本發(fā)明涉及一種新型蝸形滯流器，尤其是涉及了一種帶有空氣儲存區(qū)的蝸形滯流器。

技術(shù)背景

蝸形滯流器是一種安裝在蓄水構(gòu)筑物出口處，可在不同水位下利用進出口端的水位差，在裝置內(nèi)部自發(fā)產(chǎn)生渦流空氣帶，可形成不同節(jié)流效果的滯流裝置。

在實際應用中，由于系統(tǒng)中蓄水構(gòu)筑物的節(jié)流效果會影響到上下游的匯流情況，往往對上游節(jié)流過猛而會引起上游匯流區(qū)域的嚴重漬水，而下游管網(wǎng)反而依舊留存一定量過流空間，因此需要根據(jù)不同的節(jié)流要求制定不同的節(jié)流性能的蝸形滯流器，尤其是一些在低水位時滯流不明顯，即在降雨初期盡可能多地排放雨水，為降雨后期預留更多蓄水空間；或者高水位時需要節(jié)流比合理，即實現(xiàn)目標點漬水減少或不漬水的同時避免上游出現(xiàn)過多新增的嚴重漬水點的一類蝸形滯流器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決

背景技術(shù)：
中存在的問題，本發(fā)明提出了一種帶有空氣儲存區(qū)的蝸形滯流器，具有大進口，通過設置在迎水面上的圓臺形凹陷形成空氣儲存區(qū)。

本發(fā)明蝸形滯流器可安裝于所有需要滯流流量的蓄水構(gòu)筑物的出口管處，在低水位時按原出水管道管徑的過流能力泄水，待水位持續(xù)上升，裝置內(nèi)部的出水管中心位置自發(fā)形成高速渦流空氣帶，減小出水管道過流面積，從而產(chǎn)生節(jié)流作用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括環(huán)板、迎水面蓋板、背水面蓋板、導流板和出水管，環(huán)板一側(cè)開有進口，迎水面蓋板設計為特殊凹陷形狀，環(huán)板、迎水面蓋板和背水面蓋板形成的蝸形滯流器的內(nèi)頂部形成用于改變節(jié)流特性的空氣儲存區(qū)。

所述的迎水面蓋板的中心設有朝向蝸形滯流器中心內(nèi)凹的圓臺形凹陷，圓臺形凹陷處的內(nèi)端面與背水面蓋板間留有空間，圓臺形凹陷上方的蝸形滯流器的內(nèi)部空間形成空氣儲存區(qū)。

設置空氣儲存區(qū)有利于更多空氣隨著水位上升，逐漸聚集在所述蝸形滯流器中心，相較于未設置空氣儲存區(qū)、同厚度的圓餅形蝸形滯流器，當空氣帶完全形成后，可生成截面積更大的空氣帶，減小出水管道的過流面積。

本發(fā)明的蝸形滯流器的工作特性曲線在渦流空氣帶完全形成時，存在某個特定水位下，流量呈直線快速增加的過程，流量快速增率的大小與空氣儲存區(qū)的大小有關(guān)。

所述的圓臺形凹陷的直徑內(nèi)小外大，即小端靠近蝸形滯流器中心，大端遠離蝸形滯流器中心，位于原迎水面凹面板所在平面。

所述的圓臺形凹陷的小端直徑不小于出水管的管徑，即使得圓臺形凹陷的小端面積不小于出水管的管截面面積。

所述的蝸形滯流器的主體厚度b和圓臺形凹陷的圓臺高度h的比例為b:h＝3～2。

所述的進水口的高度d1的最小值根據(jù)最小進口面積s1與蝸形滯流器的主體厚度b之比得到，最大值不大于導流板底部至環(huán)板內(nèi)底的垂直距離d2。

最小進口面積s1不小于出口面積s2，否則會直接對水流形成物理截流，干擾了空氣帶對水流節(jié)流作用的研究。

所述的迎水面蓋板向裝置內(nèi)部中心形成圓臺形凹陷，在內(nèi)部形成圓形平面，迎水面上余留的平面圓環(huán)寬度b大于50mm。

所述的進口面積s1不小于出口面積s2，且s1：s2≥1。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明為增加了空氣儲存區(qū)的蝸形滯流器，在出水端滿管后在裝置內(nèi)部形成更大的封閉空氣儲存區(qū)，有利于空氣在裝置內(nèi)部盡可能多地儲存，在渦流形成過程中，空氣被逐漸壓縮至裝置出口處，減少滯流器中心形成空氣帶長度，增大空氣帶截面積。相較于未設置空氣儲存區(qū)，同厚度的圓餅形的蝸形滯流器，在高水位可進一步減少出水口的過流面積，增強節(jié)流效果。

本發(fā)明可在高速渦流空氣帶完全形成前(低水位)，和扁平圓餅形的蝸形滯流器具有相同的節(jié)流能力。而在渦流空氣帶完全形成后(高水位)，在該水位下流量快速增加，直至水位進一步上升，流量增速才得到控制，弱化了節(jié)流效果，實現(xiàn)了應用中對不同節(jié)流效果蝸形滯流器的需求。

