CN206959919U - 一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计以及灌溉渠道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计，涉及一种渠道灌溉水计量工具。所述流量计包括主管道以及水平安装于主管道侧面的分流支管，分流支管上安装有水表，量水计流量为分流支管的水表读数乘以标定的放大倍数。主管道采用文丘利管的差压原理，根据渠道比降科学设计主管道的尾管段与直管段的管径之间的比值；尾管段后设置组合式溢流堰，灵活调节渠道水位，保证满管出流；分流支管采用毕托管差压与文丘利管的差压分流，增加过流压力和流量，同时采用小管径水车式(或超声波)水表计量，抗堵塞能力强，测量精度高，且结构简单，安装方便，便于维护检修，造价较低，提高了灌溉渠道输水计量的精度。

Description

一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计以及灌溉渠道

技术领域

本实用新型涉及一种渠道灌溉水计量工具，具体涉及一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计。

背景技术

目前，现有的灌溉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。

现有的一种渠道毕托管分流式量水计包括主管道以及分流支管，主管道由直管段、微收缩段和尾管段依次首尾相接构成，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，其中分流支管上安装有水表，主管道的尾管段与直管段的管径之间的比值是定值，不能依据渠道的比降大小进行调整。

因此，鉴于以上问题，有必要提出一种根据渠道比降科学设计主管道的尾管段与直管段的管径之间的比值，且能够灵活调节渠道水位，保证满管出流，结构简单，安装方便的流量计，以此来满足农业灌溉的需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出的一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计，所述流量计通过调节尾管段与直管段的管径之间的比值，以此来提高流量计对不同渠道比降的适应性，达到减少渠道水头损失、提高测量精度的目的。

根据本实用新型的目的提出的一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计，包括主管道以及分流支管，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，所述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，所述分流支管上安装有水表，其特征在于，所述主管道的尾管段与直管段的管径之间的比值为0.6～1.0，渠道比降大时，取高值，渠道比降小时，取低值。

优选的，所述水表为水车式水表或超声波水表或电磁水表。

一种使用所述流量计的灌溉渠道，其特征在于，所述尾管段的后方设置有组合式溢流堰，所述组合式溢流堰包括若干块闸板，所述闸板在渠道内上下分层设置，每一闸板的长度与其所在层渠道的宽度相匹配，所述渠道内壁上成型有闸板槽，所述闸板的两端分别插入闸板槽内与渠道进行固定连接，用于调节渠道水位，满足流量计满管出流的要求。

优选的，所述闸板槽的深度为渠道壁厚度的一半。

优选的，所述组合式溢流堰设置于尾管段后一米处。

优选的，所述组合式溢流堰选用PVC板或木板制作而成。

与现有技术相比，本实用新型公开的一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计的优点是：

所述流量计，采用文丘利管为主管道，利用文丘利管的差压原理，设定主管道的尾管段与直管段的管径之间的比值为0.6～1.0，可以根据渠道比降的不同，调节比值的大小，从而调节相应尾管段的管径大小，使得所述流量计可以适用于不同的渠道比降环境，应用范围更广，且减少渠道水头损失、精确度更高。

另外，采用小口径水车式水表或超声波水表或电磁水表进行计量读数，该类型水表防堵性能优异，能防止水中泥沙和杂草的缠绕，适用含少量杂草和小颗粒固体的水，广泛应用于农业灌溉用水和污水处理等场合的计量。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型公开的一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计的结构示意图。

图2为组合式溢流堰的结构示意图。

图中的数字或字母所代表的零部件的名称为：

1、直管段；2、直角毕托管；3、水表；4、支管；5、微收缩段；6、测压管；7、尾管段； 8、渠道；9、闸板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

图1和图2示出了本实用新型较佳实施例的结构示意图，分别从不同的角度将结构进行了详细的剖析。

实施例1

如图1-2所示，一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计，包括主管道以及分流支管，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，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0.125D₀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，其中分流支管上安装有水表3，优选的水表3为水车式水表或超声波水表或电磁水表。采用小口径水车式水表或超声波水表或电磁水表进行计量读数，该类型水表防堵性能优异，能防止水中泥沙和杂草的缠绕，适用含少量杂草和小颗粒固体的水，广泛应用于农业灌溉用水和污水处理等场合的计量。

