實(shí)現(xiàn)城市有序排水防澇的圓臺(tái)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)城市有序排水防澇的圓臺(tái)裝置，包括城市的地下管網(wǎng)、以及與所述的地下管網(wǎng)連通的集水井，所述的地下管網(wǎng)連接主管路，所述的集水井的出水口上安裝有水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置；所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置是具有斜圓臺(tái)形的外殼，并具有中空的內(nèi)腔，所述的外殼的小直徑端面朝向集水井的出水口，大直徑端面背離集水井的出水口且設(shè)置在集水井內(nèi)部，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有切向進(jìn)水口和軸向出水口，所述的切向進(jìn)水口以所述的外殼的側(cè)面圓周的切線方向?qū)⑺畬?dǎo)入內(nèi)腔。本發(fā)明可有效降低高地勢(shì)區(qū)域集水井出水口管道的等效過(guò)流面積及其內(nèi)部的水流流速，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)不同區(qū)域排水流量的目的，有助于緩解強(qiáng)降雨引起的城市內(nèi)澇災(zāi)害。
【專利說(shuō)明】實(shí)現(xiàn)城市有序排水防澇的圓臺(tái)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)城市有序排水防澇的圓臺(tái)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在城市排水系統(tǒng)中，不同區(qū)域的地勢(shì)差異顯著影響著相應(yīng)區(qū)域排水管道的排水能力以及在強(qiáng)降雨中的排水效果。根據(jù)流體力學(xué)有關(guān)理論，在水頭壓力作用下，管路中的水流流量隨水頭壓力的升高而增大。所以，當(dāng)各排水管路均為同一管徑時(shí)，高地勢(shì)區(qū)域由于較高的水頭壓力，管路具有更強(qiáng)大的排水能力，短時(shí)強(qiáng)降雨時(shí)，地表雨水匯入集水井后被排水管路快速排走；而地勢(shì)低洼地帶水頭壓力低，管路排水能力相對(duì)較弱，雨水難以及時(shí)排走而大量滯留。目前我國(guó)城市排水管網(wǎng)布局多為“連通器”型式(即在城市局部地區(qū)，高、低地勢(shì)區(qū)域的排水管網(wǎng)共用同一主管路)，當(dāng)雨量超過(guò)排水管網(wǎng)的負(fù)荷時(shí)，雨水從地勢(shì)低洼區(qū)域集水井外溢，導(dǎo)致內(nèi)澇災(zāi)害。另一方面，地表雨水在重力作用下從高地勢(shì)區(qū)域流向地勢(shì)低洼區(qū)域，加重低洼地帶排水管網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，增加低洼地帶內(nèi)澇災(zāi)害的發(fā)生幾率。
[0003]綜上所述，城市遭遇短時(shí)強(qiáng)降雨時(shí)，地勢(shì)低洼區(qū)域管網(wǎng)面臨的排水負(fù)擔(dān)高于高地勢(shì)區(qū)域，而排水能力卻弱于高地勢(shì)區(qū)域。地下管網(wǎng)的這種排水狀態(tài)對(duì)緩解城市內(nèi)澇是極為不利的。在不改變地下管網(wǎng)條件下，適當(dāng)削弱高地勢(shì)區(qū)域的排水能力，讓地勢(shì)低洼區(qū)域優(yōu)先排放是改變這種排水狀態(tài)的一條有效途徑。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決在城市遭遇強(qiáng)降雨時(shí)現(xiàn)有排澇方式不能有效限制高地勢(shì)區(qū)域的雨水排放速度、極易造成低地勢(shì)區(qū)域內(nèi)澇災(zāi)害的不足，本發(fā)明提供一種能夠有效限制高地勢(shì)區(qū)域的雨水排放速度、做到地勢(shì)低洼地帶優(yōu)先排放、實(shí)現(xiàn)城市有序排水防澇的圓臺(tái)裝置。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]實(shí)現(xiàn)城市有序排水防澇的圓臺(tái)裝置，其特征在于:包括城市的地下管網(wǎng)、以及與所述的地下管網(wǎng)連通的集水井，所述的地下管網(wǎng)連接主管路，所述的集水井的出水口上安裝有水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置；所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置是具有斜圓臺(tái)形的外殼，并具有中空的內(nèi)腔，所述的外殼的小直徑端面朝向集水井的出水口，大直徑端面背離集水井的出水口且設(shè)置在集水井內(nèi)部，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有切向進(jìn)水口和軸向出水口，所述的軸向出水口設(shè)置在小直徑端面上，所述的軸向出水口與所述的集水井的出水口處的排水管連通，所述的切向進(jìn)水口設(shè)置在母線與豎直方向之間的夾角較小的且靠近大直徑端面處的側(cè)面上，所述的切向進(jìn)水口以所述的外殼的側(cè)面圓周的切線方向?qū)⑺畬?dǎo)入內(nèi)腔。
[0007]進(jìn)一步，安裝在高地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)。
[0008]本發(fā)明的工作過(guò)程如下:
[0009]1、當(dāng)降雨強(qiáng)度較小時(shí)，進(jìn)入集水井的水量也相應(yīng)較少，尚未對(duì)排水系統(tǒng)造成壓力，無(wú)需對(duì)排水管路的雨水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。此時(shí)，集水井內(nèi)的水頭較低，水流平穩(wěn)通過(guò)水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置。
