CN206787380U - 溢流布水器和水池内水均匀更新的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种溢流布水器和水池内水均匀更新的系统，所述溢流布水器包括布水器壳体(11)和布水器帽(12)，布水器壳体(11)为锥筒形结构，布水器帽(12)为片状结构，布水器帽(12)覆盖于布水器壳体(11)的底端外，布水器壳体(11)的底端与布水器帽(12)之间设有用于水流通过的条形间隙。水池内水均匀更新的系统能够提高蓄水池内循环系统的均匀性和平稳度。

Description

溢流布水器和水池内水均匀更新的系统

技术领域

本实用新型涉及蓄能布水技术领域，具体的是一种溢流布水器，还是一种水池内水均匀更新的系统。

背景技术

水池蓄水的形式有很多，常见的有迷宫式、隔膜式、多蓄冷水罐式和自然分层式。

多槽混合型又称迷宫型，是将蓄水储槽分隔成多个单元槽，单元槽间有序地采用堰或连通管连接，迂回曲折的流道减少回流热水和冷水的界面面积，以此减少斜温层体积。但其结构复杂、耗材多，热工性能也并不理想。该槽型为利用建筑物地下结构时较常用的方式。

空、实槽多槽切换型由两个以上储槽组成，一个储存冷水，一个储存回流热水，可确保冷温水不混合，由于该型必须设置一个空水槽，增加一次投资和维护费用，管理及运行控制较为复杂，其应用范围较窄。

自然分层式是利用水的密度随温度变化的特性，及冷水密度大，热水密度小，冷热水之间可以保持分层的状态。温度自然分层型(垂直流向型)借助于水的密度差异实现回流热水与槽内冷水的分隔，其结构简单，无须人工建造的隔离设施。水的导热系数(λ＝0.59W/m·k)低于常用建材(如混凝土，其λ＝0.98W/m·k)，因此，只需蓄冷槽内水温分层稳定，其冷热水的混合将受到很大程度的影响，是目前应用较多的一种。

目前常见的温度分层型蓄能水流分配装置的结构形式有同程管网、同心套管、配水盘、帽形稳流及周向蜗壳渐变等。

在分层型水蓄冷储槽中，为使水以重力流或活塞流平稳地导入槽内(或由槽内引出)，其关键是需在储槽的冷温水进口处设置稳流散流器，使水按不同温度相应的密度差异依次分层，形成并维持一个稳定的斜温层，以确保水流在储槽内均匀分配，扰动小。此斜温层流体力学特性可由弗鲁德准数(Fr)所决定，同时也受雷诺数(Re)准数的影响。自然分层散流分配管布水设置多为八角型、连续水平缝隙型、辐射圆盘型、条形等。以上各种方法的布水设置，有的由于布水管较长，布水强度受沿程阻力影响，均匀性欠佳。有的(如条形布水)由于单位长度流量过大的不能满足雷诺数(Re)的要求。

实用新型内容

为了提高蓄水池内循环系统的均匀性和平稳度，本实用新型提供了一种溢流布水器和水池内水均匀更新的系统，该水池内水均匀更新的系统进水支管采用“H”型同程布水的布置方案，保证每个蜂巢内的各个布水点的水流量相等，消除各个出水点的水流量不均匀的弊端，实现每个蜂巢内总水量相等。采用分隔垂帘组成相对独立的蜂巢结构，避免各个蜂巢之间的水的横向流动，避免横向流动引起的上下层水的混合和热量交换，实现水池内水的平稳更新。每个独立蜂巢内设置多个布水器，对称排布的布水器能够实现蜂巢内水流的平稳均匀上升，实现活塞流动，避免射流对蜂巢内水的过度扰动。回水管路的设计和进水管路采用对称结构，实现水池内水的均匀排出，保证每个独立蜂巢内的排出水流量相等。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种溢流布水器，包括布水器壳体和布水器帽，布水器壳体为锥筒形结构，布水器帽为片状结构，布水器帽覆盖于布水器壳体的底端外，布水器壳体的底端与布水器帽之间设有用于水流通过的条形间隙。

