CN204512680U - 一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，包括三通接头和分别接在三通接头的上接头、下接头、横接头上的上立管、下立管、横管，在上立管和下立管内壁沿立管轴线方向同轴设置有一螺旋单叶片，螺旋单叶片的根部与上立管和下立管内壁的连接处为圆弧过渡结构。本实用新型具有排水能大、排水压力波动小、排水噪声小等优点。

Description

一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统

技术领域

本实用新型涉及建筑排水管领域，特别涉及一种特殊排水性能(具有排水能大、排水压力波动小、排水噪声小等优点)的带螺旋单叶片塑料管道排水系统。

背景技术

塑料管是一种建筑排水常用的管材，但由于塑料管材内壁光滑，摩擦阻力小，用于建筑排水立管时，水流速度较高，当流量稍大时，容易形成水塞流(水塞流：是指建筑排水立管用于重力排水时，当流量过大、附着在管壁的水膜厚度过大或受到结构的影响水流形成中央水团在管道内下落，形成管道内下落的团塞状水流。在这种水流状态下，水流受管壁摩擦阻力影响小，下速度降快，在重力的作用下形成加速流动。造成压力波动剧烈，水流噪声大，容易造成卫生间地漏水封破坏，出现返臭现象。)，造成管内出现较大的压力波动和卫生间返臭。这个缺点限制了塑料管材排水能力的提高。为了解决这个问题，近十多年一种新型内螺旋塑料排水管材被研制出来，并被广泛推广应用。

参见图1至图3所示，目前的内螺旋塑料排水管材10的结构特征是在管材内壁11具有数条一定螺距一定高度的三角形螺旋肋筋12，三角形螺旋肋筋12的根部与管材内壁11的连接处13无圆弧过渡。三角形螺旋肋筋12的目的是使沿管壁下落的水流形成螺旋形附壁水流(螺旋形附壁水流：是指建筑排水立管用于重力排水时，水流附着在管道内壁呈螺旋形下落，形成沿管道内壁下落的螺旋形膜状水流。在这种水流状态下，水流在管壁摩擦阻力和旋转离心力的作用下下落速度降低，形成匀速流动，水膜厚度增加。有利于改善管道排水性能，降低压力波动，防止卫生间地漏返臭，降低水流噪声，提高排水能力。)，降低水流下落速度，增加管壁摩擦阻力，以达到降低立管排水时的压力波动，防止地漏水封破坏，减少卫生间返臭现象的发生。在排水流量较小的情况下，管内压力波动和水流下落速度明显降低。内螺旋塑料排水管材10排水能力也较光壁塑料管有所提高。

但是在实际使用和排水能力测试时，当排水量增大时，内螺旋塑料排水管材10内产生较大的压力波动和振动噪声。结合图4所示，其原因在于：1)受到重力和管壁摩擦阻力的影响，沿管壁下落的水流1是越过三角形螺旋肋筋12沿管壁流动的，无法沿着三角形螺旋肋筋12形成螺旋水流；2)当水流1沿管壁下落流经三角形螺旋肋筋12表面时，由于三角形螺旋肋筋12表面曲率极大(曲率半径极小)，根据流体附壁效应(附壁效应：是指流体(水流或气流)有离开本来的流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向。当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时，流体的流速会减慢。只要物体表面的曲率不是太大，依据流体力学中的伯努利定律，流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流动。)的理论，水流1具有离开曲率极大面向立管中心运动的强烈倾向，且排水量越大，水流1向立管中心运动的水量越大。造成水流1在管内剧烈波动，形成交替冲击管壁下落的水塞流，阻塞管内气流通道，造成压力波动急剧升高，噪声增大，从而出现水封破坏，卫生间返臭现象的发生。