[0010]2、隨著降雨強(qiáng)度和降雨時(shí)間的增加，集水井內(nèi)水位逐漸升至一定高度時(shí)，由于水流的慣性以及水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)形狀的作用，水流在裝置內(nèi)部形成環(huán)繞裝置結(jié)構(gòu)軸線的螺旋運(yùn)動(dòng)，此時(shí)水流速度不足以維持穩(wěn)定的螺旋運(yùn)動(dòng)形式，該螺旋運(yùn)動(dòng)在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后潰滅，之后再形成，周而復(fù)始。該運(yùn)動(dòng)形式的出現(xiàn)意味著沿出水管軸向的水流速度分量減小，集水井出口管道中的流量相應(yīng)減小，此時(shí)水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置尚未被水充滿，其內(nèi)部仍有一定量的空氣，進(jìn)一步減小了水流的實(shí)際過(guò)流面積。
[0011]3、當(dāng)集水井內(nèi)水位進(jìn)一步升高，水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置被完全淹沒(méi)，水流在裝置內(nèi)部及集水井出口管道中形成穩(wěn)定的螺旋運(yùn)動(dòng)，沿出水管道軸向的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)一步減小。與此同時(shí)，少量的空氣被限制在螺旋運(yùn)動(dòng)水流的中心部位，這將對(duì)水流產(chǎn)生背壓，并減小排水管道中水流的過(guò)流面積。在以上因素的共同作用下，排出集水井的流量被有效遏制。
[0012]4、降雨結(jié)束后，隨著集水井內(nèi)水位的下降，排水管道中水流的螺旋流動(dòng)形式逐漸消失，排水系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)。
[0013]當(dāng)短時(shí)間集中降雨時(shí)，高地勢(shì)區(qū)域以及該區(qū)域內(nèi)的集水井暫時(shí)儲(chǔ)水不至于引起當(dāng)?shù)氐膬?nèi)澇。城市內(nèi)澇往往表現(xiàn)在個(gè)別低地勢(shì)區(qū)域重復(fù)地內(nèi)澇，而不是全部區(qū)域的內(nèi)澇。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，城市內(nèi)澇的成因包括排水順序上的無(wú)序，由此導(dǎo)致低地勢(shì)區(qū)域排水不暢，而高地勢(shì)區(qū)域的集水井的儲(chǔ)水能力沒(méi)有得到充分利用，城市排水設(shè)施的整體效率下降。本發(fā)明創(chuàng)造性地實(shí)施了城市排水設(shè)施在排水順序上的有效管理，提高了城市排水設(shè)施的使用效率。
[0014]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0015]1、本發(fā)明不改變排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀(布局、設(shè)計(jì))，在高地勢(shì)區(qū)域集水井出口管道安裝水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置，當(dāng)集水井中水位達(dá)到一定高度時(shí)，該裝置啟動(dòng)、工作，切向入口結(jié)構(gòu)使水流以螺旋形式流入排水管道，減緩水流流速，限制和降低高地勢(shì)區(qū)域的排水能力，從而提高地勢(shì)低洼區(qū)域的排水能力，自動(dòng)協(xié)調(diào)不同地勢(shì)排水管道的流量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有序排水，消除或緩解低洼地帶由短時(shí)強(qiáng)降雨引起的內(nèi)澇災(zāi)害。不需能源、投資低、見(jiàn)效快。
[0016]2、本發(fā)明可根據(jù)城市區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的分布情況、地形地貌設(shè)計(jì)每一個(gè)水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)該區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的有序排水，達(dá)到防止城市低洼地帶內(nèi)澇的目標(biāo)。
[0017]3、由于排水管道截面的實(shí)際形狀和面積保持不變，減少了管道堵塞風(fēng)險(xiǎn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的簡(jiǎn)化模型示意圖。
[0019]圖2a是水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置為蝸殼結(jié)構(gòu)的外觀示意圖。
[0020]圖2b是圖2a的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2c是圖2a安裝在集水井內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2d是圖2c中的A-A截面示意圖。
[0023]圖2e是圖2c中的B-B截面示意圖。
[0024]圖3a是水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的軸向示意圖。
[0025]圖3b是圖3a安裝在集水井內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3c是圖3b中的A-A截面示意圖。
[0027]圖3d是圖3b中的B-B截面示意圖。
[0028]圖4a是水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置為圓柱結(jié)構(gòu)的軸向示意圖。
[0029]圖4b是圖4a安裝在集水井內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖4c是圖4b中的A-A截面示意圖。