布水器帽为球冠形，布水器帽的中心线与布水器壳体的中心线重合，布水器帽的底端与布水器壳体的底端的朝向相反，布水器帽的底端的直径大于布水器壳体的底端的直径。

布水器壳体内设有均流挡板，布水器壳体的中心线与均流挡板所在的平面垂直，均流挡板与布水器壳体的内表面卡接固定。

均流挡板的边缘与布水器壳体的内表面之间设有用于水流通过的缝隙，均流挡板到布水器壳体底端的距离小于均流挡板到布水器壳体顶端的距离。

布水器帽通过多个支撑件与布水器壳体连接固定，多个支撑件沿布水器壳体的周向均匀分布，支撑件位于布水器壳体内，而且支撑件位于布水器帽和均流挡板之间。

支撑件为片状，支撑件沿布水器壳体的径向设置，支撑件的边缘由依次连接的外顶边、外底边和内侧边组成，该外顶边与布水器帽的内表面匹配连接固定，该外底边与布水器壳体的内表面匹配连接固定，该内侧边与布水器壳体的中心线平行，该内侧边到布水器壳体的中心线的距离大于或等于均流挡板的半径。

所述溢流布水器还包括直角弯头，直角弯头的一端与布水器壳体的顶端对应密封连接。

一种水池内水均匀更新的系统，包括进水管线、回水管线和分隔垂帘阵列，该分隔垂帘阵列含有呈规则的行列排布的多个分隔垂帘，分隔垂帘为两端开放的直立的筒状结构，该进水管线含有进水干管和多条次级进水支管，该回水管线含有回水干管和多条次级回水支管，该进水管线位于该分隔垂帘阵列的下方，该回水管线位于该分隔垂帘阵列的上方，次级进水支管的端部连接有H形进水布水支管，次级回水支管的端部连接有H形回水布水支管，H形进水布水支管和H形回水布水支管的端部均连接有溢流布水器，该溢流布水器为上述的溢流布水器。

所述进水管线和回水管线上下互为镜像，次级进水支管和次级回水支管上均设有流量计和调节阀，与H形进水布水支管连接的溢流布水器和与H形回水布水支管连接的溢流布水器上下一一对应设置，每个分隔垂帘与至少一对上下设置的溢流布水器相对应。

每个分隔垂帘与八对上下设置的溢流布水器相对应；与H形进水布水支管连接的溢流布水器的布水器壳体的底端朝上，与H形回水布水支管连接的溢流布水器的布水器壳体的底端也朝上；或者，与H形进水布水支管连接的溢流布水器的布水器壳体的底端朝上，与H形回水布水支管连接的溢流布水器的布水器壳体的底端朝下。

本实用新型的有益效果是：

1、首次提出在水池底部采用“H”型同程布水的布置方案，每个进水管安装流量计和调节阀，实现每根水管的水量的精确控制，也可在几个布水器组成布水单元组的管路上布置安装流量计和调节阀，实现对较大区域的流量调节和监测。

2、同时在水池内通过设置分隔垂帘的方案，实现水池内部分隔成多个独立的小型蜂巢结构，消除水池内水流的横向流动，实现每个蜂巢内能够实现相等水量的更新，实现每个小蜂巢内水流的活塞上升流，保证水池内水形成稳定的温度梯度，实现冷水和热水的稳定分层，减小混水层的高度。

3、蜂巢结构的大小可以根据实际水池大小规格和形状、以及对应的布水器的数量进行改变，既可以采用单个蜂巢对应单个布水器，也可单个蜂巢对应多个布水器布置方式，实现单个蜂巢内水流量的均匀分布，实现蜂巢内水的活塞流动，避免上下层水形成对流和混合。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是溢流布水器与H形进水布水支管连接的主视图。

