CN215635653U - 一种消能弯管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管道技术领域，提供了一种消能弯管，包括平直段以及与所述平直段连接的拐弯段，所述平直段远离所述拐弯段开设有供水流入的入水口，于所述平直段靠近所述拐弯段处设有用于消能的消能槽，所述消能槽包括用于接收水流冲击的迎水部以及用于减小水流中的动能的消能部，沿水流的方向所述迎水部和所述消能部依次布设。本实用新型的一种消能弯管，通过在平直段上设消能槽，可以减小水流动能，降低水流流速，减少水压对拐弯段的冲击破坏，增长管道的寿命，增强管道的适用性。

Description

一种消能弯管

技术领域

本实用新型涉及管道技术领域，具体为一种消能弯管。

背景技术

随着建造技术的飞速发展，超高层建筑在世界各地如雨后春笋般高耸入云。当建筑达到一定高度时，排水系统若不做消能处理，管材承压等级要求相应提高，不仅造价大幅提高，而且对管道施工要求也比较高。对管道的安全运行构成一定的风险，而且管道在出户排水时对检查井的冲击也非常大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种消能弯管，通过在平直段上设消能槽，可以减小水流动能，降低水流流速，减少水压对拐弯段的冲击破坏，增长管道的寿命，增强管道的适用性。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种消能弯管，包括平直段以及与所述平直段连接的拐弯段，所述平直段远离所述拐弯段开设有供水流入的入水口，于所述平直段靠近所述拐弯段处设有用于消能的消能槽，所述消能槽包括用于接收水流冲击的迎水部以及用于减小水流中的动能的消能部，沿水流的方向所述迎水部和所述消能部依次布设。

进一步，所述消能部包括均可将水流挑起的第一挑流坎以及第二挑流坎，所述第一挑流坎和所述第二挑流坎沿逆着水流的方向布设；所述第一挑流坎和所述第二挑流坎之间通过第一溢流面和第二溢流面连接，所述第一溢流面由所述第一挑流坎朝所述第二挑流坎的方向平滑延伸且所述第一挑流坎高于所述第一溢流面，所述第二溢流面由所述第二挑流坎朝所述第一挑流坎的方向延伸且所述第二溢流面的底部与所述第一溢流面延伸的末端平滑连接。

进一步，所述消能部还包括沿水流方向向下倾斜的斜面，所述斜面的最高处与所述第一挑流坎连接。

进一步，所述拐弯段与所述平直段的连接处呈弧形结构，所述斜面与所述弧形结构相切。

进一步，所述第一溢流面的挑角在15°～35°之间，所述挑角为所述第一溢流面对应所述第一挑流坎位置的切线与水平方向的夹角。

进一步，所述迎水部包括沿水流的方向向上呈弧形延伸的第三溢流面，所述第三溢流面延伸的末端与所述第二挑流坎平滑连接。

进一步，所述第三溢流面包括平面和第三圆弧面，所述第三圆弧面由所述第二挑流坎朝所述入水口的方向向下延伸形成，所述平面由所述第三圆弧面的延伸末端朝所述入水口的方向向下倾斜延伸形成。

进一步，所述第三圆弧面和所述第二溢流面位于同一圆周面上。

进一步，所述平面与平直段的夹角为45°。

进一步，所述迎水部的最高位置的高度为Y_A，D/4≤︱Y_A︱≤D/3，其中D为所述平直段的内径。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一种消能弯管，通过在平直段上设消能槽，可以减小水流动能，降低水流流速，减少水压对拐弯段的冲击破坏，增长管道的寿命，增强管道的适用性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种消能弯管的剖面图；

图2为本实用新型实施例提供的一种消能弯管的参数关系示意图；

附图标记中：1-平直段；10-入水口；2-拐弯段；3-消能槽；30-迎水部；300-第三溢流面；301-平面；302-第三圆弧面；31-消能部；310-第一挑流坎；311-第二挑流坎；312-第一溢流面；313-第二溢流面；314-消能戽；315-斜面。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供一种消能弯管，包括平直段1以及与所述平直段1连接的拐弯段2，所述平直段1远离所述拐弯段2开设有供水流入的入水口10，于所述平直段1靠近所述拐弯段2处设有用于消能的消能槽3，所述消能槽3包括用于接收水流冲击的迎水部30以及用于减小水流中的动能的消能部31，沿水流的方向所述迎水部30和所述消能部31依次布设。在本实施例中，通过在平直段1上设消能槽3，可以减小水流动能，降低水流流速，减少水压对拐弯段2的冲击破坏，增长管道的寿命，增强管道的适用性。具体地，在弯管中，水流最先从平直段1的入水口10进入管道，首先冲击迎水部30，减小一部分水流冲击力，即水流中的动能，然后流水进入到消能部31中，在消能部31中再次减小水流中的动能，经过两步减能，最后冲击拐弯段2的管壁的冲击力就不大了，可以起到保护管壁的作用，延长了管道的使用寿命。