所以利用上述内螺旋塑料排水管材构成的排水系统也会存在上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有的立管系统在排水量增大时容易出现压力波动、破坏水封、地漏返臭、噪声增大等不足和缺陷，通过改变现有的内螺旋塑料排水管材的螺旋肋筋结构形状，提供一种达到改变排水立管内下落水流形态、降低排水时管内压力波动、降低下落水流速度、避免水封破坏和卫生间返臭、降低排水噪声、提高排水能力等目的的带螺旋单叶片塑料管道排水系统。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，包括三通接头和分别接在所述三通接头的上接头、下接头、横接头上的上立管、下立管、横管，其特征在于，在所述上立管和下立管内壁沿立管轴线方向同轴设置有一螺旋单叶片，所述螺旋单叶片的根部与所述上立管和下立管内壁的连接处为圆弧过渡结构。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述螺旋单叶片的截面结构为等腰梯形结构，其中所述螺旋单叶片的根部为该等腰梯形结构的较长的底。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述三通接头的下连接管段内壁设置有一螺旋导流叶片，所述三通接头的上连接管段的底部内壁设置有内翻弧形导流边。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述内翻弧形导流边的弧形导向与所述螺旋导流叶片顶部的螺旋导向相适配。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述下连接管段为由上至下渐缩的锥形结构。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述螺旋单叶片的高度为4～15mm。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述圆弧过渡结构的曲率半径为1～5mm。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述螺旋单叶片的叶片螺距为400～760mm。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述螺旋导流叶片的螺距为400～760mm。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述上立管、下立管与所述螺旋单叶片采用塑料材料热塑挤出一体成型。

由于采用了如上的技术方案，本实用新型的螺旋单叶片的根部与上立管和下立管内壁的连接处为圆弧过渡结构，曲率大大减小(曲率半径增大)，依据流体附壁效应的理论，当管内水流沿管壁下落时，水流被吸附在管壁且不会离开，形成很好的附壁水膜流态，避免了水流向立管中央运动产生水塞流的情况，减小了管内压力的波动，提高了在一定压力波动范围内的排水流量，还避免了水流对管壁的交替冲击，使管道振动和排水噪声大大降低。再者，被吸附的水流受到管壁摩擦阻力的作用，下落速度大大降低，避免破坏水封，防止地漏返臭。由于下落水流被吸附在管壁，增加了管壁摩擦阻力对水流的作用，同时螺旋曲线状的水流下落路径延长了单位下落高度的水流运动长度，使水流下落速度进一步降低。再者，三通接头的内翻弧形导流边和螺旋导流叶片配合使用，在较大的排水量时仍可形成较好的附壁水流，避免直冲叶片和产生水跃，更好的通气效果，达到降低压力波动，提高排水能力；且单一的螺旋导流叶片可以避免多叶片多股水流汇聚，更好地降低水流下落速度，降低噪声，避免卫生间返臭，提高排水能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是目前现有技术的内螺旋塑料排水管材的外观结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是排水量增大时水流在现有技术的内螺旋塑料排水管材管内的流动状态示意图。

图5是本实用新型一种实施例的结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是本实用新型一种实施例的上立管的结构示意图。

图8是图7的主视图。

图9是图8的俯视图。

图10是本实用新型一种实施例的三通接头的结构示意图。

图11是图10的正视图。

图12是本实用新型一种实施例的三通接头工作原理示意图。

图13是本实用新型另一种实施例的结构示意图。

图14是图13的俯视图。

图15是本实用新型再一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本实用新型。

参见图5和图6所示的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，包括三通接头300和分别接在三通接头300的上接头310、下接头320、横接头330上的上立管100a、下立管100b、横管200。

结合图7至图9所示，上立管100a和下立管100b的结构相同，在此以上立管100a为例说明。上立管100a内壁110a沿立管轴线方向同轴设置有一螺旋单叶片120a。螺旋单叶片120a的根部121a与上立管内壁110的连接处为圆弧过渡结构130a，使得螺旋单叶片120a的根部121a与上立管内壁110a的连接处曲率大大减小，即曲率半径增大，当管内水流沿管壁下落时，水流被吸附在管壁且不会离开，形成很好的附壁水膜流态，避免了水流向立管中央运动产生水塞流的情况，减小了管内压力的波动，提高了在一定压力波动范围内的排水流量，还避免了水流对管壁的交替冲击，使管道振动和排水噪声大大降低。本实施例中优选的圆弧过渡结构130a的曲率半径为1～5mm。