[0031]圖4d是圖4b中的B-B截面示意圖。
[0032]圖5a是水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置為斜圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的軸向示意圖。
[0033]圖5b是圖5a安裝在集水井內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5c是圖5b中的A-A截面示意圖。
[0035]圖5d是圖5b中的B-B截面示意圖。
[0036]圖6a是水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置為斜圓柱結(jié)構(gòu)的軸向示意圖。
[0037]圖6b是圖6a安裝在集水井內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖6c是圖6b中的A-A截面示意圖。
[0039]圖6d是圖6b中的B-B截面示意圖。
[0040]圖7a是水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置誘發(fā)的水流螺旋流動(dòng)示意圖。
[0041]圖7b是水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置作用下的水頭與流量的關(guān)系曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]實(shí)施例1
[0043]參照?qǐng)D1、圖2a至圖2e以及圖7a和圖7b，實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法，在城市的地下管網(wǎng)I的集水井2的出水口安裝水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4 ;并且，安裝在高地勢(shì)21的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)22的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)。
[0044]實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法的專用設(shè)備，包括城市的地下管網(wǎng)1、以及與所述的地下管網(wǎng)I連通的集水井2，所述的地下管網(wǎng)I連接主管路3，所述的集水井2的出水口上安裝有水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4。
[0045]優(yōu)選的，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4是蝸殼結(jié)構(gòu)。
[0046]通常的管道中，水頭與流量的二次方成正比。但是在水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置中，如圖7b所示，流量與水頭呈現(xiàn)特殊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在某個(gè)區(qū)段，水頭增加反而導(dǎo)致流量下降。
[0047]本發(fā)明的安裝在高地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)，高地勢(shì)區(qū)域集水井的流量的減少量較大，因此提高地勢(shì)低洼區(qū)域的排水能力，自動(dòng)協(xié)調(diào)不同地勢(shì)排水管道的流量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有序排水，消除或緩解低洼地帶由短時(shí)強(qiáng)降雨引起的內(nèi)澇災(zāi)害。
[0048]以上對(duì)于水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的渦流發(fā)生系數(shù)的安排是一個(gè)總體原則，對(duì)于局部地區(qū)，可根據(jù)城市區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的分布情況、地形地貌以及該地區(qū)的排澇的緊迫程度，設(shè)計(jì)每一個(gè)水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)該區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的有序排水，達(dá)到防止城市低洼地帶內(nèi)澇的目標(biāo)。
[0049]實(shí)施例2
[0050]參照?qǐng)D1、圖3a至圖3d、圖7a和圖7b，實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法，在城市的地下管網(wǎng)I的集水井2的出水口安裝水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4 ;并且，安裝在高地勢(shì)21的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)22的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)。
[0051]實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法的專用設(shè)備，包括城市的地下管網(wǎng)1、以及與所述的地下管網(wǎng)I連通的集水井2，所述的地下管網(wǎng)I連接主管路3，所述的集水井2的出水口上安裝有水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4。
