CN209934163U - 一种竖向限流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种竖向限流装置，包括上通管和下通管，上通管和下通管之间设有限流主体，限流主体包括上端异径管和下端异径管，上端异径管内径从上到下逐渐增大，下端异径管内径从上到下逐渐减小，上端异径管和下端异径管连接处的限流主体的内径最大；限流主体内设有导向杆，导向杆一端通过连接件与上端异径管连接，导向杆另一端伸入下通管内，导向杆上滑动连接滑动器，在水流推力下所述滑动器沿导向杆上下滑动调节从限流主体内通过的水流量。本实用新型结构简单实用、制造成本低，通过将限流主体设置在无阀滤池设备的虹吸上升管上，解决了因虹吸水流过猛而导致滤料层猛烈冲刷，造成部分滤料损失，后续设备污水过滤效果不好的问题。

Description

一种竖向限流装置

技术领域

本实用新型属于重力式无阀滤池用流量调节设备技术领域，具体涉及一种竖向限流装置。

背景技术

重力式无阀滤池是指一种不设闸阀利用水力条件自动控制反冲洗的小型过滤构筑物。20世纪70年代由日本引进，适用于中小型水厂。重力式无阀滤池是根据过滤水头损失随过滤延续时间而增长，利用虹吸作用原理造成反向压差进行自动反冲洗的一种小型快滤池。目前重力式无阀滤池在开始反冲洗时，最初压力差最大，反冲洗强度最大，随着压力差的减小，反冲洗强度进而降低，整个反冲洗过程水量是急剧变化的，容易导致滤料层中部分滤料随着湍流而损失，进而对重力式无阀滤池后续污水的过滤效果产生不好的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种虹吸过程水速平稳、能够延长反冲洗时间而且装置造价成本低、结构简单的竖向限流装置。

基于以上目的，本实用新型采取以下技术方案：一种竖向限流装置，包括上通管和下通管，所述上通管和下通管之间设有限流主体，所述限流主体包括上端异径管和下端异径管，所述上端异径管内径从上到下逐渐增大，所述下端异径管内径从上到下逐渐减小，上端异径管和下端异径管连接处的限流主体的内径最大；所述限流主体内设有导向杆，所述导向杆一端通过连接件与上端异径管连接，导向杆另一端伸入下通管内，所述导向杆上滑动连接滑动器，在水流推力下所述滑动器沿导向杆上下滑动调节从限流主体内通过的水流量。

优选地，所述滑动器为纺锥形滑动器，所述纺锥形滑动器包括结构相同的上锥体和下锥体，所述上锥体的横截面由上到下逐渐变大，所述下锥体的横截面由上到下逐渐变小，上锥体和下锥体连接处的横截面最大，所述上锥体和下锥体连接处的横截面与下端异径管的下端口一致，以便在滑动器滑动到导向杆最下端时，滑动器阻止水流从下通管进入限流主体内。

优选地，所述连接件为横支撑杆，所述横支撑杆两端与上端异径管内壁连接，所述导向杆上端连接在横支撑杆中部位置，所述导向杆的中心线与上锥体和下锥体的中心线在同一直线上，所述导向杆两端分别设有上挡片和下挡片。

优选地，所述上端异径管内壁上设有倒凹体型挡墙，倒凹体型挡墙的斜面与纺锥形滑动器的斜面平行。

优选地，所述倒凹体型挡墙沿横支撑杆下方的上端异径管内壁周向布置；所述倒凹体型挡墙与上端异径管焊接连接，倒凹体型挡墙中部竖向设有供流体通过的变径流体通道。

优选地，所述倒凹体型挡墙沿横支撑杆下方的上端异径管内壁周向布置；所述倒凹体型挡墙与上端异径管为一体结构，倒凹体型挡墙中部竖向设有供流体通过的变径流体通道。

优选地，所述倒凹体型挡墙与横支撑杆下方的上端异径管所围成的流体通道为变径流体通道，所述变径流体通道包括上部变径流体通道和下部变径流体通道，所述上部变径流体通道的内径从上到下逐渐减小，所述下部变径流体通道的内径从上到下逐渐变大；上部变径流体通道和下部变径流体通道的交接处的通道口为变径流体通道的最小通道口；所述上部变径流体通道的长度小于下部变径流体通道的长度。