图2是溢流布水器与H形进水布水支管连接的俯视图。

图3是溢流布水器的剖视图。

图4是布水器壳体的俯视图。

图5是第一种均流挡板的俯视图。

图6是第二种均流挡板的俯视图。

图7是第三种均流挡板的俯视图。

图8是本实用新型所述水池内水均匀更新的系统的主视图。

图9是本实用新型所述水池内水均匀更新的系统的左视图。

图10是图8中的局部放大示意图。

图11是进水管线的俯视图。

图12是回水管线的俯视图。

图13是第一种进水管网布置的俯视图。

图14是第二种进水管网布置的俯视图。

图15是第三种进水管网布置的俯视图。

1、分隔垂帘；2、进水干管；3、次级进水支管；4、回水干管；5、次级回水支管；6、H形进水布水支管；7、H形回水布水支管；8、溢流布水器；

11、布水器壳体；12、布水器帽；13、均流挡板；14、支撑件；15、直角弯头；16、水流通孔；

21、水面；22、水池壁；23、流量计；24、调节阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种溢流布水器，包括布水器壳体11和布水器帽12，布水器壳体11为锥筒形结构，布水器帽12为片状结构，布水器帽12覆盖于布水器壳体11的底端外，布水器壳体11的底端与布水器帽12之间设有用于水流通过的条形间隙，如图1至图4所示。

在本实施例中，布水器壳体11的横断面可以为圆形、方形或三角形等，布水器壳体11的纵断面可以为等腰梯形，布水器帽12为球冠形，布水器帽12的中心线与布水器壳体11的中心线重合，布水器帽12的底端与布水器壳体11的底端的朝向相反，如图3所示，布水器帽12的底端朝下，布水器壳体11的底端的朝上，布水器帽12的底端的直径大于布水器壳体11的底端的直径，如布水器帽12的下端的直径比布水器壳体11的上端的直径大3mm～30mm，此时布水器壳体11的底端与布水器帽12之间的条形间隙为环形间隙，布水器壳体11内的水可以从环形间隙流到布水器壳体11外，该环形间隙的宽度为0.5mm～3mm。

在本实施例中，布水器壳体11内设有均流挡板13，均流挡板13能够减少水流速、增大布水面积，均流挡板13为圆形板，布水器壳体11的中心线与均流挡板13所在的平面垂直，均流挡板13与布水器壳体11的内表面卡接固定。均流挡板13的结构如图5至图7所示，均流挡板13内可以均匀的分布有多个水流通孔16(如图5所示)，均流挡板13也可以由沿布水器壳体11的周向和径向设置的条形和弧形删板间隔排列而成(如图6所示)。或者均流挡板13可以由相互垂直的条形删板间隔排列而成(如图7所示)。均流挡板13与布水器壳体11卡接。均流挡板13的布水孔的总面积不小于直角弯头15进水口面积的两倍。

在本实施例中，均流挡板13的边缘与布水器壳体11的内表面之间设有用于水流通过的缝隙，均流挡板13到布水器壳体11底端的距离小于均流挡板13到布水器壳体11顶端的距离。布水器壳体11底端的为其大径端，布水器壳体11顶端的为其小径端。

在本实施例中，布水器帽12通过四个支撑件14与布水器壳体11连接固定，四个支撑件14沿布水器壳体11的周向均匀分布，支撑件14位于布水器壳体11内，而且支撑件14位于布水器帽12和均流挡板13之间。支撑件14为片状，支撑件14沿布水器壳体11的径向设置，支撑件14的边缘由依次连接的外顶边、外底边和内侧边组成，如图3所示，该外顶边与布水器帽12的内表面匹配连接固定，具体的连接方式可以采用插接或粘接等现有的方式。该外底边与布水器壳体11的内表面匹配连接固定，具体的连接方式可以采用插接或粘接等现有的方式。该内侧边与布水器壳体11的中心线平行，该内侧边到布水器壳体11的中心线的距离大于或等于均流挡板13的半径，这样可以方便均流挡板13安装于布水器壳体11内。

