CN218671133U - 一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置 - Google Patents

一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置 Download PDF

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李高会
张知达
崔伟杰
章梦捷
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Abstract

本实用新型涉及一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置。适用于水利水电工程技术领域。本实用新型所采用的技术方案是：一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置，其特征在于：在所述输水管道上沿输水管道通长方向设置有补水罐，在所述补水罐与输水管道之间通过沿输水管道通长方向设置的若干补水管连接，所述补水罐在输水管道上游侧端部上固定安装有伸入输水管道内的连接管。

Description

一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置
技术领域
本实用新型涉及一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置。适用于水利水电工程技术领域。
背景技术
目前，引调水工程中水锤防护措施总体分为水工类防护措施和机械类防护措施或者两者之间的组合防护措施。水工类水锤防护措施主要是空气罐、双向稳压塔、高水水池等，机械类防护措施主要有空气阀、泄压阀、压力波动预止阀等；组合防护措施主要有单向塔、带有逆止阀的空气罐等。为改善输水沿线最小压力和最大内水压力值，对引调水工程中水锤进行正压和负压的防护，发明了一种包括连接管、补水罐和空气阀的新型加压供水工程水锤防护装置，能够有效的改善由于水泵断电引起的压力下降和水体倒流引起的压力上升的急剧程度，切实的保护输水管线和水泵的安全，从而保证加压供水系统的安全性。
但是，虽然通过两个连接管实现输水管道与补水罐之间的连通，但是在正常供水运行中，无法保证补水罐中水体流动，在寒冷地区则可能导致补水罐结冰，一方面会影响补水罐的使用，严重者可能会对补水罐产生破坏。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：为解决上述技术问题，本实用新型提供一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置。
本实用新型所采用的技术方案是：一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置，其特征在于：在所述输水管道上沿输水管道通长方向设置有补水罐，在所述补水罐与输水管道之间通过沿输水管道通长方向设置的若干补水管连接，所述补水罐在输水管道上游侧端部上固定安装有伸入输水管道内的连接管。如此，在输水管道正常工作时，输水管道内具有较大的流量，固定安装有连接管的上游侧补水罐处的水头高于固定安装有补水管的补水罐处的水头，输水管道内的部分水流会通过补水罐上游侧处连接管进入至补水罐内，并最终通过补水罐下游侧处补水管输送至输水管道内，使补水罐内水体始终保持流动，避免在寒冷地区的补水罐内水体结构，对补水罐的工作效能产生影响。在输水管道上液压泵发生故障时，补水罐亦能缓解因水体惯量发生变化后产生水锤压力而对输水管道造成破坏。
所述伸入输水管道内的连接管上在朝向输水管道上游侧侧壁上均匀开有若干进水孔。如此，方便输水管道内的水流通过进水孔进入至连接管内，并最终流入补水罐内。
所述伸入输水管道内的连接管端部置于输水管道的中心位置处。如此，方便输水管道内的水流通过进水孔进入至连接管内。
所述连接管的管径为10cm。
在补水罐顶部设有若干空气阀。如此便于在输水管道发生故障时，补水罐内的水体能及时补充至输水管道内；同时在输水管道正常工作时，便于将补水罐内空气排出。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过水力自动控制，并实现补水罐内水体的自动更新，在不影响输水管道内水质的前提下，达到补水罐和输水管道防冻的目的。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中，1、输水管道；2、补水管；3、补水罐；4、空气阀；5、连接管。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
本实施例为一种适用于寒冷地区输水管道1的水锤防护装置，具有沿输水管道1通长方向布置在寒冷地区输水管道1上的补水罐3，该补水罐3与输水管道1之间通过若干补水管2连接，在该补水罐3上固定安装有若干空气阀4，如此，在输水管道1上的输水泵发生故障时，输水管道1内的压力下降，补水罐3内的水通过补水管2流入输水管道1内，补水罐3内压力减小后空气通过空气阀4进入至补水罐3内，减小输水泵固定时，输水管道1内压力骤降对输水管道1内壁的影响。
本实施例中，在输水管道1上游侧的补水罐3端部处安装有伸入输水管道1内的连接管5，该连接管5的管径为10cm。该连接管5伸入至输水管道1的中部位置处，伸入输水管道1内的连接管5在朝向输水管道1上游侧的侧壁上均匀开有若干进水孔。如此，因连接管5相对于补水管2而言，布置在输水管道1的上游侧，具有较高的水头。如此，在输水管道1正常工作时，输水管道1内的一部分流水会通过连接管5进入到补水罐3内，并且因补水罐3内压力保持稳定，补水罐3内的水流会从补水罐3下游侧的补水管2处排至输水管道1内，使得补水罐3内的水流随输水管道1内的水流发生流动，有效避免了补水罐3内水流在寒冷地区因未流动而结冰，影响补水罐3在输水管道1发生故障时的使用。
本实施例的工作原理为：
根据伯努利方程可以得出如下计算水头的计算公式：
Figure SMS_1
式中：h-水头(m)；z-位置水头(m)；p-压强(kPa)；ρ-密度(kg/m3)；g-重力加速度(m/s2)；v-流速(m/s)。
根据上述公式可知，因输水管道1的管道长度远远大于输水管道1的管径，在输水管道1上某一小段上补水管2与连接管之间的位置水头、压强变化和水体密度变化均忽略不计。因连接管5伸入输水管道1内，并在连接管5上游侧开有若干进水孔，水经过进水孔进入到连接管5内，进入连接管5内液流的动能转化为势能，使得输水管道1内连接管5处的水头h1为：
Figure SMS_2
而连通输水管道1与补水罐3的补水管2因其开口方向与液流方向垂直，只受到液体的压力，使得输水管道1内补水管2处的水头h2为：
Figure SMS_3
如此，输水管道1内在连接管5处与补水管2处存在水头差，水头差为：
Figure SMS_4
Figure SMS_5
故，在输水管道1内水流正常流动时，输水管道1内的部分水流会通过连接管5流入补水罐3内，并通过补水管2再次流入输水管道1内，实现补水罐3内流体循环。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置，其特征在于：在所述输水管道(1)上沿输水管道(1)通长方向设置有补水罐(3)，在所述补水罐(3)与输水管道(1)之间通过沿输水管道(1)通长方向设置的若干补水管(2)连接，所述补水罐(3)在输水管道(1)上游侧端部上固定安装有伸入输水管道(1)内的连接管(5)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置，其特征在于：所述伸入输水管道(1)内的连接管(5)上在朝向输水管道(1)上游侧侧壁上均匀开有若干进水孔。
3.根据权利要求1所述的一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置，其特征在于：所述伸入输水管道(1)内的连接管(5)端部置于输水管道(1)的中心位置处。
4.根据权利要求1所述的一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置，其特征在于：所述连接管(5)的管径为10cm。
5.根据权利要求1所述的一种适用于寒冷地区输水管道的水锤防护装置，其特征在于：在补水罐(3)顶部设有若干空气阀(4)。
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