[0052]優(yōu)選的，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4具有圓臺(tái)形的外殼，并具有中空的內(nèi)腔，所述的外殼的小直徑端面朝向集水井的出水口，大直徑端面背離集水井的出水口且設(shè)置在集水井內(nèi)部，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有切向進(jìn)水口 5和軸向出水口 6，所述的軸向出水口設(shè)置在小直徑端面上，所述的軸向出水口與所述的集水井的出水口處的排水管連通，所述的切向進(jìn)水口設(shè)置在靠近大直徑端面的側(cè)面上，所述的切向進(jìn)水口以所述的外殼的側(cè)面圓周的切線方向?qū)⑺畬?dǎo)入內(nèi)腔。該裝置內(nèi)腔沿軸向漸縮，導(dǎo)致被限制在螺旋運(yùn)動(dòng)水流中心部位的空氣背壓沿軸向快速升高、水流螺旋運(yùn)動(dòng)加劇，對(duì)水流軸向速度分量的減緩作用逐漸加強(qiáng)，裝置出口處的流量被大幅減小。
[0053]通常的管道中，水頭與流量的二次方成正比。但是在水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置中，如圖7b所示，流量與水頭呈現(xiàn)特殊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在某個(gè)區(qū)段，水頭增加反而導(dǎo)致流量下降。
[0054]本發(fā)明的安裝在高地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)，高地勢(shì)區(qū)域集水井的流量的減少量較大，因此提高地勢(shì)低洼區(qū)域的排水能力，自動(dòng)協(xié)調(diào)不同地勢(shì)排水管道的流量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有序排水，消除或緩解低洼地帶由短時(shí)強(qiáng)降雨引起的內(nèi)澇災(zāi)害。
[0055]以上對(duì)于水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的渦流發(fā)生系數(shù)的安排是一個(gè)總體原則，對(duì)于局部地區(qū)，可根據(jù)城市區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的分布情況、地形地貌以及該地區(qū)的排澇的緊迫程度，設(shè)計(jì)每一個(gè)水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)該區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的有序排水，達(dá)到防止城市低洼地帶內(nèi)澇的目標(biāo)。
[0056]實(shí)施例3
[0057]參照?qǐng)D1、圖4a至圖4d、圖7a和圖7b，實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法，在城市的地下管網(wǎng)I的集水井2的出水口安裝水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4 ;并且，安裝在高地勢(shì)21的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)22的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)。
[0058]實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法的專用設(shè)備，包括城市的地下管網(wǎng)1、以及與所述的地下管網(wǎng)I連通的集水井2，所述的地下管網(wǎng)I連接主管路3，所述的集水井2的出水口上安裝有水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4。
[0059]優(yōu)選的，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4具有圓柱形的外殼，并具有中空的內(nèi)腔，圓柱形的一個(gè)底面朝向集水井的出水口，另一個(gè)底面背離集水井的出水口且設(shè)置在集水井內(nèi)部，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有切向進(jìn)水口 5和軸向出水口 6，所述的軸向出水口設(shè)置在圓柱形的底面上，所述的軸向出水口與所述的集水井的出水口處的排水管連通，所述的切向進(jìn)水口設(shè)置在背離軸向出口的圓柱形的底面的側(cè)面上，所述的切向進(jìn)水口以所述的外殼的側(cè)面圓周的切線方向?qū)⑺畬?dǎo)入內(nèi)腔。該裝置內(nèi)腔沿軸向的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，水流螺旋運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度沿軸向變化不明顯，流量在裝置內(nèi)緩慢減小。
[0060]通常的管道中，水頭與流量的二次方成正比。但是在水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置中，如圖7b所示，流量與水頭呈現(xiàn)特殊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在某個(gè)區(qū)段，水頭增加反而導(dǎo)致流量下降。
[0061]本發(fā)明的安裝在高地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)，高地勢(shì)區(qū)域集水井的流量的減少量較大，因此提高地勢(shì)低洼區(qū)域的排水能力，自動(dòng)協(xié)調(diào)不同地勢(shì)排水管道的流量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有序排水，消除或緩解低洼地帶由短時(shí)強(qiáng)降雨引起的內(nèi)澇災(zāi)害。
[0062]以上對(duì)于水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的渦流發(fā)生系數(shù)的安排是一個(gè)總體原則，對(duì)于局部地區(qū)，可根據(jù)城市區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的分布情況、地形地貌以及該地區(qū)的排澇的緊迫程度，設(shè)計(jì)每一個(gè)水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)該區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的有序排水，達(dá)到防止城市低洼地帶內(nèi)澇的目標(biāo)。