在本实施例中，所述溢流布水器还包括直角弯头15，直角弯头15的一端与布水器壳体11的顶端对应密封连接，如图3所示。所述溢流布水器为塑料材质。

下面介绍一种水池内水均匀更新的系统，所述水池内水均匀更新的系统包括进水管线、回水管线和分隔垂帘阵列，该分隔垂帘阵列含有呈规则的行列排布的多个分隔垂帘1，分隔垂帘1为上下两端均开放的直立的筒状结构，该进水管线含有进水干管2和多条次级进水支管3，该回水管线含有回水干管4和多条次级回水支管5，该进水管线位于该分隔垂帘阵列的下方，该回水管线位于该分隔垂帘阵列的上方，次级进水支管3的端部连接有H形进水布水支管6，次级回水支管5的端部连接有H形回水布水支管7，H形进水布水支管6和H形回水布水支管7的端部均连接有溢流布水器8，该溢流布水器8为上述的溢流布水器，如图8至图12所示。

该水池内水均匀更新的系统的主要部分设置于水池中，水池含有水池壁22，该分隔垂帘阵列位于水池内的水面21以下，所述进水管线位于水池的池底和该分隔垂帘阵列之间，所述回水管线位于水池内的水面21和该分隔垂帘阵列之间，该分隔垂帘阵列内的所有的分隔垂帘1均位于同一高度，该分隔垂帘阵列内的所有的分隔垂帘1的大小和形状均相同，分隔垂帘1行列排布将水池用分隔分为若干个小布水系统，形成类似蜂窝状的结构，可以大幅度减少水池的横向干扰，同时能更加精细的对池水进行控制。

在本实施例中，分隔垂帘1的安装固定方式如下：采用在水池上部和下部预先安装横向、纵向相交的钢丝绳，钢丝绳形成井字形排布框架，将分隔垂帘1固定在悬挂钢丝绳上，同时钢丝绳提供一定的预紧力，实现分隔垂帘能够在水平、竖直方向平整，同时分隔垂帘1受到钢丝绳框架的拉力作用，这样分隔垂帘1不会受到水流的冲击发生变形和振动。

进水管线和回水管线均采用“H”型多级同程布水设置，可以实现每个布水器的完全同程布置，每个分隔垂帘组成的独立蜂巢结构内设置多个溢流布水器，同时在多级布水支管上安装流量计和调节阀，实现对布水管路和布水器进行精确可控调节，实现区域水流量的可测量、可调节的需求，保证各个区域水流量的相同，实现水池流量和温度的相同。该种结构能够避免水池内的水出现水平的流动，实现每个独立蜂巢的水竖直上升流动；消除管道长度存在差异引起的独立蜂巢内水流量不同的弊端，可以实现每个独立蜂巢内的水量相等。

次级进水支管3包括一级进水支管、二级进水支管、三级进水支管、四级进水支管等，次级回水支管5包括一级回水支管、二级回水支管、三级回水支管、四级回水支管等。进水干管2和所有的次级进水支管3均位于同一水平面内，回水干管4和所有的次级回水支管5均位于同一水平面内。进水干管2和所有的次级进水支管3上均安装流量计23和调节阀24。回水干管4和所有的次级回水支管5上均安装流量计23和调节阀24。所述分隔垂帘1可以为塑胶材质。

所述进水管线和回水管线上下互为镜像，H形进水布水支管6与H形回水布水支管7上下一一对应且互为镜像，与H形进水布水支管6连接的溢流布水器8和与H形回水布水支管7连接的溢流布水器8上下一一对应设置。与H形进水布水支管6连接的溢流布水器8位于水池的池底和该分隔垂帘阵列之间，与H形回水布水支管7连接的溢流布水器8位于水池内的水面21和该分隔垂帘阵列之间。每个分隔垂帘1与至少一对上下设置的溢流布水器8相对应，所述一对上下设置的溢流布水器8由两个直上直下对应的溢流布水器8组成，即每个分隔垂帘1内含有一对上下设置的溢流布水器8，或每个分隔垂帘1内含有八对上下设置的溢流布水器8(如图13所示)，或每个分隔垂帘1内含有十六对上下设置的溢流布水器8(如图14所示)，或每个分隔垂帘1内含有三十二对上下设置的溢流布水器8(如图15所示)。