本發(fā)明大大增加進口面積，減小雜物堵塞的可能性之外，可允許更大流量在低水位下快速通過裝置，降低渦流空氣帶完全形成所需要的最小壓力水頭。

本發(fā)明涉及的蝸形滯流器以上變化特點，有助于裝置需要在初期節(jié)流效果小和渦流穩(wěn)定后為某一合理節(jié)流比的工況下使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所涉及的蝸形滯流器的三維圖。

圖2是本發(fā)明所涉及的蝸形滯流器的二維側(cè)視圖。

圖3是已有的厚度為(b-h)的扁平圓餅形蝸形滯流器的三維圖。

圖4是已有的厚度為b的圓餅形蝸形滯流器的三維圖。

圖5是本發(fā)明所涉及的蝸形滯流器與同進口大小已有的蝸形滯流器的工作特性曲線對比圖。

圖6是本發(fā)明所涉及的不同進口大小的蝸形滯流器的工作特性曲線對比圖。

圖中：環(huán)板1、迎水面蓋板2、背水面蓋板3、導流板4、出水管5、圓臺形凹陷6、進水口7、空氣儲存區(qū)8。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明具體實施包括環(huán)板1、迎水面蓋板2、背水面蓋板3、導流板4和出水管5，環(huán)板1一側(cè)開有進口7，環(huán)板1上一側(cè)設有蝸形滯流器進水口7，其上方的環(huán)板內(nèi)壁邊沿設有向中心凸起的導流板4，導流板固定在環(huán)板1上。如圖1和圖2所示，迎水面蓋板2設計為特殊凹陷形狀，環(huán)板1、迎水面蓋板2和背水面蓋板3形成的蝸形滯流器的內(nèi)頂部形成用于改變節(jié)流特性的空氣儲存區(qū)8。

迎水面蓋板2的中心設有朝向蝸形滯流器中心內(nèi)凹的圓臺形凹陷6，圓臺形凹陷6處的內(nèi)端面與背水面蓋板3間留有空間，圓臺形凹陷6上方的蝸形滯流器的內(nèi)部空間形成空氣儲存區(qū)8。

圓臺形凹陷6的直徑內(nèi)小外大，即小端靠近蝸形滯流器中心，大端遠離蝸形滯流器中心，位于原迎水面凹面板2所在平面。

圓臺形凹陷6的小端直徑不小于出水管5的管徑，即使得圓臺形凹陷6的小端面積s3不小于出水管5的管截面面積s2。

蝸形滯流器的主體厚度b和圓臺形凹陷6的圓臺高度h的比例為b:h＝3～2。

本發(fā)明的實施例如下：

實施例1

本實施例如圖1和圖2所示，蝸形滯流器迎水面蓋板向裝置內(nèi)部中心形成圓臺形凹陷，在內(nèi)部形成圓形平面，迎水面上余留的平面圓環(huán)寬度b為100mm，迎水蓋板在內(nèi)部形成的圓形平面s3與出口面積s2保持一致，裝置厚度b與凹陷圓臺高度h的比值為2比1，進口面積s1大于出口面積s2，兩者比值為1.04。

本實施例與如圖3中扁平圓餅形蝸形滯流器、如圖4中的圓餅形蝸形滯流器進行對比，三者進出口面積均一致，裝置直徑大小一致，圖2中b-h的值與圖3中裝置厚度相同，b值與圖4中裝置厚度相同，三者的工作曲線(橫坐標為裝置出口流量，縱坐標為蓄水構(gòu)筑物內(nèi)的水位至出水管管底的高度差)如圖5所示。

從圖5中可知，在水頭為1m以下時，本實施例與厚度為b-h的扁平圓餅形蝸形滯流器的工作曲線變化不大，當本實施例的出水流量繼續(xù)增加一定量后，水位才繼續(xù)上升；而相較于厚度為b的圓餅形蝸形滯流器，在低水位時可允許更大流量在低水位下快速通過裝置。在水位高于1m時，本實施例的過流能力大于扁平圓餅形蝸形滯流器，弱化了節(jié)流效果，而對于圓餅形蝸形滯流器，其節(jié)流能力增強。

實施例2

本實施例如圖1和圖2所示，與實施例1相同。

開高進口高度d1，使得進口面積的1倍、1.5倍和2倍分別是s1＝1.04╳s2，s1＝1.5╳1.04╳s2，s1＝2╳1.04╳s2，分別進行試驗可得到各自的工作特性曲線如圖6所示。

可見，進口面積增加越大后，不論水位高低，能夠?qū)崿F(xiàn)減小雜物堵塞的可能性。同時可允許更大流量在低水位下快速通過裝置，降低渦流空氣帶完全形成所需要的最小壓力水頭。