CN112413271A - 一种弯折水流管道水锤效应抵消装置 - Google Patents

一种弯折水流管道水锤效应抵消装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，包括L形弯折水管，所述L形弯折水管弯折部位外圈侧壁上开设有滑动孔，且滑动孔上设置有可以滑动的伸缩管壁，所述L形弯折水管弯折部位外圈侧壁上设置有蓄水箱。本发明采用冲击板上的推挤块在长孔板内滑动，可以通过力的分解得知冲击板对长孔板的作用力可以分解为沿着长孔板和与长孔板垂直的两个方向上，在沿着长孔板方向的力会作用在伸缩管壁上，这样伸缩管壁两端都会受力，使得伸缩管壁能够稳定的在L形弯折水管上滑动；在沿着与长孔板垂直方向上的力会通过滑动筒上的T形滑块在滑轨上滑动，让L形弯折水管内的水从伸缩管壁与L形弯折水管产生的缝隙中流到蓄水箱内。

Description

一种弯折水流管道水锤效应抵消装置
技术领域
本发明涉及水锤效应抵消技术领域，尤其涉及一种弯折水流管道水锤效应抵消装置。
背景技术
水锤效应是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如，当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中所说的“水锤效应”，而现有技术中通过在靠近阀门管道的侧面上设置活塞缓冲机构，来对向四周管壁冲击的水流作用力进行缓冲，尤其是在水管弯折部分，本身的水流换向时的冲击加上阀门关闭，水流在惯性的作用下对水管弯折部位进行二次冲击，这样极易对水管的弯折部位造成破损，而现有的技术仅仅依靠缓冲来减削水流的冲击，这样的结构在水流冲击过大时，往往很难起到有效的减压效果。
为此，我们设计了一种弯折水流管道水锤效应抵消装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决本身的水流换向时的冲击加上阀门关闭，水流在惯性的作用下对水管弯折部位进行二次冲击，对水管弯折部位造成破损的问题，而提出的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，包括L形弯折水管，所述L形弯折水管弯折部位外圈侧壁上开设有滑动孔，且滑动孔上设置有可以滑动的伸缩管壁，所述L形弯折水管弯折部位外圈侧壁上设置有蓄水箱，所述蓄水箱内设置含有固定筒、滑动筒、冲击板、长孔板、推挤块、第一支撑杆、第二支撑杆、第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧、T形滑块、滑轨和轴台的支撑杆缓冲装置，所述冲击板和长孔板端部均通过轴台与伸缩管壁外侧壁转动连接，所述冲击板和长孔板通过推挤块呈上下滑动连接，且推挤块设置在冲击板上，所述冲击板和长孔板分别通过第一支撑杆和第二支撑杆与固定筒和滑动筒滑动连接，所述第一支撑杆和第二支撑杆外侧壁分别套设有第一缓冲弹簧和第二缓冲弹簧，所述第一缓冲弹簧两端分别与固定筒和冲击板固定连接，所述第二缓冲弹簧两端分别与滑动筒和长孔板固定连接，所述固定筒与蓄水箱内侧壁固定连接，所述T形滑块固定设置在滑动筒靠近蓄水箱一端，且T形滑块在蓄水箱内侧壁上设置的滑轨上滑动，所述L形弯折水管弯折部位末端侧壁上与伸缩管壁之间设置有限位装置，所述限位装置包括U形块、支撑台、水流冲击板、转动轴、转动板、圆柱杆、限位块、环形滑槽、弹簧放置孔、弹簧放置槽和复位弹簧，所述U形块设置在伸缩管壁内，所述支撑台设置在L形弯折水管弯折部位外圈侧壁上开设的滑动孔侧壁上，所述转动板通过支撑台上设置的转动轴与支撑台转动连接，所述水流冲击板和圆柱杆分别设置在转动板两端，且圆柱杆设置在转动板底部，所述U形块顶部开设有环形滑槽，且圆柱杆在环形滑槽内滑动，所述限位块设置在U形块侧边，所述弹簧放置孔和弹簧放置槽分别开设在U形块和支撑台上，所述复位弹簧穿过弹簧放置孔，且复位弹簧两端分别与弹簧放置槽槽底与限位块固定连接。