与H形进水布水支管6连接的溢流布水器8和与H形回水布水支管7连接的溢流布水器8的朝向可以相同也可以相反。如与H形进水布水支管6连接的溢流布水器8的布水器壳体11的底端朝上，与H形回水布水支管7连接的溢流布水器8的布水器壳体11的底端也朝上。或者，与H形进水布水支管6连接的溢流布水器8的布水器壳体11的底端朝上，与H形回水布水支管7连接的溢流布水器8的布水器壳体11的底端朝下。

本实用新型所述的水池内水均匀更新的系统将水池用分隔垂帘1分为若干个小布水系统，形成类似蜂窝状的结构，大幅度减少水池内水流的横向干扰，同时能够精细的对池水进行控制，满足水循环过程中新水平稳注入水池，水池内的水平稳的排出的目的，达到动态平稳的水循环。

该水池内水均匀更新的系统中的进水管采用多级“H”型部管网布置方式，能够实现每根布水支管内的水流量均匀，消除由于管道沿程阻力损失引起的各个布水点水流量不均的弊端，同时多级“H”型管网布置能够实现每根布水支管和布水器组合形成的布水单元的水流量相等，消除布水点之间的流量差异，实现单个蜂巢内水流量的相等。

该水池内水均匀更新的系统中的溢流布水器8采用伞型结构，伞型结构设计有利于消除进水支管出口端的水流射流，降低水流的局部扰动作用，利用伞型结构的转向作用，同时降低水流速，实现水流均匀缓慢的溢流，同时能够实现较大局域的低速水流分布，有利于新水的均匀分布，避免局部区域的回流和扰动。

溢流布水器8内设均流挡板13，增大布水面积、降低水流速，水流速度比常规布水器降低80％，且使水流速更加均匀，以达到池内水流静态分层，平稳上升，同时布水器内的均流挡板能够消除水管内的压力波动，避免局部个别布水器的水流量存在较大波动，实现每个布水器内的水流量相等。

针对布水管网安装流量计和调节阀，流量计和调节阀可以实现针对布水管流量的精确监测和准确控制，针对局部流量进行监测，针对局部区域可以实现流量的调节和控制，满足局部控制的要求。

针对布水管网安装的流量计和调节阀，可以选择在布水器所在的支管安装，实现针对一组布水器进行流量控制；也可在布水器支管的上一级支管或上几级支管进行安装，实现对几组布水器水流量进行监测和控制；布水器管网上安装的流量计和调节阀可以和水池分隔垂帘封闭的区域相同，也可不同，单个蜂巢内可以有至少一组布水器组，单个蜂巢也可对应多组布水器组。

回水管网和进水管网(即进水管线和回水管线)的排布采用相同的结构，针对水池内的水循环系统，可以根据实际需求，实现水池内水循环系统的反向运行。正常情况下采用底部进水、顶部回水的水循环运行方式；根据实际需要，可以采用顶部进水、底部回水的水循环运行方式。

本实用新型所述的水池内水均匀更新的系统还含有切换装置，即在水池外的水循环系统中，设计一套进水管网、回水管网切换装置；底部管网同时与水源的供水管和回水管连接，利用多个阀门的组合排布，实现底部管网可以实现供水和回水两种模式的切换；顶部管网同时与水源的供水管和回水管连接，利用多个阀门的组合排布，实现顶部管网可以实现供水和回水两种模式的切换；底部切换为供水状态时，顶部切换为回水状态；底部切换为回水状态时，顶部切换为供水状态；即该切换装置能够使进水管线在供水状态和回水状态之间切换，该切换装置还能够使回水管线在供水状态和回水状态之间切换。如果需要对水池内的水进行排空操作时，底部管网和顶部管网可同时切换为排水(回水)状态；如果需要对水池内的进行注水操作时，底部管网和顶部管网可同时切换为供水状态。以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种溢流布水器，其特征在于，所述溢流布水器包括布水器壳体(11)和布水器帽(12)，布水器壳体(11)为锥筒形结构，布水器帽(12)为片状结构，布水器帽(12)覆盖于布水器壳体(11)的底端外，布水器壳体(11)的底端与布水器帽(12)之间设有用于水流通过的条形间隙。