作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1和图2，所述消能部31包括均可将水流挑起的第一挑流坎310以及第二挑流坎311，所述第一挑流坎310和所述第二挑流坎311沿逆着水流的方向布设；所述第一挑流坎310和所述第二挑流坎311之间通过第一溢流面312和第二溢流面313连接，所述第一溢流面312由所述第一挑流坎310朝所述第二挑流坎311的方向平滑延伸且所述第一挑流坎310高于所述第一溢流面312，所述第二溢流面313由所述第二挑流坎311朝所述第一挑流坎310的方向延伸且所述第二溢流面313的底部与所述第一溢流面312延伸的末端平滑连接。在本实施例中，通过设置第一溢流面312和第二溢流面313的配合，可以将水流导送至第一溢流面312底部的消能戽314，在消能戽314处产生激烈的表面旋滚，并通过消能戽314后的涌浪及底部旋滚而获得较大的消能效果，而通过设置的挑流坎可以利用水流的动能，将水流挑入空中，发生掺气及分散，失去一部分动能。具体地，如图1和图2所示，该第一溢流面312优选为曲面，而在第一挑流坎310临近处有第二挑流坎311，它的位置高于第一挑流坎310的位置，其也向外延伸出第二溢流面313，具体地该第二溢流面313是朝着第一挑流坎310的方向延伸，以与第一溢流面312对接，如此即可将水流均汇聚至第一溢流面312最低处的消能戽314，进而完成消能。本实施例中，为了示出区分，定义了第一、第二，这些均是作为不同的特征来进行描述，但是也没有过多的其他意义的限定。

进一步优化上述方案，请参阅图1和图2，所述消能部31还包括沿水流方向向下倾斜的斜面315，所述斜面315的最高处与所述第一挑流坎310连接。在本实施例中，设此斜面315可以对流水进行导向，便于水流从平直段1流向拐弯段2。优选的，所述拐弯段2与所述平直段1的连接处呈弧形结构，所述斜面315与所述弧形结构相切，形成弧形结构，斜面315与其相切，如此设定可以更利于导流。

作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1和图2，所述第一溢流面312为第一圆弧面，所述第二溢流面313为第二圆弧面，所述第一圆弧面和所述第二圆弧面平滑连接，且所述第一圆弧面为凹面，所述第二圆弧面为凸面。在本实施例中，将第一溢流面312和第二溢流面313限定为圆弧面，并且一个是凹，一个是凸，两个圆弧面的圆心分设于不同侧，二者组合形成的曲面可以让水流在面上起起伏伏，也能够消除部分的动能。如图2所示，第一圆弧面的圆心为O₂，第二圆弧面的圆心为O₁。优选的，所述第一溢流面312的挑角θ在15°～35°之间，所述挑角为所述第一溢流面312对应所述第一挑流坎310位置的切线与水平方向的夹角。所述第一溢流面312的半径R₂＝H_d，所述第二溢流面313的半径R₁＝0.46H_d，其中H_d为进水的水头高度与所述第二挑流坎311之间的高度差。结合实际应用中平直段1的充满度值，同时考虑减少对过流能力的影响，可推定第二挑流坎311的位置位于D/4～D/3之间，D为平直段1的直径。