主管道的尾管段7与直管段1的管径之间的比值为0.6，适用于平原区渠道8比降小时，设计更加科学合理。

一种使用该流量计的灌溉渠道，在渠道8上有设置于尾管段7后方的组合式溢流堰，其中，组合式溢流堰包括若干块闸板9，闸板9在渠道8内上下分层设置，每一闸板9的长度与所在层渠道8的宽度相匹配，每一块闸板9的两端均插入闸板槽内与渠道8进行固定连接，用于调节渠道8水位，满足流量计满管出流的要求。

进一步的，组合式溢流堰选用PVC板或木板制作而成，设置于尾管段7后一米处，闸板槽的深度为渠道壁厚度的一半。

为保证在渠道8低水位时，主管道满管出流，在尾管段7后1米处渠道内设置组合式溢流堰，根据渠道8水位高低，灵活调节组合式溢流堰的高度，既不影响渠道8水位高时过流通畅，又能保证渠道8水位低时，流量计满管出流。该设计减少流量计对渠道8水流的阻力，使水流更加通畅，而且结构简单，实施方便。

实施例2

其余与实施例1相同，不同之处在于，主管道的尾管段7与直管段1的管径之间的比值为1.0，即尾管段7与直管段1管径相同，适用于渠道8比降大时。

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——主管道尾管段的公称直径；

为收缩率；

D₀——主管道直管段的公称直径；

μ——流量系数，由试验确定。

支管流量公式为：

式中：h_AB——AB两点间的压差值；

ε_支——支管总局部水头损失系数；

d——支管水表公称直径。

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——流量计在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：在同一时段内流量计的过水总量与水表过水量成正比，与供水压差无关。此即为该流量计的量水原理。

该流量计原理可靠，不受流速限制，放大比值M在一定压差范围内是常数，与压差大小无关，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，适应多种断面的支、斗、农渠道计量安装，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。

综上所述，本实用新型公开的一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计，采用文丘利管为主管道，利用文丘利管的差压原理，其主管道的尾管段7与直管段1的管径之间的比值设定为0.6～1.0，可以根据渠道8比降的不同，调节比值的大小，从而调节相应管段的管径大小，使得该流量计可以适用于不同地形环境的渠道，减少渠道的水头损失，应用范围更广，且精确度更高。尾管段后设置组合式溢流堰，灵活调节渠道水位，保证满管出流；支管采用毕托管差压与文丘利管的差压分流，增加支管过流压力和流量。

另外，采用小口径水车式水表或超声波水表或电磁水表进行计量读数，该类型水表防堵性能优异，能防止水中泥沙和杂草的缠绕，适用含少量杂草和小颗粒固体的水，广泛应用于农业灌溉用水和污水处理等场合的计量。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本实用新型。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计，包括主管道以及分流支管，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，所述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，所述分流支管上安装有水表(3)，其特征在于，所述主管道的尾管段(7)与直管段(1)的管径之间的比值为0.6～1.0，渠道(8)比降大时，取高值，渠道(8)比降小时，取低值。

2.根据权利要求1所述的一种渠道毕托管与文丘利管差压分流流量计，其特征在于，所述水表(3)为水车式水表或超声波水表或电磁水表。

3.一种使用权利要求1所述流量计的灌溉渠道，其特征在于，所述尾管段(7)后方的渠道(8)中设置有组合式溢流堰，所述组合式溢流堰包括若干块闸板(9)，所述闸板(9)在渠道(8)内上下分层设置，每一闸板(9)的长度与其所在层渠道(8)的宽度相匹配，所述渠道(8)内壁上成型有闸板槽，所述闸板(9)的两端分别插入闸板槽内与渠道(8)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种灌溉渠道，其特征在于，所述闸板槽的深度为渠道壁厚度的一半。

5.根据权利要求4所述的一种灌溉渠道，其特征在于，所述组合式溢流堰设置于尾管段(7)后一米处。

6.根据权利要求5所述的一种灌溉渠道，其特征在于，所述组合式溢流堰选用PVC板或木板制作而成。