本发明专利技术是一种机械式管道增压装置，包括壳体（６）、单向密封堵塞（２）、液体储存器（４）、承压挡板（５）和储能弹簧（８）。液体储存器（４）用柔性材料制成，位于壳体内一端，壁面上有液体的入口和出口；单向密封堵塞（２）位于液体储存器（４）的入口内，通过连接杆（１２）与旋转支架（１０）配合，并能够绕旋转支架转动；储能弹簧（８）的两端分别固定在壳体端盖（７）与承压挡板（５）上；入口管道（１）与上游管道连接，出口管道（３）与下游管道或管道出口终端连接。本发明专利技术适用于城市自来水供应系统的终端用户，能够在流体高压时为管道终端用户积蓄一定数量的流体，并在低压时快速释放，以缓解水压不足的矛盾。
【技术实现步骤摘要】
一种机械式管道增压装置一、 所属领域本专利技术涉及流体管道运输中利用压力差驱动的较长距离间歇性流体管道运输，具 体是一种机械式管道增压装置。二
技术介绍
对于现有流体管道运输系统，若要长距离运输流体，必须铺设两地间的运输管道。 而管道铺设中由于地形、建筑等因素可能会存在很多管道拐弯甚至管道绕道铺设的特 殊情况，致使流体运输途中管道内的压力沿流体流向不断下降，大大降低了运输速度。 为此，大型长距离管道输运线在尽量降低运输过程中各种能量损失的同时，大多采用 沿途增设管道加压泵站的措施。但对于小型较长距离的管道输运线，如城市自来水、 天然气管道运输网等，由于平均运输速度要求不高、运输距离相对较近、管道网络复 杂等原因，致使增设管道加压泵站等措施来应对短暂使用高峰期对运输速度要求的方 法，经济代价太大。现有流体管道运输中，均利用管道入口及出口间的压力差所产生的驱动力来克服 管道壁面摩擦力，从而达到连续传输流体的目的。提高流体管道运输系统运输速度， 即管道流量的途径主要有增大入口及出口间的压力差、扩大管道直径、降低管道壁 面摩擦力以减小管道沿程阻力损失及减小管道局部阻力损失(即减少管道转弯、形状 突变等引起的流动能量损失)等。目前常用增压装置如(1) 在申请号为200410065150的专利技术专利申请中公开的"自来水管道直接可补 水增压装置"，为一种配备电动阀、止回阀、水泵、集水罐等，并通过微机控制实现自 来水管道直接可补水的增压装置。(2) 在申请号为200410065151的专利技术专利申请中公开的"自来水管道直接增压 装置"与申请号为200410065150的专利技术专利类似，也是一种配备电动阀、止回阀、水 泵、集水罐等，以微机控制实现市政自来水管网出现正、负压等不同条件时自来水管 道直接的增压装置。(3) 在申请号为2005100890601的专利技术专利申请中公开的"流体增压器"，为一 种配备输入活塞缸、输出活塞缸、活塞杆、双稳射流元件等，利用输入活塞面积大于 输出活塞面积的原理实现流体增压的装置，该装置应用石油钻井领域，可对钻井液增压以提高钻井速度。上述两种装置结构及控制较复杂，须配置动力驱动部件及微机控制系统，且在断 电状态下无法正常工作。
技术实现思路
为克服现有增压设备中存在的需要配置专门的动力驱动装置，不适于城市自来水 供应系统等较长距离管道运输线终端用户的不足，本专利技术提出了一种机械式管道增压 装置。本专利技术包括壳体、入口管道、单向密封堵塞、出口管道、液体储存器、承压挡板 和储能弹簧。本专利技术中，液体储存器用柔性材料制成，位于壳体内一端；在液体储存 器的壁面上开有液体的入口和出口 ，并且该入口和出口通过壳体上的过孔与入口管道 和出口管道相通。单向密封堵塞位于液体储存器的入口内，通过旋转支架被固定在壳 体的内壁上，用于关闭液体储存器的入口；单向密封堵塞的一侧有连接杆，该连接杆 与旋转支架通过轴销配合，并能够绕旋转支架转动。旋转支架上有限位块，以保证单 向密封堵塞打开的角度不超过60度，防止流体涌入液体储存器时由于单向密封堵塞打 开的角度过大，而无法在自身重力作用下自动回落。承压挡板位于壳体端盖与储能弹 簧之间；储能弹簧的两端分别固定在壳体端盖与承压挡板上；入口管道与上游管道密 封连接，出口管道与下游管道或管道出口终端密封连接，入口管道和出口管道的另一 端分别与液体储存器入口和出口密封连接。本专利技术将管道内低速流体所具有的压力能逐渐蓄积到该装置的压力积储部件中， 其蓄积过程近似服从流体力学中管道流动的连续方程和伯努利方程连续方程= 4「2 ( 1 )伯努利方程!i + ZL + "^i + ZL + Z2化 (2)式中4、 K、 A， ^、 F2、 ^分别为液体管道任意两横截面处的截面面积、流速 和静压强，、为两截面之间的水头损失，p为流体的密度，g为重力加速度，z则为管 道的高度。