有利于形成膜流态下流水的立管制造技术

有利于形成膜流态下流水的立管属管路流体技术，采用限定立管内入水段导流部件（１）、增设螺旋导流翼片（２）、集气、气水分离结构（６、９）和压力限定部件（４），强化了立管形成膜流条件，使立管内气芯动态有条件封闭，避免气体混入立管出口以后的工作水流，也有利于防止空气的其它有害影响，为基本消除管内水流所涉系统的氧腐蚀问题和循环水流的气塞提供可能，并确保安全运行。本结构简单耐用，无运转部件，可与系统同寿命。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属管路流体技术，主要涉及管路水流静压隔断技术。公知立管内下流水静压力在水流中的传递可依膜流建立的理论与实践设法尽力阻断，工程实际也有多种方案在运行之中，但是，由于对流态的影响因素较多、且现场情况复杂，立管下流水膜流状态常常难于非常稳定的维持，使立管底部产生压力波动；另一方面，较大压差条件下的联接方案往往会影响系统的整体布局、或涉及设备成本的投入，或可影响系统工作的可靠性与运行工作量，使其往往成为事关确定系统全局方案的焦点之一。本专利技术的目的是提出成本较低、结构简单、运行可靠的可形成膜流状下流水的立管结构方案。本专利技术的目的是这样实现的，有利于形成膜流态下流水的立管包括立管，与立管入水段相联的导流部件，上述部件的密封及联接固定部件。其中，所述导流部件是与相邻管壁可形成一段环柱空间的部件，环柱段的长度以可将入管水流导引至准膜流状态的最小长度为最小值。这样，所述导流部件的环柱空间有利于立管内水膜流态的形成、或者说可以减少影响膜流建立的不确定影响。其结构简单，成本增加很少，运行也不易产生故障，专利技术的目的可以实现。本专利技术所述导流部件是在所述环柱空间还设有与导流部件相联的螺旋导流翼片，以进一步强化导流作用。本专利技术立管出口接有在其端段外套接顶部为封闭盲端、有相对立管流通断面积显著加大的水平流通断面积的集气筒，封闭盲端设有释放集气的可控出口，以释放由下流水带入的少量空气。本专利技术所述集气筒盲端集气出口经向上的管路与上方的气水分离装置相联，分离装置的气路出口经管穿过立管壁与沿轴线制成中空的所述导流部件上部的中心空间相联，分离装置的水路出口经管与集气装置下部相联。这样，导流部件的中空可联通立管膜流的气芯，使下流水最后带入出口端的少量空气能经分离装置分离排气所携带水后，复回立管之中，这是有利于避免气体混入工作水流的结构，最终实现了立管内所含气体的动态有条件封闭，也有利于防止空气的其它有害影响。本专利技术所述立管中导流部件之下还设有压力限定部件，以确保安全运行。本专利技术经对立管入水段导流部件的限定，及所设集气、气水分离结构，使立管在形成膜流的同时，建立了立管内气芯动态有条件封闭的条件。与大气通过水封及管路进出水流隔绝的封闭系统，为基本消除管内水流所涉系统的氧腐蚀问题提供可能。本结构简单耐用，无运转部件，可与系统同寿命。附图给出了本专利技术实施例结构示意。附图说明图1是用于供暖系统高低区间直联立管的结构示意；图2是图1的俯视图；图3是图1的A-A剖面图；图4是图1的B-B剖视图；图5是气循环管横接导流管和集气管直接伸入气水分离筒的立管示意；图6是立管上端气循环倒U形联接导流部件示图；图7是左螺旋导流板示意图；图8是卧式集气筒结构简图；图9是图1所示立管在供暖系统中的安装示意；图10是图6所示立管和图8所示卧式集气筒在供暖系统中的安装示意；图11是图5所示立管在供暖系统中的安装示意。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图中部件编号说明1导流管2螺旋导流板3立管即总回水立管4U型水封管5立管插入端6集气筒7低区回水管接头8集气管9气水分离筒10气循环管11变径管12水循环管13通气弯管14堵板15通气弯管16高区系统回水总管17自动排气阀18供暖立管19高区系统泄水阀20阀门21高区加压水泵22温度计23压力表24止回阀25联接固定杆第一实施例为用于供暖高低区系统直接联接的回水立管，如图1-4、7、9。所配高区系统总流量20米3/时，系统最高点65米，以本例立管作为系统高区与低区回水直接联接的回水立管，管道的满水比摩阻约47Pa/M，满水流速0.65米/秒。