一种变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法，它包括生态床床体，所述的生态床床体内部设置有虹吸入口，所述的虹吸入口连接有变截面管，所述的变截面管连接有主虹吸弯管，所述的主虹吸弯管上设置有主虹吸控制点，所述的主虹吸弯管连接有虹吸管，所述的虹吸管连接有次虹吸弯管，所述的次虹吸弯管上设置有次虹吸控制点A和次虹吸控制点B，所述的次虹吸弯管连接有虹吸出口，所述的虹吸管上设置有虹吸管承插口，所述的虹吸管承插口连接有虹吸管壁和虹吸管承插企口；因此，本发明专利技术具有易触发虹吸、低耗能、准确产生虹吸、具有普遍适用性的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，具体涉及一种变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法。
技术介绍
虹吸管的工作原理是：先将管内空气排出，使管内形成一定的真空度，由于进口水流的压强大于大气压强，因此在管内外形成压差，使水流由压强大的地方流向压强小的地方；虹吸过程是复杂的气液两相三维紊流，水在流动中具有紊动性，漩涡破裂并伴有气泡的稳定和不稳定、分离、破碎等现象；虹吸形成初期的水流状态为堰流的，是一种真空断面的实用堰流，由于水流急剧转向，脱离管壁，水流将管中空气带走，使管内产生真空，在真空作用下，其流量在同一水头情况下比非真空断面实用堰具有较大的过水能力，可满足不同场合水处理及水利工程应用的需要；由水力学理论可知，堰流产生是由闸孔流演变而来的，可形成闸孔出流（即管流）和堰流两种流态，只有在管流的状态下，才可产生虹吸作用，在管流和堰流流态之间，不能保证产生虹吸，对普通的“η”型虹吸管而言，根据堰流的计算公式可知，由于进水流量大于管内堰流流量，所以管内水位上升较慢，管外水位上升较快，只有当管径较小时，才能产生虹吸，管径增大时不易产生虹吸，尤其在多支虹吸管并联组合后使用，则不能保证其同时发生虹吸，同时对大管径条件下由于堰流上部与前面水面具有一定的水面比降，使管内水位不能上升到“η”型管高点，形成管流，继而触发虹吸，无法满足人们在特定设计条件下都能及时产生虹吸的功能要求；经过多年的研究和试验发现，一般情况下虹吸产生的基本条件为：1、待排水面要高于排放口；2、水体要通过水封控制点达到堰流状态，且水封控制点的高度有限制；3、管内要充满水形成管流是必备的触发条件；传统的虹吸管由于结构管径流量等的限制，不易触发虹吸，严重制约了虹吸这种无动力、低能耗技术的应用；尤其是不同场合，不同流量等功能要求，对虹吸管规格、大小要求不一样，人们的目标是在不同的设计要求条件下都能准确产生虹吸，以满足不同的使用要求；针对以上问题，有必要开发一种易触发虹吸、低耗能、准确产生虹吸、具有普遍适用性的变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种易触发虹吸、低耗能、准确产生虹吸、具有普遍适用性的变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法，它包括生态床床体，所述的生态床床体内部设置有虹吸入口，所述的虹吸入口连接有变截面管，所述的变截面管连接有主虹吸弯管，所述的主虹吸弯管上设置有主虹吸控制点，所述的主虹吸弯管连接有虹吸管，所述的虹吸管连接有次虹吸弯管，所述的次虹吸弯管上设置有次虹吸控制点A和次虹吸控制点B，所述的次虹吸弯管连接有虹吸出口，所述的虹吸管上设置有虹吸管承插口，所述的虹吸管承插口连接有虹吸管壁和虹吸管承插企口。所述的变截面管的管心轴线的倾角α的范围为35-58°，平均47°，水流与虹吸入口之间的倾角γ的范围为0-20°，平均15°。所述的变截面管的变径比例为1.2。所述的主虹吸弯管和次虹吸弯管配合，形成双虹吸装置。所述的次虹吸弯管的形状可以是低水封S弯也可以是低水封箱体，水封高度在10-50mm之间变化较为适合，对普通虹吸管而言小于25mm最佳。所述的虹吸管可以是圆口管道也可以是扁口管道，扁口管道的宽度范围在50-120mm之间为佳。所述的虹吸管管道若为特殊需要的大口径，可提供使用技术参数，在水封控制点高度小于8mm的范围内，加工定制，可制作各种规格、口径的虹吸管。通过对次虹吸控制点A和次虹吸控制点B之间的垂直距离的调节，可准确控制虹吸排水量和排水时间。