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申请/专利权人：水利部杭州机械设计研究所

摘要：本发明公开了一种带有补气管的旋流截流装置。本发明包括蜗壳和补气管，蜗壳包括环板、两盖板及环板和两盖板所围成的蜗壳空腔，补气管是主要由水平管、垂直管和弯头构成的L型管道，水平管一端焊接于盖板中心处且与蜗壳空腔连接贯通，水平管另一端经弯头和垂直管一端连接相通，垂直管向上延伸布置且其另一端作为补气管出口连通到外界大气，水平管水平轴线与流体出口水平轴线位于同一高度。本发明补气管的存在降低了空泡运动产生的巨大外壳体振动，保证装置正常运行过程中的稳定性，增强了旋流截流特性，控制污水截流井的出口流量，调节管路流量，降低污水处理厂的负荷，减小截流井中固体悬浮物的体积浓度，减缓淤积堵塞，提高管道流通能力。

主权项：1.一种带有补气管的旋流截流装置，包括蜗壳2，所述蜗壳2包括环板、两盖板及环板和两盖板所围成的蜗壳空腔3，环板底部开有流体进口4，其中一块盖板中间开有流体出口5，其特征在于：还包括补气管1，所述补气管1是主要由水平管、垂直管和弯头m构成的L型管道，水平管一端焊接于另一盖板中心处且与蜗壳空腔3连接贯通，水平管另一端经弯头m和垂直管一端连接相通，垂直管向上延伸布置且其另一端作为补气管出口6连通到外界大气，水平管水平轴线S1与流体出口水平轴线S2位于同一高度；所述补气管出口6的截面面积小于流体出口5的截面面积，流体出口5的截面面积小于等于流体进口4的截面面积；所述旋流截流装置整体安装在集水井中使用；所述补气管1的内径d1为蜗壳空腔内径d2的110-210，流体出口直径d3为蜗壳空腔内径d2的15-25，流体进口高度h为蜗壳空腔内径d2的410～510；所述流体出口5截面为圆截面，流体进口4截面为矩形截面。

全文数据：带有补气管的旋流截流装置技术领域[0001]本发明涉及一种流量截流控制装置，尤其是涉及一种带有补气管的旋流截流装置。背景技术[0002]水是生命之源，也是国民经济发展的重要基石，对水资源的合理开发利用和水环境保护，是国家可持续发展的重要保障，一旦水资源供需失衡或水环境遭受严重污染将导致社会经济发展滞后。[0003]随着社会的进步，城市数量、城市规模及城市人口的迅速扩张，城市污水的排放量日益增大，生活污水排放量超过了工业污水排放量。因此，如何控制城市污水排放，已经成为了一个急需解决的问题。现如今，国内外普遍采用的处理方式是:规划、设计和实施截流装置及其系统，如截流堰、限流封板、止回阀、控制闸等传统截流装置，但是上述截流装置都存在着不同程度的缺陷：如截流量调节不精确，截流需要改变原有截流井结构，截流管中污水量及充满度的动态变化需要实时观察，截污流量小，且水力学设计使其实际截流实施困难等问题突出。[0004]因此，需要根据管道中污水的混合流动特性，利用流体力学知识，从结构上设计出更加合理的截流装置。发明内容[0005]为了克服背景技术中的不足，本发明提供了一种带有补气管的旋流截流装置，利用流体力学知识，对流体进行截流，当流体运动产生涡流旋流时，增大旋流截流装置的旋流气带，增强截流特性，降低出口流量，达到旋流截流控制污水流量的目的。[0006]本发明采用的技术方案如下：[0007]本发明包括蜗壳，所述蜗壳包括环板、两盖板及环板和两盖板所围成的蜗壳空腔，环板底部开有流体进口，其中一块盖板中间开有流体出口，其特征在于:还包括补气管，所述补气管是主要由水平管、垂直管和弯头构成的L型管道，水平管一端焊接于另一盖板中心处且与蜗壳空腔连接贯通，水平管另一端经弯头和垂直管一端连接相通，垂直管向上延伸布置且其另一端作为补气管出口连通到外界大气，水平管水平轴线与流体出口水平轴线位于同一高度。[0008]所述补气管出口的截面面积小于流体出口的截面面积，流体出口的截面面积小于等于流体进口的截面面积，可以保证流体从流体进口进入，流体出口流出，防止流体在补气管中形成较大分流，导致补气管作用失效。[0009]所述补气管内径为蜗壳空腔内径的110-210,流体出口直径为蜗壳空腔内径的15_25,流体进口高度为蜗壳空腔内径的410〜510。[0010]所述补气管出口端高于蜗壳顶部。[0011]所述补气管厚度与蜗壳径向厚度、蜗壳轴向厚度、蜗壳底部厚度相同，厚度为1〇〜20mm〇[0012]所述流体出口截面为圆截面，流体进口截面为矩形截面。[0013]所述蜗壳空腔内气带的形状通过调节补气管内径、流体进口的高度和宽度实现。[0014]所述旋流截流装置整体安装在集水井中使用。[0015]本发明的有益效果如下：[0016]本发明在流体进入截流井后，通过截流井中水位高低的变化，在旋流截流装置中心形成偏心截流气带，通过水位高低控制偏心气带的形状和大小，通过补气管可以增强旋流截流作用，降低流体出口流量，达到最优截流效果，降低不同高低水位差引起的下游渗水、漏水和溢水现象。[0017]本发明补气管的存在降低了空泡运动产生的巨大外壳体振动，可以保证正常运行安装的稳定性，增强了旋流截流特性，可以控制污水截流井的出口流量，调节管路流量，降低污水处理厂的负荷，减小截流井中固体悬浮物的体积浓度，减缓淤积堵塞，提高管道流通能力。附图说明[0018]图1是本发明装置的主视图。[0019]图2是本发明装置的左视图。[0020]图3是本发明装置的俯视图。[0021]图4是本发明装置的三维结构图。[0022]图5是带有补气管的旋流截流装置和没有补气管的旋流截流装置的工作特性曲线对比图。[0023]图中：1、补气管，2、蜗壳，3、蜗壳空腔，4、流体进口，5、流体出口，6、补气管出口，a、补气管厚度，b、蜗壳径向厚度，c、蜗壳轴向厚度，d、蜗壳底部厚度，dl、补气管内径，d2、蜗壳空腔内径，d3、流体出口直径，h、流体进口高度，S1、水平管水平轴线，S2、流体出口水平轴线，m、弯头。具体实施方式[0024]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。[0025]如图4所示，旋流截留装置包括蜗壳2,蜗壳2包括环板、两盖板及环板和两盖板所围成的蜗壳空腔3,环板底部开有流体进口4,其中一块盖板中间开有流体出口5。[0026]如图1所示，旋流截留装置还包括补气管1，补气管1是主要由水平管、垂直管和弯头m构成的L型管道，水平管一端焊接于另一盖板中心处且与蜗壳空腔3连接贯通，水平管另一端经弯头m和垂直管一端连接相通，垂直管向上延伸布置且其另一端作为补气管出口6连通到外界大气，补气管出口6端高于蜗壳2顶部，补气管出口6使用中需要始终连接大气。[0027]补气管厚度a与蜗壳径向厚度b、蜗壳轴向厚度c、蜗壳底部厚度d相同，厚度为1〇〜2〇_;蜗壳空腔3内气带的形状通过调节补气管内径dl、流体进口4的高度h和宽度w实现。[0028]如图2和3所示，补气管内径dl为蜗壳空腔内径d2的110-210,流体出□直径d3为蜗壳空腔内径d2的15-25，流体进口尚度h为蜗壳空腔内径d2的410〜510;水平管水平轴线S1与流体出口水平轴线S2位于同一高度。’丨曾出口6的截丽积小于流体出口5的截丽积，流体出口5的截本f口4的截面面积，防止流体在补气管1中形成较大分流，导致补气管作用失效，流体出口5截面为圆截面，流体进口4截面为矩形截[0030]本发明的实施例如下：[0031]、补气管1为—带有弯头m、内径为dl的空心弯管，蜗壳空腔内径d2为460mm，补气管内径dl为50mm，流体出□直径d2为2〇〇咖，流体进□高度匕为23〇_。[0032]本发明安装在污水截流井中，流体从流体进口4进入蜗壳空腔3，在蜗壳空腔3内会形成偏心气带，随着截流井中水位的上升，在补气管的作用下，气带体积会越来越大，最终达到一个稳定的形状，从而实现了通过气带对出口流体流量的调节，达到截流效果。[0033]对比例°[0034]未安装补气管的旋流截留装置是由环板和两盖板组成的蜗壳2,环板底部开有流体进口4，其中一块盖板中间开有流体出口5，另一盖板未开有其他出口或连接其他装置。[0035]如图5所示，是本发明装置和未安装补气管的旋流截流装置的工作特性曲线对比图，通过工作特性曲线对比图的数值模拟结果看出，随着水位的变化，本发明装置具有更好的截流特性;在相同的水位下，本发明装置流体出口质量流量更小。、