本实施例中，螺旋单叶片120a的截面结构为等腰梯形结构140a，其中螺旋单叶片120a的根部121a为该等腰梯形结构140a的较长的底141a，螺旋单叶片120a的顶部为该等腰梯形结构140a的较短的底142a。而螺旋单叶片120a的高度为4～15mm，即等腰梯形结构140a的高为4～15mm。螺旋单叶片120a的叶片螺距为400～760mm。将螺旋单叶片120a设置为截面结构是等腰梯形结构，避免了传统的三角形螺旋肋筋因顶端尖锐而导致的水流具有离开曲率极大面向立管中心运动的强烈倾向问题，最大限度地提高水流的附壁效果。

由于地球自传方向，螺旋单叶片120a的螺旋方向可以根据具体地点而定，例如当使用地点位于北半球时，螺旋单叶片120a的螺旋方向沿轴线从上往下看为逆时针方向，以提高水流旋转效果。

本实用新型的上立管100a与螺旋单叶片120a采用塑料材料热塑挤出一体成型，塑料材料为聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯，本实用新型方便制作加工。

结合图10和图11所示，三通接头300的下连接管段321内壁设置有一螺旋导流叶片322，本实施例中的螺旋导流叶片322的螺距为400～760mm。由于地球自传方向，螺旋导流叶片322的螺旋方向可以根据具体地点而定，例如当使用地点位于北半球时，螺旋导流叶片322的螺旋方向沿轴线从上往下看为逆时针方向，以提高水流旋转效果。为了增加流速，本实施例中的下连接管段321为由上至下渐缩的锥形结构。三通接头300的上连接管段的底部内壁设置有内翻弧形导流边311。为了进一步避免由上部立管落下的水流直冲叶片和产生水跃，本实施例中的内翻弧形导流边311的弧形导向与螺旋导流叶片322顶部的螺旋导向相适配，使得经由内翻弧形导流边311导向的水流1a能够沿切线方向落在螺旋导流叶片322上(如图12所示)。

参见图12所示，上立管100a的水流经过内翻弧形导流边311的导向形成沿切线方向落在螺旋导流叶片322上的水流1a；而由三通接头300的横接头330流进的水流在重力的作用下也会形成倾斜向下的水流1b，落在螺旋导流叶片322上，所以在较大的排水量时仍可形成较好的附壁水流，避免直冲叶片和产生水跃，更好的通气效果，达到降低压力波动，提高排水能力。而且单一的螺旋导流叶片322可以避免多叶片多股水流汇聚，更好地降低水流下落速度，降低噪声，避免卫生间返臭，提高排水能力。

另外，本实用新型还可以应用在双立管系统中，参见图13和图14所示，可在三通接头300的侧部通过一斜管410连接另一立管400；或者参见图15所示，在下立管100b的侧部通过一斜管410连接另一立管400。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，包括三通接头和分别接在所述三通接头的上接头、下接头、横接头上的上立管、下立管、横管，其特征在于，在所述上立管和下立管内壁沿立管轴线方向同轴设置有一螺旋单叶片，所述螺旋单叶片的根部与所述上立管和下立管内壁的连接处为圆弧过渡结构。

2.如权利要求1所述的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，其特征在于，所述螺旋单叶片的截面结构为等腰梯形结构，其中所述螺旋单叶片的根部为该等腰梯形结构的较长的底。

3.如权利要求1或2所述的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，其特征在于，所述三通接头的下连接管段内壁设置有一螺旋导流叶片，所述三通接头的上连接管段的底部内壁设置有内翻弧形导流边。

4.如权利要求3所述的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，其特征在于，所述内翻弧形导流边的弧形导向与所述螺旋导流叶片顶部的螺旋导向相适配。

5.如权利要求4所述的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，其特征在于，所述下连接管段为由上至下渐缩的锥形结构。

6.如权利要求1所述的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，其特征在于，所述螺旋单叶片的高度为4～15mm。

7.如权利要求1所述的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，其特征在于，所述圆弧过渡结构的曲率半径为1～5mm。

8.如权利要求1所述的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，其特征在于，所述螺旋单叶片的叶片螺距为400～760mm。

9.如权利要求3所述的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，其特征在于，所述螺旋导流叶片的螺距为400～760mm。

10.如权利要求1所述的一种带螺旋单叶片塑料管道排水系统，其特征在于，所述上立管、下立管与所述螺旋单叶片采用塑料材料热塑挤出一体成型。