本专利技术的有益效果：从能量的角度来说，水流要通过虹吸控制点，达到过堰溢流才可能形成虹吸；虹吸控制点愈高，需要的能量愈多，虹吸形成后吸力相应增大，虹吸控制点愈低，就愈易产生虹吸，研究发现虹吸触发的条件为：1、管内持续产生负压；2、管内形成稳定的封闭水柱；3、流速明显增加；由于普通“η”型虹吸管进水口与水流方向在进水口时急剧改变，导致流速分布很不均匀，水流阻力、局部损失变大，在势能转化为机械能（动能）时形成涡旋及二次流、消耗能量，降低了引发虹吸的压强差，制约了虹吸的形成，因此，我们主要从两个方面对虹吸管进行了改进：1、使水流能顺畅到达虹吸控制点，以便及时形成堰流；2、形成堰流后使管内快速形成真空，以克服短管阻力损失，加速管流形成的过程，首先，改变进口管段的倾角α，进口方向；降低进水管段的阻力损失，影响着流体的上升速度，α愈大，水流局部损失阻力愈大；α愈小，局部损失愈小且水流能更快到达虹吸控制点，从而加速虹吸形成，虹吸控制点高度一定的情况下，α太小又增加了管段长度；扩大了使用安装空间，经多次试验α在35°~50°之间，均可满足阻力最小，顺畅进水的要求，可根据不同的使用场合，确定最佳进水角度α，常规选47°较佳，水流与虹吸进口倾角γ，影响进口水流的流速和流向，在0°-20°之间变化较为适宜，平均角度为15°为佳，其次，改变进口管段的尺寸大小，形成进口由大到小逐渐收缩的变径管段，这样可使水流由断面大流向断面小的时候，在同样压力条件下，流速加快，使水流快速到达并通过水封控制点，形成堰流，经试验知进口管段变径比为1.2时最佳，第三、在虹吸管道出口，加设一道低水封虹吸，使主虹吸堰流的时候，低水封虹吸快速形成，使管内迅速形成持续负压、封闭水柱、触发虹吸的产生，两次虹吸叠加，使得虹吸发生时间早、虹吸充分安全、持续时间长，出水流速明显加大，平均流速可达1.5m/s，最高可达3.2m/s以上，，两道水封引起两次虹吸，从而两次虹吸相重叠，互相影响、互相促进，使得虹吸开始时间很早，稳定运行阶段虹吸发展的很完全；大大提高了虹吸效果，第四、虹吸管道出口段长度L也与虹吸效果有很大关系，加长出口管道可使虹吸效果更加明显，若太短，水流无效流失比例加大，不利于封闭水柱的形成，出口段L较长时，有利于封闭水柱的生成；从而促使虹吸发生，在虹吸控制点高度一定的情况下，有一个合理的L最小值，一般为≥100mm为佳，第五、虹吸管道出口低水封的形状可以是低水封S弯，也可以是低水封箱体，水封高度在10～50mm较为合适，对不同规格、大小的虹吸管选择适宜的水封高度对一般虹吸管而言，≤25mm较为适宜，对虹吸控制点A及La一定的情况下，通过对次虹吸控制点A和次虹吸控制点B之间的垂直距离的调节，可准确控制虹吸排水量和排水时间，第六、通过对各种不同规格口径的虹吸管实际制作、试验表数据表明；无论从流速、流量或实际应用布置扁口管道比圆口管道更适用于工程化应用，一般情况下扁口管的宽度在50～120mm之间为佳，同时设计承插企口，通过模压成型制成单个制成品标准件，通过前后叠加组装的，满足不同使用要求的工程需要，第七、对大口径，特殊需要的虹吸管道，可提供使用要求及参数加工制定，在小于水封控制点高度8.0m的范围内，可满足不同使用虹吸场合的要求，虹吸形成的主要机理是液压差，等截面（径）双虹吸与变截面（径）双虹吸的区别，就流动产生的压力和速度而言，变截面明显高于等截面，对变截面双虹吸管道来说，液体上升段截面由大变小，在水流动力初始阶段就可使液体水流速度愈来愈快，提前形成驼峰段水柱，加快产生虹吸，使得虹吸负压大大增高，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法，它包括生态床床体，其特征在于：所述的生态床床体内部设置有虹吸入口，所述的虹吸入口连接有变截面管，所述的变截面管连接有主虹吸弯管，所述的主虹吸弯管上设置有主虹吸控制点，所述的主虹吸弯管连接有虹吸管，所述的虹吸管连接有次虹吸管，所述的次虹吸管上设置有次虹吸控制点A和次虹吸控制点B，所述的次虹吸管连接有虹吸出口，所述的虹吸管上设置有虹吸管承插口，所述的虹吸管承插口连接有虹吸管壁和虹吸管承插企口。

【技术特征摘要】
1.一种变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法，它包括生态床床体，其特征在于：所述的生态床床体内部设置有虹吸入口，所述的虹吸入口连接有变截面管，所述的变截面管连接有主虹吸弯管，所述的主虹吸弯管上设置有主虹吸控制点，所述的主虹吸弯管连接有虹吸管，所述的虹吸管连接有次虹吸管，所述的次虹吸管上设置有次虹吸控制点A和次虹吸控制点B，所述的次虹吸管连接有虹吸出口，所述的虹吸管上设置有虹吸管承插口，所述的虹吸管承插口连接有虹吸管壁和虹吸管承插企口。2.根据权利要求1所述的一种变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法，其特征在于：所述的变截面管的管心轴线的倾角α的范围为35-58°，平均47°，水流与虹吸入口之间的倾角γ的范围为0-20°，平均15°。3.根据权利要求1所述的一种变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法，其特征在于：所述的变截面管的变径比例为1.2。4.根据权利要求1所述的一种变截面（径）双虹吸管装置的设计与生产制造方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，
申请(专利权)人：王海燕，
类型：发明
国别省市：河南;41