[0063]實(shí)施例4
[0064]參照?qǐng)D1、圖5a至圖5d、圖7a和圖7b，實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法，在城市的地下管網(wǎng)I的集水井2的出水口安裝水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4 ;并且，安裝在高地勢(shì)21的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)22的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)。
[0065]實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法的專用設(shè)備，包括城市的地下管網(wǎng)1、以及與所述的地下管網(wǎng)I連通的集水井2，所述的地下管網(wǎng)I連接主管路3，所述的集水井2的出水口上安裝有水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4。
[0066]優(yōu)選的，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4具有斜圓臺(tái)形的外殼，并具有中空的內(nèi)腔，所述的外殼的小直徑端面朝向集水井的出水口，大直徑端面背離集水井的出水口且設(shè)置在集水井內(nèi)部，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有切向進(jìn)水口 5和軸向出水口 6，所述的軸向出水口設(shè)置在小直徑端面上，所述的軸向出水口與所述的集水井的出水口處的排水管連通，所述的切向進(jìn)水口設(shè)置在母線與豎直方向之間的夾角較小的且靠近大直徑端面處的側(cè)面上，所述的切向進(jìn)水口以所述的外殼的側(cè)面圓周的切線方向?qū)⑺畬?dǎo)入內(nèi)腔。該裝置內(nèi)腔沿水平方向漸縮，導(dǎo)致被限制在螺旋運(yùn)動(dòng)水流中心部位的空氣背壓沿水平方向快速升高，水流螺旋運(yùn)動(dòng)加劇，對(duì)水流軸向速度分量的減緩作用逐漸加強(qiáng)，裝置出口處的流量被大幅減小。在裝置非軸對(duì)稱外形的作用下，水流螺旋運(yùn)動(dòng)在各橫截面上的投影不再環(huán)繞同一對(duì)稱軸。
[0067]通常的管道中，水頭與流量的二次方成正比。但是在水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置中，如圖7b所示，流量與水頭呈現(xiàn)特殊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在某個(gè)區(qū)段，水頭增加反而導(dǎo)致流量下降。
[0068]本發(fā)明的安裝在高地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)，高地勢(shì)區(qū)域集水井的流量的減少量較大，因此提高地勢(shì)低洼區(qū)域的排水能力，自動(dòng)協(xié)調(diào)不同地勢(shì)排水管道的流量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有序排水，消除或緩解低洼地帶由短時(shí)強(qiáng)降雨引起的內(nèi)澇災(zāi)害。
[0069]以上對(duì)于水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的渦流發(fā)生系數(shù)的安排是一個(gè)總體原則，對(duì)于局部地區(qū)，可根據(jù)城市區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的分布情況、地形地貌以及該地區(qū)的排澇的緊迫程度，設(shè)計(jì)每一個(gè)水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)該區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的有序排水，達(dá)到防止城市低洼地帶內(nèi)澇的目標(biāo)。
[0070]實(shí)施例5
[0071]參照?qǐng)D1、圖6a至圖6d、圖7a和圖7b，實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法，在城市的地下管網(wǎng)I的集水井2的出水口安裝水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4 ;并且，安裝在高地勢(shì)21的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)22的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)。
[0072]實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法的專用設(shè)備，包括城市的地下管網(wǎng)1、以及與所述的地下管網(wǎng)I連通的集水井2，所述的地下管網(wǎng)I連接主管路3，所述的集水井2的出水口上安裝有水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4。
