门25.水源26.阀门具体实施方式在图1中，钢板卷成一个外形灯笼状的装备壳体4，装备壳体4由上下两半罐体组成。先将导流元件装配板10圆周焊接于上半罐体内腔。图2是水头限位导流元件5的剖面图，水头限位导流元件5插入匀布相同孔径的导流元件装配板10，并予以粘合固定。模具压铸成型的水头限位导流元件壳体15内腔放入球体16，球体16外圆和元件壳体进流口17内壁座面匀配合。当水流静止时，球体16落入进流口17漏斗型曲座面面端，完全堵住水往下流，起到止回阀的作用。水头限位元件13碗状外圆和水头限位导流元件壳体15内壁同轴线粘结。在图3中，水头限位元件13碗状外圆有四个出流孔14。本装备所有的出流孔14的过流截面总和大于管道1的过流截面积。当流体由下而上运行时，水即由进流口17进入水头限位导流元件5腔内，首先将球体16顶起，随着下游水头势能增大，水的高流速将把球顶到水头限位导流元件5凹顶上。四个出流孔14的过流截面积总和等于或大于进流口17的过流截面积。工程输水水头大小决定水头限位导流元件5的长短，也就是水头限位元件13与进流口17之间的垂直距离，输水工程水头若大即它们的距离就相应成比例增大，水头小则短。在图1中，将外圆和装置壳体4内壁必须粘合的防涡导流孔板12水平压进下半罐体内腔底部，圆周予以粘固。在图5中，防涡导流孔板12上匀布内径相同的流体梳理防涡导流孔7，孔的直径大小（截面积）根据匹配管道1的直径（截面积）与流量大小分别计算并确定孔的数量。防涡导流孔板12厚度根据匹配管道1的总长度计算确定，也就是说，流体梳理防涡导流孔7的深浅由工程的输水距离长短确定。在图4中，先将定位环19套上整流梳理元件壳体20外圆，予以粘固。再将整流梳理元件壳体20由下而上穿过梳理元件装配板11后，将上定位环19套上整流梳理元件壳体20外圆，予以粘固。梳理元件装配板11匀布相切的流体整流梳理元件6，然后把流体梳理导向杆18插入整流梳理元件壳体20内孔。在图1中，将防污防涡过流板8和装置壳体4的下半罐体圆周衔接焊接，防污防涡过流板8上匀布孔径相同的透孔，所有透孔的过流截面总和大于该梳理整流防掺气装备匹配的管道1的过流截面。防污防涡过流板8既防污物进入装置内腔，又是第一道对流体涡旋切割的防线。在防污防涡过流板8底部外圆每隔120角度焊接三支支撑脚架9.平稳支撑整个装置的重量。在图1中，将已经装配好水头限位导流元件5的上半罐体和下半罐体衔接之前，经过计算与设计的流体整流梳理元件6中的流体梳理导向杆18上的导向杆上顶轴23的轴心，正对上半罐体每三个相切的水头限位导流元件5中心点凹处。当水流从流体进口22进入并上升时，推动流体梳理导向杆18向上移动一定距离，导向杆上顶轴23顶点正对水头限位导流元件5中心点凹处，也就是图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道流体多层梳理防掺气装备，由外形灯笼状的装备壳体，壳体内腔自下而上分别焊接防污防涡过流板、防涡导流孔板、装配流体整流梳理元件的整流梳理元件装配板和装配水头限位导流元件的导流元件装配板共四块板水平放置、相互平行、板周边均与装备壳体4内腔无缝焊接，装备壳体顶部开口和下法兰焊接，上法兰与下法兰端面相贴后螺栓拧紧，装备匹配的管道竖立于上法兰过流孔并予以焊接，其特征是：梳理元件装配板匀布相切的流体整流梳理元件，然后把流体梳理导向杆插入整流梳理元件壳体内孔，水头限位导流元件插入匀布相同孔径的导流元件装配板。

【技术特征摘要】
1.一种管道流体多层梳理防掺气装备，由外形灯笼状的装备壳体，壳体内腔自下而上分别焊接防污防涡过流板、防涡导流孔板、装配流体整流梳理元件的整流梳理元件装配板和装配水头限位导流元件的导流元件装配板共四块板水平放置、相互平行、板周边均与装备壳体（4）内腔无缝焊接，装备壳体顶部开口和下法兰焊接，上法兰与下法兰端面相贴后螺栓拧紧，装备匹配的管道竖立于上法兰过流孔并予以焊接，其特征是：梳理元件装配板匀布相切的流体整流梳理元件，然后把流体梳理导向杆插入整流梳理元件壳体内孔，水头限位导流元件插入匀布相同孔径的导流元件装配板。2.根据权利要求1所述的管道流体多层梳理防掺气装备，其特征是：水头限位导流元件壳体内腔放入球体，球体外圆和元件壳体进流口内壁匀配合。3.根据权利要求2所述的管道流体多层梳理防掺气装备，其特征是：水头限位导流元件碗状外圆有四个出流孔，本装备所有的出流孔的过流截面总和大于匹配管道的过流截面积，四个出流孔的过流截面积总和等于或大于进流口的过流截面积，水头...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁怡萌，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：翁怡萌，
类型：发明
国别省市：河北;13