CN107606366A - 一种缓冲水击力的90°弯头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓冲水击力的90°弯头，主要由90°弯头和缓冲管组成；缓冲管主要由一端带法兰的管状筒体、法兰盖、弹簧和受压盘组成，法兰盖和受压盘分别焊接于弹簧的两端且均与弹簧的轴线垂直，弹簧以其一端的法兰盖与管状筒体的法兰相配合形成法兰连接，弹簧焊接有受压盘的另一端伸入管状筒体内部，受压盘随弹簧的伸缩沿管状筒体轴线移动；缓冲管的轴线与90°弯头的两个弯头开口端之一的轴线重合。本发明结构简单、造价低，利用弹簧的储能作用对水击力的压力波能量进行有效缓冲，能够有效避免瞬态水击力峰值压力对弯头处的恶性破坏。

Description

一种缓冲水击力的90°弯头

技术领域

本发明属于管道水击防护技术领域，具体涉及一种缓冲水击力的90°弯头。

背景技术

水击是压力管道中液体流速发生急剧下降所引起的压力急剧变化或波动现象，水击压力对管路系统造成的危害是巨大的，水击可导致管道系统的强烈震动，产生噪声和气穴，严重时会造成管道以及管道附件的恶性破坏。

发生水击压力的工况常有两种，一种是快关阀门时的水击压力，此时紧靠阀后一微小段管内的流体便停止流动，其动能转化为压能，并进而变成水和管子的弹性变性能，由此产生的压力波向阀门上游传递，在阀门上游管件(弯头)处造成强烈冲击；另一种为突然停泵时的水击压力，停泵之后泵后液体持续向前推进，泵后形成真空，当管中液体逐渐停止向前推进，并在终端反力作用下开始逆流发生强烈水击，泵后止回阀自动关闭，此时强烈水击会对止回阀前的弯头造成剧烈冲击以至破坏。

可以看出容易发生水击的管段上的管道变向处(90°弯头居多)往往容易造成破坏，对这些位置采取防止水击力的相关保护措施可以有效避免管道在水击力作用下的恶性破坏，现有技术中未发现有防止水击力的类似保护措施。

发明内容

为了解决现有技术存在的水击力冲击破坏的技术问题，本发明提供了一种缓冲水击力的90°弯头，该弯头能对水击力的压力波能量进行有效缓冲，避免瞬态水击力峰值压力对弯头处的恶性破坏。

本发明提供的缓冲水击力的90°弯头主要由90°弯头和缓冲管组成；缓冲管主要由一端带法兰的管状筒体、法兰盖、弹簧和受压盘组成，法兰盖和受压盘分别焊接于弹簧的两端且均与弹簧的轴线垂直，弹簧以其一端的法兰盖与管状筒体的法兰相配合形成法兰连接，弹簧焊接有受压盘的另一端伸入管状筒体内部，受压盘随弹簧的伸缩沿管状筒体轴线移动，管状筒体以其远离法兰的一端与90°弯头的背弧一侧固定连接；缓冲管的轴线与90°弯头的两个弯头开口端之一的轴线重合。

所述缓冲管可以设置为两个，也可以只设置一个。

所述受压盘为圆盘状；所述弹簧可以为单根，形成单螺旋结构形式；也可以为两根，形成双螺旋结构形式。在法兰盖朝向法兰的一侧还可设置弹簧底座，此时，弹簧底座与法兰盖固定连接，弹簧焊接于弹簧底座上。

本发明的基本原理是流通情况下流体在90°弯头处发生90°方向变化；当水击力压力波到达弯头处时，压力波直接作用于与弹簧相连接的受压圆盘上，压力波的能量转化为弹簧内部的弹性能从而避免压力波峰值压力与弯头壁面的硬接触；当水击力压力波作用结束以后，弹簧中的弹性能释放到管内流体从而避免水击力对弯头处管道系统的恶性破坏。

本发明结构简单、造价低，利用弹簧的储能作用对水击力的压力波能量进行有效缓冲，能够有效避免瞬态水击力峰值压力对弯头处的恶性破坏。本实用新易于推广且效果理想，对容易产生水击力的管段保护具有重要意义。

附图说明

图1是本发明采用双螺旋结构形式时的一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明采用双螺旋结构形式时的另一种实施方式的结构示意图；