[0073]優(yōu)選的，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置4具有斜圓柱形的外殼，并具有中空的內(nèi)腔，斜圓柱形的一個(gè)底面朝向集水井的出水口，另一個(gè)底面背離集水井的出水口且設(shè)置在集水井內(nèi)部，且所述的外殼傾斜向上設(shè)置，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有切向進(jìn)水口 5和軸向出水口 6，所述的軸向出水口設(shè)置在斜圓柱形的底面上，所述的軸向出水口與所述的集水井的出水口處的排水管連通，所述的切向進(jìn)水口設(shè)置在背離軸向出水口的斜圓柱形的底面的側(cè)面上，所述的切向進(jìn)水口以所述的外殼的側(cè)面圓周的切線方向?qū)⑺畬?dǎo)入內(nèi)腔。該裝置內(nèi)腔沿水平方向的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，水流螺旋運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度在水平方向變化不明顯，流量在裝置內(nèi)緩慢減小。在裝置非軸對(duì)稱外形的作用下，水流螺旋運(yùn)動(dòng)在各橫截面上的投影不再環(huán)繞同一對(duì)稱軸。
[0074]通常的管道中，水頭與流量的二次方成正比。但是在水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置中，如圖7b所示，流量與水頭呈現(xiàn)特殊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在某個(gè)區(qū)段，水頭增加反而導(dǎo)致流量下降。
[0075]本發(fā)明的安裝在高地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)，高地勢(shì)區(qū)域集水井的流量的減少量較大，因此提高地勢(shì)低洼區(qū)域的排水能力，自動(dòng)協(xié)調(diào)不同地勢(shì)排水管道的流量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有序排水，消除或緩解低洼地帶由短時(shí)強(qiáng)降雨引起的內(nèi)澇災(zāi)害。
[0076]以上對(duì)于水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的渦流發(fā)生系數(shù)的安排是一個(gè)總體原則，對(duì)于局部地區(qū)，可根據(jù)城市區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的分布情況、地形地貌以及該地區(qū)的排澇的緊迫程度，設(shè)計(jì)每一個(gè)水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)該區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的有序排水，達(dá)到防止城市低洼地帶內(nèi)澇的目標(biāo)。
[0077]實(shí)施例6
[0078]實(shí)現(xiàn)城市有序排水的防澇方法，僅在城市的高地勢(shì)區(qū)域的集水井的出水口安裝水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置。
[0079]其與實(shí)施方式與實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4或?qū)嵤├?相同。
[0080]本實(shí)施例可以作為一種簡(jiǎn)易的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行應(yīng)用。
[0081]以上對(duì)于水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的渦流發(fā)生系數(shù)的安排是一個(gè)總體原則，對(duì)于局部地區(qū)，可根據(jù)城市區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的分布情況、地形地貌以及該地區(qū)的排澇的緊迫程度，設(shè)計(jì)每一個(gè)水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)該區(qū)域地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)的有序排水，達(dá)到防止城市低洼地帶內(nèi)澇的目標(biāo)。
[0082]本說(shuō)明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.實(shí)現(xiàn)城市有序排水防澇的圓臺(tái)裝置，其特征在于:包括城市的地下管網(wǎng)、以及與所述的地下管網(wǎng)連通的集水井，所述的地下管網(wǎng)連接主管路，所述的集水井的出水口上安裝有水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置；所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置是具有斜圓臺(tái)形的外殼，并具有中空的內(nèi)腔，所述的外殼的小直徑端面朝向集水井的出水口，大直徑端面背離集水井的出水口且設(shè)置在集水井內(nèi)部，所述的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有切向進(jìn)水口和軸向出水口，所述的軸向出水口設(shè)置在小直徑端面上，所述的軸向出水口與所述的集水井的出水口處的排水管連通，所述的切向進(jìn)水口設(shè)置在母線與豎直方向之間的夾角較小的且靠近大直徑端面處的側(cè)面上，所述的切向進(jìn)水口以所述的外殼的側(cè)面圓周的切線方向?qū)⑺畬?dǎo)入內(nèi)腔。
2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)城市有序排水防澇的圓臺(tái)裝置，其特征在于:安裝在高地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置具有比安裝在低地勢(shì)的集水井的出水口的水流螺旋運(yùn)動(dòng)發(fā)生裝置更高的渦流發(fā)生系數(shù)。
【文檔編號(hào)】E03F1/00GK104358301SQ201410538270
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】吳燕明, 程文韜, 任晟, 李桃, 李超, 陳小明, 鄭寓 申請(qǐng)人:水利部產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所