CN206670700U - 一种渠道毕托管分流式量水计 - Google Patents

Abstract

一种渠道毕托管分流式量水计，包括主管道和分流支管，所述主管道由直管段、微收缩段和尾管段依次首尾相接构成，直管段与渠道涵管同径密封连接，分流支管水平安装在主管道侧面，由直角毕托管、支管和测压管组成，直角毕托管安装在主管道直管段均速点位置附近并正对管道流速方向，测压管位于尾管段侧面，开口垂直于流速方向，直角毕托管的水平段位于主管道直管段的内部且距离内壁0.125 D₀处固定，D₀为主管道直管段的公称直径，直角毕托管的垂直段外端口通过支管连通至测压管的外端口，在分流支管上安装水车式水表。本实用新型结构简单，加工、安装方便，造价低；水头损失小，不易渠前雍水；可广泛应用于农业灌溉用水和污水处理等场合的计量，计量精度高。

Description

一种渠道毕托管分流式量水计

技术领域

本实用新型涉及一种渠道灌溉水计量工具，尤其是一种渠道毕托管分流式量水计。

背景技术

目前，现有的灌区渠道量水设施有明渠电磁流量计、量水堰槽、农用分流式流量计等，一般结构复杂、建设成本高、造价高；不能满足面广量大的农业灌溉计量需要。

现有的农用分流式量水计是利用文丘利(Venturi)管为主管，由进水直管、收缩管段、喉管段、尾管段四个部分组成，在其喉管部位接一分支管，分支管的进口设在主管上或与上游水位相连，支管中间安装水表。量水计主管的压差与支管的压差是相同的，此压差(H)与量水计的主管流量(Q)和支管流量(q)的平方均成正比。量水计的主管流量与支管流量的比值M在一定压差范围内是常数，与压差大小无关。由水表测得的支管过水量乘以M值即为主管的总过水量。

上述现有的农用分流式量水计结构复杂，加工、安装不便，造价较高；农用分流式量水计采用文丘利原理的收缩管段、喉管段水头损失大，在平原区比降小的渠道上安装，经多年应用实践证明，易造成量水计前渠道雍水出渠；农用分流式量水计分流支管采用普通旋翼水表，水中杂质易堵塞水表，影响测流精度。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提供一种渠道毕托管分流式量水计，结构简单，加工、安装方便，造价低；水头损失小，不易渠前雍水；适用含少量水草和小颗粒固体的灌溉水，可广泛应用于农业灌溉用水和污水处理等场合的计量，计量精度高。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：包括主管道和分流支管，所述主管道由直管段、微收缩段和尾管段依次首尾相接构成，直管段与渠道涵管同径密封连接，分流支管水平安装在主管道侧面，由直角毕托管、支管和测压管组成，直角毕托管安装在主管道直管段均速点位置附近并正对管道流速方向，测压管位于尾管段侧面，开口垂直于流速方向，直角毕托管的水平段位于主管道直管段的内部且距离内壁0.125D₀处固定，D₀为主管道直管段的公称直径，直角毕托管的垂直段外端口通过支管连通至测压管的外端口，在分流支管上安装水车式水表。

相比现有的农用分流式量水计，本实用新型的一种渠道毕托管分流式量水计，是集成利用毕托管差压与文丘利(Venturi)管差压原理，具有以下优点：本发明只有直管段、微收缩段、尾管段三个部分组成，结构简单，加工、安装方便，造价低；本发明集成采用毕托管差压及文丘利主管与微收缩段后的尾管段差压设计，减少了收缩段、喉管的变径，仅有直管段、微收缩段、尾管段三个部分组成，水头损失小，不易渠前雍水；本发明分流支管采用水车式水表计量读数，是一种可拆卸防堵塞式水表，适用含少量水草和小颗粒固体的灌溉水，可广泛应用于农业灌溉用水和污水处理等场合的计量，防堵性能优异，能防止水中泥沙和杂草的缠绕，提高了计量精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的侧视图。

图中，1、直管段，2、直角毕托管，3、水车式水表，4、支管，5、微收缩段，6、测压管，7、尾管段。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

图1示出了本实用新型一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种渠道毕托管分流式量水计，包括主管道和分流支管，所述主管道由直管段1、微收缩段5和尾管段7依次首尾相接构成，直管段1与渠道涵管同径密封连接，分流支管水平安装在主管道侧面，由直角毕托管2、支管4和测压管6组成，直角毕托管2安装在主管道直管段1均速点位置附近并正对管道流速方向，测压管6位于尾管段7侧面，开口垂直于流速方向，直角毕托管2的水平段位于主管道的直管段1的内部且距离内壁0.125D₀处固定，D₀为主管道直管段1的公称直径，直角毕托管2的垂直段外端口通过支管4连通至测压管6的外端口，在分流支管上安装水车式水表3。该水表防堵性能优异，能防止水中泥沙和杂草的缠绕，适用含少量和小颗粒固体的水，可广泛应用于农业灌溉用水和污水处理等场合的计量。