图3是图1和图2中缓冲管的部分组成构件的结构示意图。

图中：1-弯头开口端，2-90°弯头，3-弯头开口端，4-弹簧，5-受压盘，6-法兰盖，7-弹簧底座，8-管状筒体，9-法兰。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1是本发明的一种实施方式的结构示意图，由图1和图3可知：该缓冲水击力的90°弯头主要由90°弯头2和两个缓冲管组成，缓冲管主要由一端带法兰9的管状筒体8、法兰盖6、弹簧底座7、弹簧4和受压盘5组成。弹簧底座7焊接于法兰盖6朝向法兰9的一侧；弹簧4为两根，形成双螺旋结构形式；双螺旋结构的弹簧4一端与弹簧底座7相焊接，另一端与受压盘5相焊接。法兰盖6和受压盘5均与弹簧4的轴线垂直，弹簧4以其一端的法兰盖6与管状筒体8的法兰9相配合形成法兰连接，弹簧4焊接有受压盘5的另一端伸入管状筒体8内部，受压盘5随弹簧4的伸缩沿管状筒体8轴线移动；管状筒体8以其远离法兰9的一端与90°弯头2的背弧一侧固定连接；两个缓冲管的轴线相互垂直，其中一个缓冲管的轴线与弯头开口端1的轴线重合，另一个缓冲管的轴线与弯头开口端3的轴线重合。

管状筒体8与90°弯头2两者之间可采用焊接连接，也可采用一体铸造方式成型。

受压盘5呈圆盘状，受压盘5外缘与管状筒体8内壁之间要留有一定的环形间隙以保证进入管状筒体8内的流体在弹簧4发生变形时可以自由流进流出，避免管状筒体8内部憋压使弹簧4失去作用，环形间隙占管装筒体8内截面积的15％～20％即可，环形间隙太大则使得受压盘5面积减小，影响水击力缓冲效果；受压盘5厚度应满足在接受水击力冲击时保证足够的刚度而不发生变形；弹簧4是核心的储能部件，位于弹簧底座7与受压盘5之间，弹簧4的双螺旋结构形式使受压盘5受力均衡效果好，弹簧4的螺旋圈数与螺距值应协调设计以满足弹簧4在变形时有足够的缓冲距离，弹簧4的刚度值应按照水击力大小进行计算确定以使弹簧具有足够的抵抗水击力的能力；弹簧底座7为法兰盖上一突出圆台，主要用于安装固定弹簧4，其直径比管装筒体8内径略小以满足安装要求；法兰9主要用于将法兰盖6及与法兰盖6固定为一体的弹簧底座7、弹簧4和受压盘5共同固定于管装筒体8上；因要承受弹簧4传过来的冲击力，按照不同的设计要求，法兰9的等级应大于主管路2～3个等级。

如图1所示，本发明的工作过程为：流通情况下流体在90°弯头2处发生90°方向变化，当水击力压力波到达弯头处时，压力波直接作用于与弹簧4相连接的受压盘5上，压力波的能量转化为弹簧4内部的弹性能从而避免压力波峰值压力与弯头壁面的硬接触；当水击压力波作用结束以后，弹簧4中的弹性能释放到管内流体从而避免水击力对弯头处管道系统的恶性破坏。

图2是本发明的另一种实施方式的结构示意图，图2与图1的区别仅在于图2中只有一个缓冲管，该缓冲管的轴线与90°弯头2的两个弯头开口端之一的轴线重合。

Claims (5)

1.一种缓冲水击力的90°弯头，其特征在于：主要由90°弯头和缓冲管组成；缓冲管主要由一端带法兰的管状筒体、法兰盖、弹簧和受压盘组成，法兰盖和受压盘分别焊接于弹簧的两端且均与弹簧的轴线垂直，弹簧以其一端的法兰盖与管状筒体的法兰相配合形成法兰连接，弹簧焊接有受压盘的另一端伸入管状筒体内部，受压盘随弹簧的伸缩沿管状筒体轴线移动，管状筒体以其远离法兰的一端与90°弯头的背弧一侧固定连接；缓冲管的轴线与90°弯头的两个弯头开口端之一的轴线重合。

2.根据权利要求1所述的90°弯头，其特征在于：所述弹簧为单根，形成单螺旋结构形式。

3.根据权利要求1所述的90°弯头，其特征在于：所述弹簧为两根，形成双螺旋结构形式。

4.根据权利要求1所述的90°弯头，其特征在于：所述的缓冲管为两个，两个缓冲管的轴线相互垂直，其中一个缓冲管的轴线与一个弯头开口端的轴线重合，另一个缓冲管的轴线与另一个弯头开口端的轴线重合。

5.根据权利要求1～4任一所述的90°弯头，其特征在于：所述法兰盖朝向法兰的一侧设置弹簧底座，弹簧底座与法兰盖固定连接，弹簧焊接于弹簧底座上。