优选地，上部变径流体通道的长度为h，所述纺锥形滑动器距离其顶部高度为h的位置处的横截面的大小小于所述变径流体通道的最小通道口。

优选地，所述上端异径管和下端异径管组装拆卸连接。

优选地，所述上挡片和下挡片面向纺锥形滑动器的一面上均设有防撞缓冲层，所述防撞缓冲层为由具有弹性的橡胶弹性垫片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型中的限流主体结构简单实用、制造成本低，通过将限流主体设置在无阀滤池设备的虹吸上升管上，解决了因虹吸水流过猛而导致滤料层猛烈冲刷，造成部分滤料损失，后续设备污水过滤效果不好的问题。

2、本实用新型中的滑动器结构新颖，根据流体的推力沿导向杆上下滑动，保证了无阀滤池虹吸管内污水稳定流动，降低了污水对滤料层的冲击力，同时还可以延长反冲洗时间。

3、本实用新型中的倒凹体型挡墙在不阻碍水流的情况下最大程度地起到限流作用。

附图说明

图1为本实用新型的纵向剖视图；

图2为图1（b）中A的放大示意图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型的安装位置示意图。

图中：上通管100，下通管200，限流主体300，上端异径管301，下端异径管302，导向杆400，上挡片401，下挡片402，连接件500，滑动器600，上锥体601，下锥体602，倒凹体型挡墙700，变径流体通道800，上部变径流体通道801，下部变径流体通道802，无阀滤池900。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步详细的说明，显然，所描述的实施例是本实用新型的最佳实施例。

实施例一

如图1-3所示，一种竖向限流装置，包括上通管100和下通管200，上通管100和下通管200之间设有限流主体300，限流主体300包括与上通管100连接上端异径管301和与下通管200连接的下端异径管302，上端异径管301内径从上到下逐渐增大，下端异径管302内径从上到下逐渐减小，上端异径管301和下端异径管302连接处是限流主体300的内径最大处，即上端异径管301的大口径与下端异径管302的大口径相连接，上端异径管301和下端异径管302组装拆卸连接（比如通过法兰盘连接）。

上通管100和下通管200与管道的连接方式可以是内螺纹、法兰、软管接头。

限流主体300内设有导向杆400，导向杆400一端通过连接件500与上端异径管301连接，导向杆400另一端伸入下通管200内，本实用新型中的连接件500为横支撑杆，横支撑杆两端与上端异径管301内壁连接，优选地，横支撑杆两端与上端异径管300焊接连接。导向杆400上滑动连接滑动器600，导向杆400两端分别设有上挡片401和下挡片402，在水流推力下滑动器600沿导向杆400上下滑动，调节从限流主体300内通过的水流量。需要说明的是，上挡片401和下挡片402可以是直接焊接在导向杆400两端，也可以是与导向杆400组装拆卸连接的，本实用新型对上挡片401和下挡片402如何与导向杆400连接不作限制，优选地，上挡片401和下挡片402焊接在导向杆400两端，焊接连接，具有连接牢固的优点。

本实用新型中的滑动器600为纺锥形滑动器，纺锥形滑动器包括结构相同的上锥体601和下锥体602，上锥体601的横截面的直径由上到下逐渐变大，下锥体602的横截面的直径由上到下逐渐变小，上锥体601和下锥体602连接处的横截面直径相等且最大，上锥体601和下锥体602上设有供导向杆400穿过的通孔，通孔的孔径略大于导向杆400的外径。当流体向上的推力大于纺锥形滑动器自身重力的情况下，纺锥形滑动器可以沿导向杆400在上挡片401和下挡片402之间上下滑动。

需要说明的是，优选地，上锥体601和下锥体602采用圆锥体结构，这样下锥体601的横截面为圆形结构，那么，上锥体601和下锥体602连接处的横截面的直径与下端异径管302的下端端口内径一致，即为，上锥体601和下锥体602连接处的横截面的直径与下端异径管302靠近下通管200处的内径一致，以便在滑动器600滑动到导向杆400最下端时（滑动器底部与下挡片接触），纺锥形滑动器可以起到封堵下通管200管口的作用，阻止水流从下通管200进入限流主体300内。

