本发明专利技术公开了一种有限落差内的强旋流形成装置，包括有水平管，所述水平管设置在引水渠道易发生沉积物淤积的断面的下部，水平管与引水渠道之间设有起旋室连通，水平管一端设置通气管，水平管另一端封闭。本发明专利技术结构简单，没有转动部件，不存在经常更换易损构件的问题，本发明专利技术单独设立排沙管道，维护费用低，分离效率高，处理时间短，且具有可持续性，是一种高效且经济的渠道底部杂质排除设备。且经济的渠道底部杂质排除设备。且经济的渠道底部杂质排除设备。
【技术实现步骤摘要】
一种有限落差内的强旋流形成装置
[0001]本专利技术属于渠系排污
，涉及一种有限落差内的强旋流形成装置。
技术介绍
[0002]在污水处理厂的初步处理过程中水流中存在大量泥沙、杂物以及絮凝物，在流速较慢时容易沉积在渠道底部，排除这些颗粒状杂质的成本较高，这也是导致污水处理成本较高的一个重要原因。在引水式电站的引水渠或泵站前池前的渠道内，当水流流速降低后，水流中的悬移质和推移质泥沙会沉积在水池、渠道底部，造成泥沙淤积。而在含有大量泥沙的河流上建设梯级提灌工程，当设置泵站前池后，仍有部分含有泥沙的水流进入泵内，使水的容重增加、流量减少、泵的效率降低，并对过流部件产生磨蚀破坏。通常采用沉淀池或沉砂池来沉积沉淀物，但随着工农业生产需水量和的增加，渠道的引水比不断提高，高需水量与沉沙池高排沙耗水量的矛盾逐渐突出，必须采取可行的技术来解决这一矛盾。同时，实际工程中由于地形等原因的限制，难以布置较大落差的沉积物排出管，渠道底部含有大量沉积物的水流流速不足，难以将沉积物排出，导致沉积物在排出管中淤积。如何在有限的落差内将含有高浓度沉积物的水流与主流分离，并通过增大水流流速将沉积物排出，是值得研究的课题。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种有限落差内的强旋流形成装置，解决了在有限的落差内将含有高浓度沉积物的水流与主流分离的问题。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，一种有限落差内的强旋流形成装置，包括有水平管，水平管设置在引水渠道易发生沉积物淤积的断面的下部，水平管与引水渠道之间设有起旋室连通，水平管一端封闭并设置通气管，另一端开放。
[0005]本专利技术的特点还在于：
[0006]水平管的通过通气管与大气相通，水平管的轴线与渠道长度方向呈α角度，α角度取值范围为30～90
°
，一般取60
°
。
[0007]引水渠道起旋室为直切式结构，起旋室一侧壁面向下铅垂并与水平管相切，另一侧壁面向下收缩且与水平管相交。
[0008]通气管位于水平管内的长度与渠道进口宽度一致，通气管另一段延伸出水平管并在一段距离后垂直向上与大气相通。
[0009]水平管的直径为D，通气管的直径为1/5～1/2D。
[0010]本专利技术的有益效果是：
[0011](1)在本专利技术提出的有限落差内的强旋流形成装置中，含高浓度沉积物的水流是在重力作用下垂直进入起旋室的，因此适用于任意高度、任意坡度的渠道。
[0012](2)本专利技术在渠道底部设计了起旋室，水流在流动时，流速较低的底层沉积物含量较高的水流在重力作用下落入起旋室内，避免了杂质在渠道底部淤积。
[0013](3)在水平管内设置通气管后，气体通过通气管进入水平管内，可有效降低了水平管中间段内的压强，增大了渠道进口与水平管中间段的压强差，从而增加了水平管内的水流流速。
[0014](4)水平管内增设通气管，有效减小了水平管前段的过流面积，同时设置通气管后可在水平管后段形成空腔旋流，有效减小了水平管后段的过流面积，因此在相同的耗水量情况下增加了水平管内的水流流速，且有助于形成稳定的旋转水流，使水流挟带沉积物的能力更强，避免了沉积物在水平管内的沉积。
附图说明
[0015]图1是本专利技术一种有限落差内的强旋流形成装置的主视图；
[0016]图2是本专利技术一种有限落差内的强旋流形成装置的俯视图；
[0017]图中，1.水平管，2.起旋室，3.通气管，4.引水渠道。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0019]一种有限落差内的强旋流形成装置，结构如图1、2所示，包括有水平管1，水平管1设置在引水渠道4易发生沉积物淤积的断面的下部，水平管1一端封闭并设置通气管3，水平管1另一端开放。