本例立管3依供暖回水需要选用内径106毫米焊接钢管，顶部有弯头，并设穿过弯段管壁、与立管同轴DN25毫米的通气弯管10，在弯管伸入300毫米处经变径管3与外径57毫米、长1500毫米的导流管1同轴相联，导流管上端逆时针绕联螺旋状导流板2，导流板螺距300毫米，外径102毫米，总高450毫米。在立管38米标高处设有效水封长度为1米的U型水封管4。在20米标高处套接有集气筒6，立管下端5伸入筒内，筒底部与低区的供暖回水管道7经底部或下侧部出口相联，集气筒环状顶盖上有集气管8与位于动压水头线高度之上3-5米的气水分离筒9上部相联，分离筒底部经水循环管12与集气筒体6下部相联。气水分离筒9上端经气循环管10与导流管1相联。安装时，回水立管上端弯头与所配装系统高区总回水横管16密封相联，下端经集气筒出口与低区回水管相联，除需符合常规要求外，还应保证系统低区水压线在22-37米之间。工作时，供暖系统高区回水在进入立管后，就受到导流管1和左螺旋导流板2与立管内壁间所形成通道的导流作用，在离心惯性力和重力的作用下，下流水在导流段末即可形成左旋水膜流态，沿下流过程旋转逐渐减弱，直至水压线处，变为满管流态。处于水膜流态的立管中便形成位于轴线的空气芯。下流到集气筒6内的工作水流，由于筒内断面突然扩大，流速骤减，使得携带于工作水流中的空气随即得以浮升到集气筒6上部的环状空间。在立管满流段即筒内水压力作用下，该空间气体由集气管8穿过集气管8中的水上升到气水分离器9内进行分离，分离出的水沿水循环管12复回到集气筒下部，形成了本例水的循环回路；在分离器中分离出来的气体经气循环管10与导流管1与立管中心气芯联通，形成了本例工作水流中所含气体的气循环回路。这便是本例配入系统后的一般工作情况。若系统内偶然的压力增加，超过U型水封管4的水封工作压力，其出口可排水卸压，否则水封管将保持封闭状态。由于立管两端均与系统相联，使立管中的气体在U型水封密闭时处于封闭状态，其中仅有部分由水流带入满流中的气体参与自集气筒、气水分离器，再复回立管的循环之中。在此循环中，原溶解携带于系统工作水流中的气体也会被收集封闭于立管气芯之中，成为立管中气芯的一个动态组成部分。只要系统持续工作，这种立管内气芯的封闭状态就会被维持。显然，因系统工作水流携带气体导致的气塞现象困扰正常供暖工作的情况将会因此而消除。同时，由于气体长期被封闭，其氧气必然会被耗尽，立管中气柱便会呈现惰性组分状态，这将为配装本例立管的系统创造无氧蚀工作状况提供条件。第二、三实施例为气循环管与导流短管间联接、气水分离筒不同结构的变型，其立管结构皆与上例一致，只是气循环管与导流短管的中部相联，气水分离器进口由底部伸入至一定高度，如图5、6；或是从立管侧壁进入，如图10、11。其于结构及工作情况皆与上例相同。第四实施例为带有卧式集气筒的用于供暖中高低区系统直接联接的回水立管，见图8、10。本例集气筒6为卧式，以轴线水平圆柱筒体顶部侧壁与端部5插入筒体的立管3封闭相联，在筒体顶部最高处与气水分离筒9的集气管8下端相联，集气筒下部分别与气水分离筒的水循环管12和低区回水管接头7相联，其余结构及工作情况均与前几例一致。本例集气筒因竖直高度较小，可为施工中的结构布置带来方便。权利要求1．有利于形成膜流态下流水的立管包括立管，与立管入水段相联的导流部件，上述部件的密封及联接固定部件；其特征在于所述导流部件是与相邻管壁可形成一段环柱空间的部件(1)，环柱段的长度以可将入管水流导引至准膜流状态的最小长度为最小值。2．如权利要求1所述立管，其特征在于所述环柱空间还可设有与导流本文档来自技高网...

【技术保护点】
有利于形成膜流态下流水的立管包括：立管，与立管入水段相联的导流部件，上述部件的密封及联接固定部件；其特征在于：所述导流部件是与相邻管壁可形成一段环柱空间的部件（１），环柱段的长度以可将入管水流导引至准膜流状态的最小长度为最小值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹天宏，
申请(专利权)人：曹天宏，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]