优选地，所述伸缩管壁内侧壁的曲面与L形弯折水管弯折部分水管内壁曲面相适配。
优选地，所述长孔板上开设有条形滑动槽，且滑动槽与推挤块相适配滑动。
优选地，所述水流冲击板顶部与转动板顶部齐平，且水流冲击板面积最大的一面朝向水流流动方向。
优选地，所述环形滑槽为圆弧槽，所述转动轴半径与转动板长度相同，且环形滑槽槽宽与圆柱杆直径相同，所述环形滑槽靠近支撑台一端的切线与弹簧放置孔轴线平行。
优选地，所述限位块与环形滑槽的内环壁最高点齐平。
优选地，所述复位弹簧处于自然状态时复位弹簧位于弹簧放置槽内。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用限位块与环形滑槽的内环壁最高点齐平，这样设计的目的是在U形块远离支撑台时，会被圆柱杆和限位块在相互分离的路径上进行限位，保证在水流冲击板被水流冲击的条件下，U形块和支撑台不会分开，由此可得在阀门未关闭时，即使水流冲击L形弯折水管弯折处的伸缩管壁，由于伸缩管壁靠近限位装置端不会活动，这样可以确保长孔板和第二支撑杆不会在滑动筒中滑动。
2、本发明采用冲击板上的推挤块在长孔板内滑动，可以通过力的分解得知冲击板对长孔板的作用力可以分解为沿着长孔板和与长孔板垂直的两个方向上，在沿着长孔板方向的力会作用在伸缩管壁上，这样伸缩管壁两端都会受力，使得伸缩管壁能够稳定的在L形弯折水管上滑动；在沿着与长孔板垂直方向上的力会通过滑动筒上的T形滑块在滑轨上滑动，让L形弯折水管内的水从伸缩管壁与L形弯折水管产生的缝隙中流到蓄水箱内。
附图说明
图1为本发明提出的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置的结构示意图；
图2为图1中A处的结构放大示意图；
图3为本发明提出的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置的上下二等角轴侧图；
图4为图3中B处的结构放大示意图；
图5为本发明提出的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置的俯视图；
图6为本发明提出的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置中限位装置的结构示意图。
图中：1 L形弯折水管、2伸缩管壁、3蓄水箱、4固定筒、5滑动筒、6冲击板、7长孔板、8推挤块、9第一支撑杆、10第二支撑杆、11第一缓冲弹簧、12第二缓冲弹簧、13 T形滑块、14滑轨、15轴台、16 U形块、17支撑台、18水流冲击板、19转动轴、20转动板、21圆柱杆、22限位块、23环形滑槽、24弹簧放置孔、25弹簧放置槽、26复位弹簧、27限位装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-6，一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，包括L形弯折水管1，L形弯折水管1弯折部位外圈侧壁上开设有滑动孔，且滑动孔上设置有可以滑动的伸缩管壁2，伸缩管壁2内侧壁的曲面与L形弯折水管1弯折部分水管内壁曲面相适配，这样可以保证L形弯折水管1弯折部分水管内壁是光滑曲面，便于水流的流动。
