一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备

1.本发明涉及调压井技术领域，具体涉及一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备。


背景技术：

2.输水工程沿线设有大量深埋长隧洞，为方便输水过程中突发事件的产生，在输水沿程间隔一定距离设置调压井，为解决调压井气爆问题，将安装一个能够消能的装置。


技术实现要素：

3.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备，其利用弹性形变吸收能量和利用流体的动能去抵消流体的动能。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明提供一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备，其特征在于，包括一级缓冲装置和二级消能装置，所述一级缓冲装置包括具有弹性的缓冲板和弹簧装置，所述缓冲板中间开孔；若干弹簧装置均匀布置于缓冲板底面；
6.所述二级消能装置为若干中空的弯头，若干弯头围绕缓冲板中间的孔均匀分布在缓冲板顶面，所述弯头出口端剖切面上侧为圆弧面，下侧为倾斜直面。
7.进一步的，所述弹簧装置由弹簧和弹簧底部缓冲板组成。
8.本发明的有益效果在于：利用弹性形变吸收能量和利用流体的动能去抵消流体的动能；机械消能，不含任何电子元件，造价低，方便实用。
附图说明
9.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
10.图1为本发明提供的一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备一级缓冲装置吸收能量的示意图；
11.图2为本发明提供的一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备二级消能装置的结构示意图；
12.图3为本发明提供的一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备流体经过消能弯头时的示意图；
13.图4为本发明提供的一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备二级消能装置的剖面示意图；
14.图5本发明提供的一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备安装时的前视图。
15.图6为本发明提供的一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备安装时的立体结构示意图。
16.附图标记说明：1、缓冲板；2、弹簧装置；3、流体动力方向；4、孔；5、弯头；6、消能装置；7、调压井；8、流体流线；9、管道出口；10、管道进口；11、井室宽度；12、消能装置固定宽度。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.如图1-图6所示，一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备，包括一级缓冲装置和二级消能装置，所述一级缓冲装置包括具有弹性的缓冲板1和弹簧装置2，所述缓冲板1中间开孔4；若干弹簧装置2均匀布置于缓冲板1底面；所述弹簧装置2由弹簧和弹簧底部缓冲板组成；
19.所述二级消能装置为若干中空的弯头5，若干弯头5围绕缓冲板1中间的孔4均匀分布在缓冲板1顶面；缓冲板1中间空直径为1m；
20.所述弯头5出口端剖切面上侧为圆弧面，下侧为倾斜直面。出口端形状的设计能够保证弯头5内流体顺利排出，不会发生出口气压平衡导致失效。
21.工作原理：
22.在调压井7距离底板2m处设置中间开孔4(直径为1m)的厚度为100mm的具有弹性的缓冲板1，材质经过力学计算，保证强度、刚度、稳定性，并且将此板底面均匀布置弹性模量适当的弹簧装置2，以上装置的目的是为了利用缓冲板1和弹簧的形变来吸收由于调压井7内流体带来的动水头、水锤波等能量，此能量储存在缓冲板1+弹簧的形变势能中，等到管道内流体恢复正常流动状态时，缓冲板1+弹簧中的形变势能会释放出来，达到把水力中的能量先贮存在弹性材质中，然后在释放，以达到消能作用；但是有一个问题，那就是如果流体的动水头、水锤波等能量持续时间较长，那么储能装置(缓冲板1+弹簧)在开始会吸收较多能量，但是后期的能量仍然不能解决，如果设置多级此装置，又会导致调压井7内装置过多，不方便以后检修，且造价较高，针对此问题，设置了二级消能装置弯头5，目的是利用流体自身的动能来抵消自身的动能。
23.一级缓冲装置：
24.目的是利用弹性缓冲板1和弹簧装置2吸收流体动能，按照弹性力学的形变势能原理，采用数值计算，拟分配一定流体动能u。
25.二级消能装置：
26.目的是当气爆持续时，能够利用弯头5的作用，使得流体的内能去抵消流体本身的内能，拟抵消流体动能v。
27.当流体经过缓冲板1和弹簧装置2流体动能会降低，但此时如果管道内气体还在不断向调压井7口冲出时，如图3所示，流体会经过消能弯头5底部的开孔4，经过弯头5后喷出
流体和上升的流体会产生剧烈的旋度场，内部剪应力和粘滞力做功，动能转化为内能,此装置必须合理设置弯头5底部的开孔4直径和弯头5的个数和弯头5的长度，目的是降低管阻力，不然流体会全部沿着中心开孔4处喷出，弯头5的作用会失效。
28.两级消能装置都属于机械消能，建设在井室内一定高度，需要满足调压井7对于动水头的调压作用，且不参加任何电子元起设备。
29.流体由于关闭闸门，发生水锤，产生的水锤波以及由于其他原因导致的水头上升，以上装置的安装高度要经过设计计算。
30.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。


技术特征：
1.一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备，其特征在于，包括一级缓冲装置和二级消能装置，所述一级缓冲装置包括具有弹性的缓冲板和弹簧装置，所述缓冲板中间开孔；若干弹簧装置均匀布置于缓冲板底面；所述二级消能装置为若干中空的弯头，若干弯头围绕缓冲板中间的孔均匀分布在缓冲板顶面，所述弯头出口端剖切面上侧为圆弧面，下侧为倾斜直面。2.根据权利要求1所述的一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备，其特征在于，所述弹簧装置由弹簧和弹簧底部缓冲板组成。

技术总结
本发明公开了一种调水工程调压井内气爆问题综合调控装备，属于调压井技术领域，旨在解决现有调压井气爆的问题；包括一级缓冲装置和二级消能装置，所述一级缓冲装置包括具有弹性的缓冲板和弹簧装置，所述缓冲板中间开孔；若干弹簧装置均匀布置于缓冲板底面；所述二级消能装置为若干中空的弯头，若干弯头围绕缓冲板中间的孔均匀分布在缓冲板顶面，所述弯头出口端剖切面上侧为圆弧面，下侧为倾斜直面。本发明利用弹性形变吸收能量和利用流体的动能去抵消流体的动能；机械消能，不含任何电子元件，造价低，方便实用。方便实用。方便实用。


技术研发人员：侯庆志 苏志伟 商智博 李长青 杨旭亮 宋友煦
受保护的技术使用者：青海民族大学
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/19