一种吸污车罐体防溢浮球的质量选择方法技术

一种吸污车罐体防溢浮球的质量选择方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种吸污车罐体防溢浮球的质量选择方法


[0001]本专利技术涉及吸污车罐体防溢流装置，具体涉及一种吸污车罐体防溢流装置中浮球的质量选型方法
。

技术介绍

[0002]随着工业化和城市化的不断推进，我国城市道路建设发展迅猛
。
但是随之而来的是城市的排水系统越来越复杂，在一些大中型城市，强降雨天气过后，陈旧的地下管网系统经常不堪重负，泥沙
、
污料等下水道沉积物的堆积很容易就会造成城市内涝
。
吸污车是当前市政环卫用来进行疏通排污的主要工具，防溢流装置作为吸污车管路总成的核心部件，能够避免污水倒流进入真空泵，保证了真空泵在吸污过程中的安全运行
。
但是在防溢流装置的结构设计过程中，浮球的质量选型方面存在着以下主要问题：（1）防溢流装置的结构设计主要依靠经验以及参考国内外同类结构，对于不同抽气量的真空泵，浮球质量主要通过经验确定，缺乏具体的计算方法
。
[0003]（2）浮球质量选取不准确，浮球质量过小会导致吸污车在罐体液面达到最高点之前结束吸污过程，影响装载效率；浮球质量过大会导致污水被吸入抽气管道，对真空泵造成损坏
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷和不足，提供能够为设计过程提供计算支持同时有效避免对真空泵造成结构损坏的吸污车罐体防溢浮球的质量选型方法
。
[0005]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种吸污车罐体防溢浮球的质量选择方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
根据真空泵抽气量
Q
以及抽气管道的管径
D
计算出抽气管道口的风速
V1：，并将其作为抽气管道的出口边界条件；
S2、
进行现场实车试验，通过真空压力表测量抽气管道入口压力值
P
；
S3、
根据抽气管道的结构，测量得到抽气管道管径
、
壁厚，并查询相关标准得到弯头结构尺寸数据，对抽气管道进行三维模型的建立；
S4、
根据
S3
所建立的抽气管道三维模型，利用有限元分析软件建立有限元模型，对吸污车工作时的抽气管道内部流场进行仿真分析，获得抽气管道内部压力分布情况和抽气管道入口风速
V2；
S5、
对浮球进行受力分析，分析时加入压差阻力
F1以及摩擦阻力
F2，
根据浮球受力情况计算得到所需浮球质量
M。
[0006]所述步骤
S2
中现场实车试验方法为：在吸污车抽气管道入口处安装真空压力表，观察记录吸污车工作过程中压力表数值变化，在压力表数值达到稳定后读取压力值
P。
[0007]所述步骤
S4
中，有限元模型出口边界条件为抽气管道出口风速
V1，入口边界条件
为抽气管道入口处压力
P。
[0008]所述步骤
S5
中，浮球质量
M
的计算公式为：，其中：
ρ
g 为抽气管道内空气密度，
V
2 为抽气管道入口风速，
η
g
为空气粘滞系数，
R
为浮球半径
。
[0009]所述步骤
S5
中，压差阻力
F1以及摩擦阻力
F2的计算公式为：，其中，
ρ
g 为抽气管道内空气密度，
V
2 为抽气管道入口风速，
η
g
为空气粘滞系数，
R
为浮球半径
A
为球体截面积，
x
为距球中心线距离
。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
1、
本专利技术对工作过程中的浮球进行受力分析，通过计算得到满足浮球上浮的最大质量，同时考虑加工误差导致的固定板对浮球的摩擦力作用，以及创新的加入分析参数压差阻力
F1
以及摩擦阻力
F2
，使得最后得到的浮球质量更符合实际需求；将所选取浮球质量代入公式进一步验证存在摩擦力作用下浮球能否正常工作，进一步保证了计算结果的精确性
。
[0011]2、
本专利技术所述方法具有普适性，可用于不同抽气量以及不同结构参数下的吸污车罐体防溢浮球的质量选型
。
附图说明
[0012]图1是本专利技术中吸污车罐体防溢装置结构示意图
。
[0013]图2是本专利技术中吸污车罐体防溢装置工作原理示意图
。
[0014]图3是本专利技术中防溢浮球的受力分析图
。
[0015]图4是本专利技术中防溢浮球所受压差阻力原理示意图
。
[0016]图中：
1、
吸污车罐体；
2、
抽气管道；
3、
防溢装置法兰；
4、
防溢装置上围桶；
5、
防溢装置下围桶；
6、
浮球固定板；
7、
浮球；
8、
浮球固定底座
。
实施方式
[0017]以下结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明
。
[0018]如图1所示，吸污车在工作状态时，真空泵通过抽气管道2将吸污车罐体1内的空气不断抽出，使得吸污车罐体1内形成负压环境，与外界大气形成一定的压力差，污水在该压力差的作用下被输送至吸污罐体
1。
如图2所示，随着污水不断进入吸污罐体1并达到浮球固定底座8处，浮球7需随污水液面的上升而上浮，在液面达到最高处时，浮球7被吸起并堵住防溢装置法兰3上的进气口，防止污水被吸入抽气管道2对真空泵造成损坏
。
为了确保浮球7能正常工作，则必须保证在浮球7外形参数确定的情况下，其质量
M
能满足在污水中上浮并被抽气管道2吸起
。
[0019]为了获得抽气管道入口处风力，根据真空泵抽气量以及抽气管道的管径计算出抽气管道口的风速
V1，并将其作为抽气管道的出口边界条件
。
[0020]出口速度计算公式为：，其中，
Q
为真空泵抽气量，
D
为抽气管道管径
。
[0021]进行现场实车试验，通过真空压力表测量吸污车稳定工作时抽气管道入口压力值
P。
将抽气管道入口处压力
P
作为抽气管道入口的边界条件
。
[0022]根据抽气管道的结构对其进行三维模型的建立，并利用有限元分析软件建立有限元模型，对吸污车工作时的抽气管道内部流场进行仿真分析，其中，有限元模型出口边界条件为抽气管道出口风速
V1，入口边界条件为抽气管道入口处压力
P。
获得抽气管道内部压力分布情况和抽气管道入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种吸污车罐体防溢浮球的质量选择方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
根据真空泵抽气量
Q
以及抽气管道的管径
D
计算出抽气管道口的风速
V1：
，并将其作为抽气管道的出口边界条件；
S2、
进行现场实车试验，通过真空压力表测量抽气管道入口压力值
P
；
S3、
根据抽气管道的结构，测量得到抽气管道管径
、
壁厚，并查询相关标准得到弯头结构尺寸数据，对抽气管道进行三维模型的建立；
S4、
根据
S3
所建立的抽气管道三维模型，利用有限元分析软件建立有限元模型，对吸污车工作时的抽气管道内部流场进行仿真分析，获得抽气管道内部压力分布情况和抽气管道入口风速
V2；
S5、
对浮球进行受力分析，分析时加入压差阻力
F1以及摩擦阻力
F2，根据浮球受力情况计算得到所需浮球质量
M。2.
根据上述权利要求1所述的吸污车罐体防溢浮球的质量选择方法，其特征在于，所述步骤
S2
中现场实车试验方法为：在吸污车抽气管道入口处安装真空压力表，观察记录吸污车工作过程中压力表数值变化，在压力表数值...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨武红，赵鹏，黄璜，陈勇，朱春东，毛锋军，庞骞，蒋冬麒，苏金州，李海林，
申请(专利权)人：中国重汽集团湖北华威专用汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：