权利要求：1.一种带有补气管的旋流截流装置，包括蜗壳2，所述蜗壳2包括环板、两盖板及环板和两盖板所围成的蜗壳空腔3，环板底部开有流体进口（4，其中一块盖板中间开有流体出口（5，其特征在于:还包括补气管（1，所述补气管D是主要由水平管、垂直管和弯头m构成的L型管道，水平管一端焊接于另一盖板中心处且与蜗壳空腔3连接贯通，水平管另一端经弯头m和垂直管一端连接相通，垂直管向上延伸布置且其另一端作为补气管出口（6连通到外界大气，水平管水平轴线S1与流体出口水平轴线S2位于同一高度。2.根据权利要求1所述的一种带有补气管的旋流截流装置，其特征在于:所述补气管出口⑹的截面面积小于流体出口（5的截面面积，流体出口（5的截面面积小于等于流体进口⑷的截面面积。3.根据权利要求2所述的一种带有补气管的旋流截流装置，其特征在于：所述补气管1的内径dl为蜗壳空腔内径d2的110-210,流体出口直径d3为蜗壳空腔内径d2的15-25,流体进口高度⑹为蜗壳空腔内径d2的41〇〜51〇。4.根据权利要求1所述的一种带有补气管的旋流截流装置，其特征在于:所述补气管口⑹端高于蜗壳⑵顶部。5.根据权利要求1所述的带有补气管的旋流截流親，其特征在于:所述补气管⑴厚度a与蜗壳径向厚度⑹、蜗壳轴向厚度c、蜗壳底部厚度⑻相同。6.棚权利要求1臟的-种贿补气飾鎌舰雜，其特征在于:流体出口截面为圆截面，流体进口（4截面为矩形截面。7.麵权利要求1臓的-种棘补气軸旋纖驗置，浦_于:蜗壳空腔#气带_彡状通过调节补气管内径dl、_进日⑷的高度⑹和宽度w实现。純据权利要求1种带有补气管的旋流纖装置，其特征在于:所述旋流截流装置整体安装在集水井中使用。

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