L形弯折水管1弯折部位外圈侧壁上设置有蓄水箱3，蓄水箱3内设置含有固定筒4、滑动筒5、冲击板6、长孔板7、推挤块8、第一支撑杆9、第二支撑杆10、第一缓冲弹簧11、第二缓冲弹簧12、T形滑块13、滑轨14和轴台15的支撑杆缓冲装置，冲击板6和长孔板7端部均通过轴台15与伸缩管壁2外侧壁转动连接，冲击板6和长孔板7通过推挤块8呈上下滑动连接，且推挤块8设置在冲击板6上，长孔板7上开设有条形滑动槽，且滑动槽与推挤块8相适配滑动，此时冲击板6上的推挤块8在长孔板7内滑动，可以通过力的分解得知冲击板6对长孔板7的作用力可以分解为沿着长孔板7和与长孔板7垂直的两个方向上。
冲击板6和长孔板7分别通过第一支撑杆9和第二支撑杆10与固定筒4和滑动筒5滑动连接，第一支撑杆9和第二支撑杆10外侧壁分别套设有第一缓冲弹簧11和第二缓冲弹簧12，第一缓冲弹簧11两端分别与固定筒4和冲击板6固定连接，第二缓冲弹簧12两端分别与滑动筒5和长孔板7固定连接，固定筒4与蓄水箱3内侧壁固定连接，在沿着长孔板7方向的力会作用在伸缩管壁2上，这样伸缩管壁2两端都会受力，使得伸缩管壁2能够稳定的在L形弯折水管1上滑动。
T形滑块13固定设置在滑动筒5靠近蓄水箱3一端，且T形滑块13在蓄水箱3内侧壁上设置的滑轨14上滑动，在沿着与长孔板7垂直方向上的力会通过滑动筒5上的T形滑块13在滑轨14上滑动，让L形弯折水管1内的水从伸缩管壁2与L形弯折水管1产生的缝隙中流到蓄水箱3内，避免冲击在伸缩管壁2上的水堆积，从而造成L形弯折水管1弯折部分破损。
L形弯折水管1弯折部位末端侧壁上与伸缩管壁2之间设置有限位装置27，限位装置27包括U形块16、支撑台17、水流冲击板18、转动轴19、转动板20、圆柱杆21、限位块22、环形滑槽23、弹簧放置孔24、弹簧放置槽25和复位弹簧26，U形块16设置在伸缩管壁2内，支撑台17设置在L形弯折水管1弯折部位外圈侧壁上开设的滑动孔侧壁上，转动板20通过支撑台17上设置的转动轴19与支撑台17转动连接，水流冲击板18和圆柱杆21分别设置在转动板20两端，水流冲击板18顶部与转动板20顶部齐平，且水流冲击板18面积最大的一面朝向水流流动方向，确保湍急的水流会冲击水流冲击板18，转动的水流冲击板18带动转动板20绕着转动轴19转动。
需要说明的是，圆柱杆21设置在转动板20底部，U形块16顶部开设有环形滑槽23，且圆柱杆21在环形滑槽23内滑动，环形滑槽23为圆弧槽，转动轴19半径与转动板20长度相同，且环形滑槽23槽宽与圆柱杆21直径相同，可以保证转动板20带动圆柱杆21在环形滑槽23内稳定滑动。
环形滑槽23靠近支撑台17一端的切线与弹簧放置孔24轴线平行，这样可以保证当转动板20带着圆柱杆21到达环形滑槽23末端时，U形块16远离支撑台17不再受圆柱杆21影响。
限位块22设置在U形块16侧边，限位块22与环形滑槽23的内环壁最高点齐平，这样设计的目的是在U形块16远离支撑台17时，会被圆柱杆21和限位块22在相互分离的路径上进行限位，保证在水流冲击板18被水流冲击的条件下，U形块16和支撑台17不会分开，同时可以确保伸缩管壁2在阀门未关闭时，伸缩管壁2无法在L形弯折水管1上滑动，则L形弯折水管1内的水不会流入蓄水箱3中；
在关闭阀门时，由于延迟性，L形弯折水管1靠近限位装置27处的水流会停止流动，而后面的水会依旧流动，并冲击L形弯折水管1侧壁上的伸缩管壁2，需要说明的是，此时水流冲击板18上没有了水流的冲击，转动板20会在复位弹簧26的作用下，带动转动板20绕着限位块22发生转动，而转动板20端部的圆柱杆21会在环形滑槽23内滑动，这样当U形块16和支撑台17分开时，则限位块22不会对转动板20有限位效果。
