[实用新型]旋流式管道防淤装置

说明书

本实用新型涉及管道输水灌溉技术，特别是涉及管道输水灌溉的防淤装置。

低压管道输水灌溉是一种节水效果比较明显的新兴灌溉技术。但是管道淤积是影响该技术的灌溉效果和工程寿命的重要因素。对此，有的采用冲洗或人工清淤措施，但这种方法费时、费力，投资大，效果不理想，使用十分不便；还有的采用沉沙池法，因其结构尺寸大、工程复杂，造价高，并且存有沉淤易，排淤难的后患，也难全面推广。

本实用新型的目的是针对上述的技术难关，提供一种将沉淤、排淤集于一体的管道防淤装置。

本实用新型的构思原理如下：根据流体力学的理论，设计一个园形的防淤池设在灌溉管道的前端，并使水泵出水管的水切向流入防淤池内，使水体轴心附近出现一个低速区。在此低速区内，推移质泥沙在旋转水流和重力的作用下沉落并集中在锥角的池底中心附近。再利用设在水体轴心的排淤积管在水泵扬程压力的作用下排出地面，最终达到灌溉管道防淤之目的。

附图1是本实用新型的俯视图，图2是图1的A－A剖视图。

如图1所示，本实用新型由防淤池1，旋流管2、排淤管3等组成。其中的防淤池1，可按设计要求用钢筋混凝土或用钢板制成予制件，施工时根据工程需要组装在灌溉管道的前端。防淤池的底部呈锥角状，中间低，周侧高，半锥角45°～80°，起沉淤作用。防淤池一侧的中部，是与水泵出水口连接的进水旋流管2，旋流管与防淤池呈切向进水；防淤池的出水口（即田间管道的进口5）设在防淤池上端的一侧（例如在旋流管的对侧），用以向灌溉管道排送清水。排淤管3设在防淤池内的水体轴心位置，上部与防淤池的顶盖7结合处有一个调节高度的套管4，排淤管3的下端直插防淤池的底部，距池底10～30cm。排淤管3的上口设有闸阀Ⅰ，出水口5设有闸阀Ⅱ和球阀6。防淤池还设有搅淤器（图中未示出）和备用清淤孔8，备用清淤孔设在防淤池出水口一侧的下部，位於池底锥角与池壁的交接处。

实施例：本发明人为当地某项低压管道输水灌溉工程设计的钢筋砼防淤装置，其主要的设计参数如下：

1、灌溉面积为200亩，铺设灌溉管道1500米，管道的控制流速为0.8米／秒，由两眼出水量为40立方米／时的机井供水。机井的出沙量为1／10000左右。每一眼井旁各设一个防淤装置。

2、防淤池半径的计算：

取：进水旋流管的直径为10cm，

进水流速V＝Q／A＝1.41米／秒

式中Q——水泵出水量

A——进水旋流管的断面积

防淤池半径R＝0.4V＝0.56米≌0.60米。

3、荷载计算：

设：扬程为10cm

取设计荷载H_P＝2×10＝20cm

防淤池内径D＝1.20米

初步拟定壁厚h＝0.1米

内水压力所产生的单位长度1米的荷载分别为：

弯距M_P＝0.0833P₀h²＝r₁／r₀＝17.94公斤／米

轴力N_P＝－P₀r₂＝－1200公斤／米

式中P₀——内水压力（P₀＝rHp＝20000公斤／米²

r₁r₂r₀分别为外、内及平均半径

4、配筋计算：环向钢筋采用单层布置，选配钢筋6∮14mm，纵向钢筋选配14∮8mm沿周边均匀布置。

5、防淤池壁厚验算：

h＝（K_fN_p－20Ag）／100R_f＝8.60cm＜10.00cm满足抗裂要求。

6、技术经济效果：每眼井仅投资150元，经测试两眼井的沉沙效果分别为88％和90.5％。所沉的泥沙经排淤管全部排出。其它10％左右的泥沙均为0.1mm以下的悬移质，经田间管道工程排出，经实地观察，田间管道未出现淤积现象。

本实用新型的工作程序如下：开机前，先将出水口阀门Ⅱ关闭，打开排淤阀门Ⅰ，然后开机将淤积物排出。再打开出水口阀门Ⅱ，关闭排淤阀门Ⅰ，清水即流放入田间管道。在运行中，泥沙将沉积在防淤池的轴心附近，待下次灌溉前排出。若积淤厚度较大，可用搅淤器搅动积淤物，使之排出池外。如遇特殊情况，可用备用清淤口清除积淤物。

本实用新型是以防为主，从根本上解决低压管道输水灌溉工程管道淤积的有效措施。它将沉淤，排淤集于一体，有效地控制了0.1mm以上的推移质进入灌溉管道。具有结构简单、造价低廉、操作简便、排淤容易，并可提前制成予制件随机组装等优点。