[实用新型]一种虹吸管排气装置

说明书

本实用新型公开了一种虹吸管排气装置，该装置主要由虹吸管主体、与虹吸管主体顶段连通的水箱，水箱与虹吸管主体顶段连接管道上的阀门以及水箱与大气之间通道上的阀门组成。所述装置中的水箱注满水后，通过关闭第一阀门后通过开启着的第二阀门和第三阀门在虹吸管运行过程中置换出虹吸管主体中的气泡，本实用新型提供的虹吸管排气装置有效解决了虹吸管因吸水段气密性不良、虹吸管顶离水面过高或管内流速过大引起水流空化等原因造成管内气体累计占用有效过水断面导致虹吸管效率降低甚至失效的问题，并且该装置结构简单、成本低、效果好、可靠性高。

技术领域

本实用新型涉及一种液体输送设备，具体涉及一种虹吸管排气装置。

背景技术

虹吸管是指利用液体重力和大气压力使液体越过一定高度的障碍达到较低目的地的装置。具有结构简单、运行中无需外部动力、效益好等优点，因此在家庭、各类工厂、电站、农业工程、调水工程等场所具有广泛的应用。随着材料、施工技术的不断发展，虹吸管的管径、吸水高度都取得了可观的成果，如浙江省杭州市近郊区黄石垅水库大坝上安装的虹吸管创下世界最大直径虹吸管吉尼斯记录。

而近年来，一些相关学者对虹吸管不同安装状态下流相的研究表明，即便是在虹吸管密封性良好的情况下，依旧存在气液两相流干扰虹吸管正常运行乃至断流的现象。如谭义海、李琳、邱秀云等的《真空有压管道内伪空化水流试验研究》一文中提到：在其实验装置中，虹吸管安装高度为2m时水平管段内已经有气泡析出，管道内不再是单一液相流而成为气液两相流，随着安装高度增大管内气泡体积也在增加，他们将其称为伪空化现象。此外，李琳，谭义海，王梦婷等发表在新疆农业大学学报上的《虹吸管内气泡流流动水力特性》一文也认为：随着虹吸管安装高度的增大，上行管、下行管和水平管段压强逐渐降低，自然水中少量肉眼看不见的极微小且不溶解于水的气核，由于气核内部压强大于外部压强而膨胀析出。通过实验，他们得出当安装高度为5m，上下游水位差从7cm增加至68cm的过程中，流量减小率由35.0％减小至4.5％，并认为这是由于随着水位差的增大，管内流速增大，气核析出后形成小气泡随水流快速连续运动，不易聚合成大气泡，截面含气率低，对管道过流能力影响小。

综上所述，虹吸管内存在气液两相流的现象已经严重影响了虹吸管(尤其是高安装高程，低水位落差的虹吸管)的运行效率，解决这一问题已成了必要之举。

实用新型内容

发明目的：针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种虹吸管排气装置，解决虹吸管内气泡造成虹吸管效率降低甚至失效的问题。

技术方案：一种虹吸管排气装置，所述的装置包括虹吸管主体、第一阀门、第二阀门、第三阀门、水箱、注水口，所述的虹吸管主体包括虹吸管吸水段、虹吸管顶段和虹吸管出水段，所述虹吸管顶段通过第二阀门和第三阀门与水箱连接，所述水箱的上部设第一阀门，第一阀门的上端设有注水口。

进一步的，所述的第一阀门、第二阀门和第三阀门为电磁控制阀门；

所述的装置在水箱与虹吸管顶段之间包括设置两个及其两个以上的阀门；

所述的水箱内部设有水位传感器；

所述水箱采用强度与刚度较高的材料或结构，应满足与虹吸管主体同等的抗压(气压、水压)强度与刚度，包括使用铸铁、不锈钢和锰钢材料和在水箱内外平面上通过焊接加劲肋增大水箱承受内外压力差的能力。

更进一步的，所述的装置包括使用自动控制系统，自动控制系统由控制单元、继电器、水位传感器及其连接电路组成，水位传感器与控制单元连接，控制单元通过继电器控制电磁阀门。

有益效果：本实用新型与现有技术相比其显著的效果在于，本实用新型通过在现有虹吸管顶段增设带有阀门的水箱，并利用水箱与虹吸管顶部的通道，让气泡上浮至水箱内，同时使水箱内的水流入虹吸管，补充气泡占据的空间，避免了因各种成因产生的气泡对过流截面的影响，很大程度上提升了虹吸管的运行效率，且增加的结构简易，操作、维护简单。