由上可知，在管道运输速度较低时，管道内压力增大；当流速为零时，管 道内压力最大，且等于管道入口处所施加的压力；流体在静压力作用下不断从上游管4道涌入液体储存器内，当储存器入口管道处的压力等于弹簧等机械储能部件对储存器内流体所施加的压力时，上游管道内的流体停止注入储存器，至此装置的流体ie存过 程和机械能储存过程结束。当流体使用高峰期到来时，管道内流速增大，静压力也随 之降低，这时储存器内高压流体就在弹簧等机械储能部件的压力推动下，将流体高速 挤压入管道中以缓解此时管道内的压力下降，起到增强管道内压力和提高流体使用高 峰期管道内流体速度的目的。本专利技术将管道内流体的压力势能转化为弹簧等机械储能部件的变形势能储存起 来，在需用时再高速释放出来，以提高管道出口处的流体流出速度，适用于城市自来 水供应系统等较长距离管道运输线终端用户，能够在管道出口关闭时为管道终端用户 积蓄一定数量的流体，并在用户使用时快速释放，以提高用户使用时管道的流速，减 少用户的等待时间，很好的缓解该类管道运输的供需矛盾。四附图说明图l是管道增压装置示意图2是单向密封部件的结构示意图3是单向密封部件的A向结构示意图4是弹簧在圆柱壳体内均布位置示意图。其中I. 管道入口 2.密封堵塞 3.管道出口 4.液体储存器 5.承压挡板 6.壳体 7.壳体端盖 8.储能弹簧 9.限位块 IO.旋转支架II. 轴销 12.连接杆 13.密封槽五具体实施例方式本实施例是用于城市自来水管道的机械式管道增压装置，包括壳体6、入口管道1 、 单向密封堵塞2、出口管道3、液体储存器4、承压挡板5和储能弹簧8。本实施例中， 将入口管道1与上游管道密封连接，出口管道3与下游管道或管道出口终端密封连接， 入口管道1和出口管道3的另一端分别与液体储存器4的入口和出口密封连接。其中壳体6为圆柱形，用金属制成，其底端和侧壁上分别有一个开孔；壳体的另一端 有壳体端盖7。位于壳体6底端的液体储存器4是用高强度防水帆布制成的圆柱形软体容器，该 储存器的外径略小于壳体6的内径，高度略小于壳体高度，其充满流体后外形应与装置壳体6相配合。在液体储存器4的底端和侧壁上亦分别有开孔，并且该开孔的位置 分别与壳体6上开孔的位置相对应；将壳体6上的开孔与液体储存器4上的开孔对应 并分别安装导管后，形成了本实施例的入口管道1和出口管道3，并且出口管道3的 内径大于入口管道l，入口管道1在储存器4内略高出储存器4的内壁表面，以与单 向密封堵塞2端面上的密封槽13相配合。圆形的单向密封堵塞2用于关闭液体储存器的入口，位于储存器4的内壁上，并 通过旋转支架与壳体相固定；单向密封堵塞2与入口管道1相接触的表面上有一能够 与入口管道1相配合的密封槽13，并在该密封槽13内镶嵌有橡胶密封圈。单向密封 堵塞2的一侧有门字形的连接杆12，该连接杆上有安装轴销11的孔；旋转支架10的 被固定在壳体6上，旋转支架10上有安装轴销11的孔，并且该轴销孔与连接杆12 上的轴销孔相配合；旋转支架10—端有凸台，形成了限位块9，以保证单向密封堵塞 2打开的角度不超过60度，防止液体涌入液体储存器4时由于单向密封堵塞2打开的 角度过大，而无法在自身重力作用下自动回落。将旋转支架10穿入门字形的连接杆 12内，并将轴销11分别穿入连接杆12和旋转支架10上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机械式管道增压装置，其特征在于包括壳体６、入口管道１、单向密封堵塞２、出口管道３、液体储存器４、承压挡板５和储能弹簧８，其中，液体储存器４位于壳体６内一端；在液体储存器４的壁面上开有液体的入口和出口，并且该入口和出口通过壳体６上的过孔与入口管道１和出口管道３相通；单向密封堵塞２位于液体储存器４的入口内，通过旋转支架１０被固定在壳体６的内壁上；承压挡板５位于壳体端盖７与储能弹簧８之间；储能弹簧８的两端分别固定在壳体端盖７与承压挡板５上；入口管道１与上游管道密封连接，出口管道３与下游管道或管道出口终端密封连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡海豹，潘光，宋保维，严静妮，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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