作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1和图2，所述迎水部30包括沿水流的方向向上呈弧形延伸的第三溢流面300，所述第三溢流面300延伸的末端与所述第二挑流坎311平滑连接。所述第三溢流面300包括平面301和第三圆弧面302，所述第三圆弧面302由所述第二挑流坎311朝所述入水口10的方向向下延伸形成，所述平面301由所述第三圆弧面302的延伸末端朝所述入水口10的方向向下倾斜延伸形成。所述第三圆弧面302和所述第二溢流面313位于同一圆周面上。所述平面301与平直段1的夹角为45°。优选的，所述第三圆弧面302的延伸长度与所述第二溢流面313的延伸长度之间的关系满足如下公式：

y/H_d＝k(x/H_d)ⁿ

其中，y为所述第三圆弧面302的延伸末端与所述第二挑流坎311之间的高度差，H_d为进水的水头高度与所述第二挑流坎311之间的高度差，k和n均为定值系数且均与所述平面301的坡度相关，x为所述第二挑流坎311与所述第二溢流面313的延伸末端之间的水平距离。

为了便于细化描述上述关系式，我们将所述平面301定义为AB段，将所述第三圆弧面302定义为BO段，将所述第二圆弧面定义为OC段，将所述第一圆弧面定义为CD段，CD段在接所述第一挑流坎310。其中圆弧段BO段和圆弧段OC段可以用上述公式表示，OB段和OC段共圆，圆弧段BO的直径R₁＝0.46H_d、系数k以及指数n取决于AB段的坡度，为了减少本效能槽对过流能力的影响，AB段应尽量平缓，优选为上述的平面301，且能够与圆弧段BO相切，当确定坡度为1:1时，此时的k＝1.873，n＝1.776。而圆弧段CD与OC段平滑连接，水流在圆弧段CD内运动时，所产生的离心力，将使该CD段内压强加大，因此CD段的半径R₂越小，离心力越大，挑坎内水流的压能增大，动能减小，射程也减小，为了保证好的挑流条件，R₂＝H_d。而在挑角的取值范围内，按质点抛射运动考虑，挑角越大，入水角度也越大，水下射程减小，但是冲刷越严重，挑角偏小不利于在消能戽314内获得更好的消能效果。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种消能弯管，其特征在于：包括平直段以及与所述平直段连接的拐弯段，所述平直段远离所述拐弯段开设有供水流入的入水口，于所述平直段靠近所述拐弯段处设有用于消能的消能槽，所述消能槽包括用于接收水流冲击的迎水部以及用于减小水流中的动能的消能部，沿水流的方向所述迎水部和所述消能部依次布设。

2.如权利要求1所述的一种消能弯管，其特征在于：所述消能部包括均可将水流挑起的第一挑流坎以及第二挑流坎，所述第一挑流坎和所述第二挑流坎沿逆着水流的方向布设；所述第一挑流坎和所述第二挑流坎之间通过第一溢流面和第二溢流面连接，所述第一溢流面由所述第一挑流坎朝所述第二挑流坎的方向平滑延伸且所述第一挑流坎高于所述第一溢流面，所述第二溢流面由所述第二挑流坎朝所述第一挑流坎的方向延伸且所述第二溢流面的底部与所述第一溢流面延伸的末端平滑连接。

3.如权利要求2所述的一种消能弯管，其特征在于：所述消能部还包括沿水流方向向下倾斜的斜面，所述斜面的最高处与所述第一挑流坎连接。

4.如权利要求3所述的一种消能弯管，其特征在于：所述拐弯段与所述平直段的连接处呈弧形结构，所述斜面与所述弧形结构相切。

5.如权利要求2所述的一种消能弯管，其特征在于：所述第一溢流面的挑角在15°～35°之间，所述挑角为所述第一溢流面对应所述第一挑流坎位置的切线与水平方向的夹角。

6.如权利要求2所述的一种消能弯管，其特征在于：所述迎水部包括沿水流的方向向上呈弧形延伸的第三溢流面，所述第三溢流面延伸的末端与所述第二挑流坎平滑连接。

7.如权利要求6所述的一种消能弯管，其特征在于：所述第三溢流面包括平面和第三圆弧面，所述第三圆弧面由所述第二挑流坎朝所述入水口的方向向下延伸形成，所述平面由所述第三圆弧面的延伸末端朝所述入水口的方向向下倾斜延伸形成。

8.如权利要求7所述的一种消能弯管，其特征在于：所述第三圆弧面和所述第二溢流面位于同一圆周面上。

9.如权利要求7所述的一种消能弯管，其特征在于：所述平面与平直段的夹角为45°。

10.如权利要求1所述的一种消能弯管，其特征在于：所述迎水部的最高位置的高度为Y_A，D/4≤︱Y_A︱≤D/3，其中D为所述平直段的内径。

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