导向杆400上端连接在横支撑杆中部位置，导向杆400的中心线与上锥体601、下锥体602、限流主体300的中心线在同一直线上。上挡片401和下挡片402面向纺锥形滑动器的一面上均设有防撞缓冲层，防撞缓冲层为由具有弹性的橡胶弹性垫片，防撞缓冲层的设置，避免滑动器在上升/下降时因触碰到上挡片401和下挡片402，造成滑动器600损坏。

上端异径管301内壁上设有倒凹体型挡墙700，倒凹体型挡墙700的斜面与纺锤形滑动器的斜面平行，起到在不阻碍水流的情况下最大程度地起到限流作用（因为如果没有倒凹体型挡墙，纺锤形滑动器就算上升至最高处，周边仍有很大空隙，水的流速仍是过大，限流作用小）。

倒凹体型挡墙700焊接在的横支撑杆的下部，本实用新型中的倒凹体型挡墙700沿横支撑杆下方的上端异径管301内壁周向布置，倒凹体型挡墙700的外壁与上端异径管301的内壁焊接连接，倒凹体型挡墙700中部竖向设有共流体通过的流体通道，该流体通道为变径流体通道800。变径流体通道800包括上部变径流体通道801和下部变径流体通道802，上部变径流体通道801的内径从上到下逐渐减小，从上到下类似于扩口结构。下部变径流体通道802的内径从上到下逐渐变大，从上到下类似于缩口结构，上部变径流体通道801和下部变径流体通道802的交接处的通道口为变径流体通道800的最小通道口，最小通道口的直径为D1，上部变径流体通道801的长度小于下部变径流体通道802的长度。

上部变径流体通道801的长度为h，纺锥形滑动器距离其顶部高度为h的位置处的横截面直径小于变径流体通道800的最小通道口的直径D1。在滑动器600与上挡片401接触时，纺锥形滑动器不与倒凹体型挡墙700的内壁接触，即，此时纺锥形滑动器未封堵变径流体通道800的最小通道口，仍有水流从变径流体通道800的最小通道口流入上通管100。

如图4所示，本实用新型用在无阀滤池900上，无阀滤池900在反冲洗时，虹吸管内水流速度由快到慢急剧变化，这很有可能导致滤料层内滤料部分被水流冲刷带走，影响后续的过滤效果，本实用新型通过将限流主体300设置在无阀滤池设备的虹吸上升管上，解决了因虹吸水流过猛而导致滤料层猛烈冲刷，造成部分滤料损失，后续设备污水过滤效果不好的问题。

工作原理：如图1所示，整个过程流体由下向上流动，当流体的推力大于纺锥型滑动器自身重力时，纺锥型滑动器就会沿着导向杆400向上滑动，由于纺锥型滑动器的下锥体602的横截面的直径从上到下逐渐减小，随着纺锥型滑动器上升，则下通管100管口允许流体通过的面积会越来越大，因而流体流量也会越来越大；当纺锥型滑动器顶部滑到限流主体中端时，限流主体通流面积最大，流体流量最大（此时滑动器处于图1中的b图位置）。

在流体推力作用下，纺锥型滑动器继续上升，上锥体601开始进入倒凹型挡墙700与上端异径管301所围成的变径流体通道800内，由于上锥体601上端到下端的横截面的直径逐渐变大，随着滑动器600逐渐上升，变径流体通道800允许流体通过的通流面积逐渐小，进而流入上通管100的流体流量也会越来越小；当滑动器600的顶部到达导向杆400上的上挡片401所处位置时，允许流体从变径流体通道800流入上通管100的通流面积最小，此时流体流量恒定不变（此时滑动器处于图1中的c图位置）。

当流体向上的推力小于纺锥型滑动器自身重力时，纺锥型滑动器就会向下滑动，允许流体从变径流体通道800流入上通管100的通流面积就会变大，流体流量就会上升；当纺锥型滑动器向下滑动一定程度时滑动器处于图1中的（b）图所示的位置时，当纺锥型滑动器再继续下滑时，下锥体602的下顶角就会穿进下通管100，下通管100与下端异径管302连接处的端口允许流体通过的通流面就会逐渐变小，此时从下通管100流入限流主体的流体流量也会下降，直至滑动器600下滑至下挡板402处，停止下滑，此时滑动器600处于图1中的（a）图位置处。