2.根据权利要求1所述的溢流布水器，其特征在于，布水器帽(12)为球冠形，布水器帽(12)的中心线与布水器壳体(11)的中心线重合，布水器帽(12)的底端与布水器壳体(11)的底端的朝向相反，布水器帽(12)的底端的直径大于布水器壳体(11)的底端的直径。

3.根据权利要求1所述的溢流布水器，其特征在于，布水器壳体(11)内设有均流挡板(13)，布水器壳体(11)的中心线与均流挡板(13)所在的平面垂直，均流挡板(13)与布水器壳体(11)的内表面卡接固定。

4.根据权利要求3所述的溢流布水器，其特征在于，均流挡板(13)的边缘与布水器壳体(11)的内表面之间设有用于水流通过的缝隙，均流挡板(13)到布水器壳体(11)底端的距离小于均流挡板(13)到布水器壳体(11)顶端的距离。

5.根据权利要求3所述的溢流布水器，其特征在于，布水器帽(12)通过多个支撑件(14)与布水器壳体(11)连接固定，多个支撑件(14)沿布水器壳体(11)的周向均匀分布，支撑件(14)位于布水器壳体(11)内，而且支撑件(14)位于布水器帽(12)和均流挡板(13)之间。

6.根据权利要求5所述的溢流布水器，其特征在于，支撑件(14)为片状，支撑件(14)沿布水器壳体(11)的径向设置，支撑件(14)的边缘由依次连接的外顶边、外底边和内侧边组成，该外顶边与布水器帽(12)的内表面匹配连接固定，该外底边与布水器壳体(11)的内表面匹配连接固定，该内侧边与布水器壳体(11)的中心线平行，该内侧边到布水器壳体(11)的中心线的距离大于或等于均流挡板(13)的半径。

7.根据权利要求1所述的溢流布水器，其特征在于，所述溢流布水器还包括直角弯头(15)，直角弯头(15)的一端与布水器壳体(11)的顶端对应密封连接。

8.一种水池内水均匀更新的系统，其特征在于，所述水池内水均匀更新的系统包括进水管线、回水管线和分隔垂帘阵列，该分隔垂帘阵列含有呈规则的行列排布的多个分隔垂帘(1)，分隔垂帘(1)为两端开放的直立的筒状结构，该进水管线含有进水干管(2)和多条次级进水支管(3)，该回水管线含有回水干管(4)和多条次级回水支管(5)，该进水管线位于该分隔垂帘阵列的下方，该回水管线位于该分隔垂帘阵列的上方，次级进水支管(3)的端部连接有H形进水布水支管(6)，次级回水支管(5)的端部连接有H形回水布水支管(7)，H形进水布水支管(6)和H形回水布水支管(7)的端部均连接有溢流布水器(8)，该溢流布水器(8)为权利要求1～7中任意一项所述的溢流布水器。

9.根据权利要求8所述的水池内水均匀更新的系统，其特征在于，所述进水管线和回水管线上下互为镜像，次级进水支管(3)和次级回水支管(5)上均设有流量计(23)和调节阀(24)，与H形进水布水支管(6)连接的溢流布水器(8)和与H形回水布水支管(7)连接的溢流布水器(8)上下一一对应设置，每个分隔垂帘(1)与至少一对上下设置的溢流布水器(8)相对应，所述进水管线能够实现回水功能，所述回水管线能够实现进水功能。

10.根据权利要求9所述的水池内水均匀更新的系统，其特征在于，每个分隔垂帘(1)与八对上下设置的溢流布水器(8)相对应；

与H形进水布水支管(6)连接的溢流布水器(8)的布水器壳体(11)的底端朝上，与H形回水布水支管(7)连接的溢流布水器(8)的布水器壳体(11)的底端也朝上；

或者，与H形进水布水支管(6)连接的溢流布水器(8)的布水器壳体(11)的底端朝上，与H形回水布水支管(7)连接的溢流布水器(8)的布水器壳体(11)的底端朝下。