弹簧放置孔24和弹簧放置槽25分别开设在U形块16和支撑台17上，复位弹簧26穿过弹簧放置孔24，且复位弹簧26两端分别与弹簧放置槽25槽底与限位块22固定连接，复位弹簧26处于自然状态时复位弹簧26位于弹簧放置槽25内，这样确保水流冲击板18上没有了水流的冲击，转动板20会在复位弹簧26的作用下，带动转动板20绕着限位块22发生转动，而转动板20端部的圆柱杆21会在环形滑槽23内滑动，这样当U形块16和支撑台17分开时，则限位块22不会对转动板20有限位效果。
本发明的工作原理如下：首先在L形弯折水管1中有流动的水，水流方向自右向左，在阀门没有关闭时，流动的水流会冲击L形弯折水管1的弯折部位的侧壁，而此时限位装置27处的水流依旧流动，则湍急的水流会冲击水流冲击板18，转动的水流冲击板18带动转动板20绕着转动轴19转动，复位弹簧26为最长的拉伸长度，而此时转动板20端部底面的圆柱杆21位于限位块22上方，需要说明的是，限位块22与环形滑槽23的内环壁最高点齐平，这样设计的目的是在U形块16远离支撑台17时，会被圆柱杆21和限位块22在相互分离的路径上进行限位，保证在水流冲击板18被水流冲击的条件下，U形块16和支撑台17不会分开，由此可得在阀门未关闭时，即使水流冲击L形弯折水管1弯折处的伸缩管壁2，由于伸缩管壁2靠近限位装置27端不会活动，这样可以确保长孔板7和第二支撑杆10不会在滑动筒5中滑动，同时由于长孔板7的位置不动，就会导致冲击板6上的推挤块8不会在长孔板7上发生位移，参照图5所示，冲击板6和长孔板7不发生位移，由此可以确保伸缩管壁2在阀门未关闭时，伸缩管壁2无法在L形弯折水管1上滑动，则L形弯折水管1内的水不会流入蓄水箱3中。
然后在关闭阀门时，由于延迟性，L形弯折水管1靠近限位装置27处的水流会停止流动，而后面的水会依旧流动，并冲击L形弯折水管1侧壁上的伸缩管壁2，需要说明的是，此时水流冲击板18上没有了水流的冲击，转动板20会在复位弹簧26的作用下，带动转动板20绕着限位块22发生转动，而转动板20端部的圆柱杆21会在环形滑槽23内滑动，这样当U形块16和支撑台17分开时，则限位块22不会对转动板20有限位效果。
需要说明的是，环形滑槽23为圆形为转动轴19半径为转动板20长度的圆弧槽，且环形滑槽23槽宽与圆柱杆21直径一样，可以保证转动板20带动圆柱杆21在环形滑槽23内稳定滑动。
此时，L形弯折水管1内的水再次冲击伸缩管壁2，则会导致伸缩管壁2在L形弯折水管1内滑动，而伸缩管壁2右端最先受到水流冲击，伸缩管壁2会挤压冲击板6，而此时冲击板6带着第一支撑杆9在固定筒4内滑动，需要说明的是，此时冲击板6上的推挤块8在长孔板7内滑动，可以通过力的分解得知冲击板6对长孔板7的作用力可以分解为沿着长孔板7和与长孔板7垂直的两个方向上，在沿着长孔板7方向的力会作用在伸缩管壁2上，这样伸缩管壁2两端都会受力，使得伸缩管壁2能够稳定的在L形弯折水管1上滑动；在沿着与长孔板7垂直方向上的力会通过滑动筒5上的T形滑块13在滑轨14上滑动，让L形弯折水管1内的水从伸缩管壁2与L形弯折水管1产生的缝隙中流到蓄水箱3内，避免冲击在伸缩管壁2上的水堆积，从而造成L形弯折水管1弯折部分破损。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，包括L形弯折水管(1)，其特征在于，所述L形弯折水管(1)弯折部位外圈侧壁上开设有滑动孔，且滑动孔上设置有可以滑动的伸缩管壁(2)，所述L形弯折水管(1)弯折部位外圈侧壁上设置有蓄水箱(3)，所述蓄水箱(3)内设置含有固定筒(4)、滑动筒(5)、冲击板(6)、长孔板(7)、推挤块(8)、第一支撑杆(9)、第二支撑杆(10)、第一缓冲弹簧(11)、第二缓冲弹簧(12)、T形滑块(13)、滑轨(14)和轴台(