纺锥型滑动器根据流体的推力沿导向杆400上下滑动，保证了无阀滤池虹吸管内污水稳定流动，降低了污水对滤料层的冲击力，同时还可以延长反冲洗时间。本实用新型结构简单，便于制作。

实施例二

实施例二与实施例一的技术方案基本相同，其不同之处在于：实施例二中的倒凹体型挡墙700的外壁与上端异径管301的内壁为一体结构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种竖向限流装置，包括上通管（100）和下通管（200），其特征在于：所述上通管（100）和下通管（200）之间设有限流主体（300），所述限流主体（300）包括上端异径管（301）和下端异径管（302），所述上端异径管（301）内径从上到下逐渐增大，所述下端异径管（302）内径从上到下逐渐减小，上端异径管（301）和下端异径管（302）连接处的限流主体（300）的内径最大；所述限流主体（300）内设有导向杆（400），所述导向杆（400）一端通过连接件（500）与上端异径管（301）连接，导向杆（400）另一端伸入下通管（200）内，所述导向杆（400）上滑动连接滑动器（600），在水流推力下所述滑动器（600）沿导向杆（400）上下滑动调节从限流主体（300）内通过的水流量。

2.如权利要求1所述的竖向限流装置，其特征在于：所述滑动器（600）为纺锥形滑动器，所述纺锥形滑动器包括结构相同的上锥体（601）和下锥体（602），所述上锥体（601）的横截面由上到下逐渐变大，所述下锥体（602）的横截面由上到下逐渐变小，上锥体（601）和下锥体（602）连接处的横截面最大，所述上锥体（601）和下锥体（602）连接处的横截面与下端异径管（302）的下端口一致，以便在滑动器（600）滑动到导向杆（400）最下端时，滑动器（600）阻止水流从下通管（200）进入限流主体（300）内。

3.如权利要求2所述的竖向限流装置，其特征在于：所述连接件（500）为横支撑杆，所述横支撑杆两端与上端异径管（301）内壁连接，所述导向杆（400）上端连接在横支撑杆中部位置，所述导向杆（400）的中心线与上锥体（601）和下锥体（602）的中心线在同一直线上，所述导向杆（400）两端分别设有上挡片（401）和下挡片（402）。

4.如权利要求3所述的竖向限流装置，其特征在于：所述上端异径管（301）内壁上设有倒凹体型挡墙（700），倒凹体型挡墙（700）的斜面与纺锥形滑动器的斜面平行。

5.如权利要求4所述的竖向限流装置，其特征在于：所述倒凹体型挡墙（700）沿横支撑杆下方的上端异径管（301）内壁周向布置；所述倒凹体型挡墙（700）与上端异径管（301）焊接连接，倒凹体型挡墙（700）中部竖向设有供流体通过的变径流体通道。

6.如权利要求4所述的竖向限流装置，其特征在于：所述倒凹体型挡墙（700）沿横支撑杆下方的上端异径管（301）内壁周向布置；所述倒凹体型挡墙（700）与上端异径管（301）为一体结构，倒凹体型挡墙（700）中部竖向设有供流体通过的变径流体通道。

7.如权利要求5或6任一所述的竖向限流装置，其特征在于：所述变径流体通道（800）包括上部变径流体通道（801）和下部变径流体通道（802），所述上部变径流体通道（801）的内径从上到下逐渐减小，所述下部变径流体通道（802）的内径从上到下逐渐变大；上部变径流体通道（801）和下部变径流体通道（802）的交接处的通道口为变径流体通道（800）的最小通道口；所述上部变径流体通道（801）的长度小于下部变径流体通道（802）的长度。

8.如权利要求7所述的竖向限流装置，其特征在于：上部变径流体通道（801）的长度为h，所述纺锥形滑动器距离其顶部高度为h的位置处的横截面的大小小于所述变径流体通道（800）的最小通道口。

9.如权利要求8所述的竖向限流装置，其特征在于：所述上端异径管（301）和下端异径管（302）组装拆卸连接。

10.如权利要求9所述的竖向限流装置，其特征在于：所述上挡片（401）和下挡片（402）面向纺锥形滑动器的一面上均设有防撞缓冲层，所述防撞缓冲层为由具有弹性的橡胶弹性垫片。

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