其中，所述尾管段7与直管段1的管径之间的比值为0.8。

当本实施例中所述分流支管选用内壁光滑的PVC管材制作而成时，由于PVC管材内壁光滑的阻力系数小、水头损失小，因此可以提高测量精度；主管道可选用内壁光滑的砼管、钢筋砼管、钢管或PVC管材等材料制作。

本实用新型所应用的技术原理如下：

通过某一过水断面中水量对于某一固定有压管道断面，过水断面面积S为已知常数，欲求Q_t，只需求出即可。由水力学可知，在圆管道水流断面上，各点流速不等，但流速分布有规律可循，如果能够找到过水断面的一个点，该流速可代表整个圆断面的平均流速的话，那么，只要测试量出该点的流速，就可计算出流过该管道的流量。

1.均速点位置的确定：

水力学告诉我们，在管道内的流体流速分布状态有层流和紊流两类，流体的速度分布状态与流体的粘度、管径、速度有关，通常用雷诺数Re来表征流体的流动状态。当Re≤2320时为层流，Re远大于2320时为紊流。由大量事实表明，圆管道的流速分布多是紊流状态。紊流状态可用流体力学中的尼古拉兹经验公式表示：

式中：U(r)——圆管道内任一点的流速；

Vc——圆管道内中心轴上的流速；

R——圆管道的半径；

r——被测点到圆轴中心的距离；

n——管道流体的雷诺数指数。

通过对公式(1)的面积分，再除以圆面积，即可求出平均流速

通常，紊流管道的雷诺数都大于5000，由尼古拉兹实验数据或按有关公式计算，n值大约在7-11之间，于是可得y大约在0.25R，当然这是对光滑管道推导。对粗糙管道，由于在管壁处具有更大切力，它将阻止更多的流体流动。即一定的雷诺数，粗糙度增大时，速度分布曲线则变得稍尖些，y值可能增大。同样，一定的粗糙度条件下，雷诺数增大，y值减小，在一些标准中，以n＝7代入(3)式，y＝0.242R作为平均流速点的位置，即测得管道内壁为管道的0.121D₀处的流速，作为断面平均流速就可计算出过水断面的流量Q。

2.量水原理

由水力学可知：在输水管道直线段的恒定流中，参见图1，两过水断面A、B流量相等，两过水断面能量方程为：

主管道流量公式为：

式中：h_AB——AB两点间的压差值；

D——主管道尾管段7的公称直径；

为收缩率；

D₀——主管道直管段1的公称直径；

μ——流量系数，由试验确定。

支管4流量公式为：

式中：h_AB——AB两点间的压差值；

ε_支——支管4总局部水头损失系数；

d——支管4水表公称直径。

由式(2)、(3)得出，流量比为：

式中D、d、ρ均为常数，μ为与D、d、ρ相关的常数。如果ε_支保持常数不变，则流量比m亦为常数。

式中：W——量水计在t时段内的过水总量；

w——水表在t时段内的过水量，即为通水前后水表两次读数差值。

由式(5)可以得出：在同一时段内量水计的过水总量与水表过水量成正比，与供水压差无关。此即为该量水计的量水原理。

该量水计原理可靠，不受流速限制，放大比值M同一，测流范围大，量水精度高；计量表安装在旁路上，结构简单，阻力件小，水头损失小，不影响主管流量，流通能力大，不消耗能源；不受温度、电导率、粘性等物理参数影响，适应各种管径的输水管道安装，灵敏度高；制作工艺简单，操作安装方便，维护检修工作量小，造价低。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种渠道毕托管分流式量水计，其特征是：包括主管道和分流支管，所述主管道由直管段(1)、微收缩段(5)和尾管段(7)依次首尾相接构成，直管段(1)与渠道涵管同径密封连接，分流支管水平安装在主管道侧面，由直角毕托管(2)、支管(4)和测压管(6)组成，直角毕托管(2)安装在主管道直管段(1)均速点位置附近并正对管道流速方向，测压管(6)位于尾管段(7)侧面，开口垂直于流速方向，直角毕托管(2)的水平段位于主管道直管段(1)的内部且距离内壁0.125 D₀处固定，D₀为主管道直管段(1)的公称直径，直角毕托管(2)的垂直段外端口通过支管(4)连通至测压管(6)的外端口，在分流支管上安装水车式水表(3)。

2.根据权利要求1所述的一种渠道毕托管分流式量水计，其特征是：所述直管段(1)的前端部与涵管之间进行同径密封连接，涵管内的水流直接流入主管道的直管段(1)。

3.根据权利要求1或2所述的一种渠道毕托管分流式量水计，其特征是：所述主管道的尾管段(7)与直管段(1)的管径之间的比值为0.8。

4.根据权利要求3所述的一种渠道毕托管分流式量水计，其特征是：所述分流支管选用内壁光滑的PVC管材制作而成，主管道选用内壁光滑的砼管、钢筋砼管、钢管或PVC管材制作。