15)的支撑杆缓冲装置，所述冲击板(6)和长孔板(7)端部均通过轴台(15)与伸缩管壁(2)外侧壁转动连接，所述冲击板(6)和长孔板(7)通过推挤块(8)呈上下滑动连接，且推挤块(8)设置在冲击板(6)上，所述冲击板(6)和长孔板(7)分别通过第一支撑杆(9)和第二支撑杆(10)与固定筒(4)和滑动筒(5)滑动连接，所述第一支撑杆(9)和第二支撑杆(10)外侧壁分别套设有第一缓冲弹簧(11)和第二缓冲弹簧(12)，所述第一缓冲弹簧(11)两端分别与固定筒(4)和冲击板(6)固定连接，所述第二缓冲弹簧(12)两端分别与滑动筒(5)和长孔板(7)固定连接，所述固定筒(4)与蓄水箱(3)内侧壁固定连接，所述T形滑块(13)固定设置在滑动筒(5)靠近蓄水箱(3)一端，且T形滑块(13)在蓄水箱(3)内侧壁上设置的滑轨(14)上滑动，所述L形弯折水管(1)弯折部位末端侧壁上与伸缩管壁(2)之间设置有限位装置(27)，所述限位装置(27)包括U形块(16)、支撑台(17)、水流冲击板(18)、转动轴(19)、转动板(20)、圆柱杆(21)、限位块(22)、环形滑槽(23)、弹簧放置孔(24)、弹簧放置槽(25)和复位弹簧(26)，所述U形块(16)设置在伸缩管壁(2)内，所述支撑台(17)设置在L形弯折水管(1)弯折部位外圈侧壁上开设的滑动孔侧壁上，所述转动板(20)通过支撑台(17)上设置的转动轴(19)与支撑台(17)转动连接，所述水流冲击板(18)和圆柱杆(21)分别设置在转动板(20)两端，且圆柱杆(21)设置在转动板(20)底部，所述U形块(16)顶部开设有环形滑槽(23)，且圆柱杆(21)在环形滑槽(23)内滑动，所述限位块(22)设置在U形块(16)侧边，所述弹簧放置孔(24)和弹簧放置槽(25)分别开设在U形块(16)和支撑台(17)上，所述复位弹簧(26)穿过弹簧放置孔(24)，且复位弹簧(26)两端分别与弹簧放置槽(25)槽底与限位块(22)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，其特征在于，所述伸缩管壁(2)内侧壁的曲面与L形弯折水管(1)弯折部分水管内壁曲面相适配。
3.根据权利要求1所述的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，其特征在于，所述长孔板(7)上开设有条形滑动槽，且滑动槽与推挤块(8)相适配滑动。
4.根据权利要求1所述的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，其特征在于，所述水流冲击板(18)顶部与转动板(20)顶部齐平，且水流冲击板(18)面积最大的一面朝向水流流动方向。
5.根据权利要求1所述的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，其特征在于，所述环形滑槽(23)为圆弧槽，所述转动轴(19)半径与转动板(20)长度相同，且环形滑槽(23)槽宽与圆柱杆(21)直径相同，所述环形滑槽(23)靠近支撑台(17)一端的切线与弹簧放置孔(24)轴线平行。
6.根据权利要求1所述的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，其特征在于，所述限位块(22)与环形滑槽(23)的内环壁最高点齐平。
7.根据权利要求1所述的一种弯折水流管道水锤效应抵消装置，其特征在于，所述复位弹簧(26)处于自然状态时复位弹簧(26)位于弹簧放置槽(25)内。
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