[0020]水平管1的通过通气管3与大气相通，水平管1的轴线与渠道长度方向呈α角度，α角度取值范围为30～90
°
，一般取60
°
。
[0021]起旋室2为直切式结构，起旋室2一侧壁面向下铅垂并与水平管1相切，另一侧壁面向下收缩且与水平管1相交。
[0022]通气管3位于水平管1一段长度与渠道进口一致，通气管3另一段延伸出水平管1。
[0023]水平管1的直径为D，通气管3的直径为1/5～1/2D。
[0024]本专利技术一种有限落差内的强旋流形成装置，其工作原理如下：
[0025]本专利技术一种有限落差内的强旋流形成装置利用了引水渠道4底部水流中沉积物浓度大这一特点，在引水渠道4易发生沉积物沉积的断面上，下部一定落差范围内(落差越大流速越大)设置水平管1，引水渠道4与水平管1之间设直切式起旋室，即从引水渠道4底部到水平管1，其过流面积逐渐减小。当水流以一定的压力和初始速度沿切线方向进入起旋室2时，受水平管1封闭端头的约束影响被迫转向，并在轴向压强差的作用下在水平管1内形成轴向流动。而设置通气管3后，气体通过通气管3进入水平管1内，有效降低了水平管1中间段内的压强，增大了渠道进口与水平管1中间段的压强差，从而增加了水平管1内的水流流速；同时水平管1内增设通气管3，有效减小了水平管1前段的过流面积，同时设置通气管3后可在水平管1后段形成空腔旋流，有效减小了水平管1后段的过流面积，从而增加了水平管1内的水流流速。较高流速的旋流运动具有挟带能力强、能量集中的特点，例如在引水渠道底部容易发生沉积物沉淀的位置，以一定的角度设置强旋流形成装置，不仅能够让渠道底部高浓度沉积物与主流分离，而且利用旋流的强紊动作用下将沉积物排出水平管1，避免沉积物在水平管1内的淤积。
[0026]本专利技术一种有限落差内的强旋流形成装置，其有益效果在于：
[0027]1、在有限落差内的水流增速装置内，含高浓度沉积物的水流是因为渠道和旋流室之间存在落差垂直进入旋流室的，因此适用于大部分渠道。
[0028]2、在水平管内设置通气管后，气体通过通气管进入水平管内，可有效降低了水平管中间段内的压强，增大了渠道进口与水平管中间段的压强差，从而增加了水平管内的水流流速；
[0029]3、水平管内增设通气管，有效减小了水平洞前段的过流面积，同时设置通气管后可在水平管后段形成空腔旋流，有效减小了水平洞后段的过流面积，因此在相同的耗水量情况下增加了水平管内的水流流速，且有助于形成稳定的旋转水流，使水流挟带沉积物的能力更强，避免了沉积物在水平管内的沉积。
[0030]4、其结构简单，没有转动部件，不存在经常更换易损构件的问题；
[0031]5、单独设立排沙管道，维护费用低，分离效率高，处理时间短，且具有可持续性，是一种高效且经济的渠道底部杂质排除设备。
[0032]实施例1
[0033]给定引水渠道宽度为30cm，高度为40cm，收缩段进口宽度为10cm，收缩段出口宽度为3.5cm，水平管1直径为7cm，通气管3和实心管的直径为2cm，引水渠道进口平本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种有限落差内的强旋流形成装置，其特征在于，包括有水平管(1)，所述水平管(1)设置在引水渠道易发生沉积物淤积的断面的下部，水平管(1)与引水渠道之间设有起旋室(2)连通，水平管(1)一端设置通气管(3)，水平管(1)另一端封闭。2.根据权利要求1所述的一种有限落差内的强旋流形成装置，其特征在于，所述水平管(1)通过通气管(3)与大气相通，水平管(1)的轴线与引水渠道长度方向呈α角度，所述α角度取值范围为30～90
°
，一般取60
°
。3.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：南军虎，高欢，罗涵，汪超群，马康宁，刘一安，杨霄，袁福民，张书峰，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
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