一种无自由水面的卧式双向调压塔结构的制作方法

本发明归属于水利水电工程，涉及一种无自由水面的卧式双向调压塔结构，适用于长距离压力提水工程中大幅改善输水沿线管道中的最小水击压力和最大水击压力。

背景技术：

空气阀在输水管线中得到了广泛的应用，主要是因为空气阀具有价格低廉、安装更换方便、管路充水时大量排水、管道正常运行时微量排气，以及事故时大量进气防止负压、缓慢排气形成气垫防止过大的水锤压力的特点；但是空气阀同样存在进气后供水重新恢复时费时较长的缺点。因此空气阀通常用于对于供水保证率相对较低的工程使用；而对于供水保证率要求较高的工程中通常用有自由水面的双向调压室或者向隧洞补水的单向调压塔，但是双向调压室虽然水锤反射效果最好，但是通常其总体高度较高，对于有景观要求的区域使用则较为困难；单向调压塔虽然不存在高度和涌浪问题，但单向调压塔也有它的一系列的问题：但整个系统较复杂，由水箱，止回阀，隔离阀，水位控制阀，水位控制器(例如浮子)和水位监测装置组成，并且若止回阀无法打开，则无法达到防水锤的效果，并且单向调压塔仅能向隧洞补水，改善输水沿线最小压力，无法改善输水沿线最大内水压力值。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中的双向调压室和单向调压塔等设施的上述不足之处，提供施工方便、结构简单且能大幅度的降低双向调压塔高度的一种无自由水面的卧式双向调压塔结构，并能大幅改善输水沿线管道中的最小水击压力和最大水击压力，并能降低双向调压塔的规模，极大的节约工程投资。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种无自由水面的卧式双向调压塔结构，包括长距离输水管道、连接管、调压塔、顶部空气阀和中部空气阀，在输水管道的局部凸点位置设有调压塔，所述连接管一端连接调压塔底部，连接管另一端连接输水管道，所述调压塔顶部安装顶部空气阀并使调压塔顶部密封，在调压塔中上部约为70％位置安装中部空气阀。

连通管与输水管道连接于输水管道的正上方，其作用为便于将输水管道的气体溢出至罐体内，满足正常运行时气体排出的需要。当调压塔向输水管道充水，顶部空气阀大量进气，水位低于中部空气阀时，该中部空气阀开启并且大量进气。当供水管道通过连接管向调压塔充水，刚开始充水时中部空气阀大量排气，当水位高于中部空气阀，中部空气阀关闭；顶部空气阀一直缓慢排出气体。

作为优选，所述调压塔的体积为输水管道单位流量的4.5～5.5倍。

作为优选，所述连接管的总截面积取值为输水管道断面积的25％～35％。

作为优选，顶部空气阀的进气口口径为输水管道口径的8％，顶部空气阀的排气口口径为进气口口径的8％。

作为优选，中部空气阀的进气口口径为输水管道口径的8％，中部空气阀的排气口口径为输水管道口径的8％。

作为优选，连接管上设有检修阀门，所述检修阀门与双向塔、空气阀的最小距离均不小于50cm，用于空气阀运行过程中的检修或者更换。

检修阀门，用于卧式双向调压塔的检修或者更换，而不至于供水的中断。

本发明通过在双向调压塔顶端和中部位置设置顶部空气阀和中部空气阀，从而能大幅改善输水沿线管道中的最小水击压力和最大水击压力，并能降低双向调压塔的规模，极大的节约工程投资。

附图说明

图1为发明的一种无自由水面的卧式双向调压塔结构的结构图示意图

图中：

1、输水管道；2、连接管；3、检修阀门；4、调压塔；5、顶部空气阀；6、中部空气阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明的一种无自由水面的卧式双向调压塔结构，包括长距离输水管道1、连接管2、调压塔4、顶部空气阀5和中部空气阀6，在输水管道1的局部凸点位置设有调压塔4，所述连接管2一端连接调压塔4底部，连接管2另一端连接输水管道1，所述调压塔4顶部安装顶部空气阀5并使调压塔顶部密封，在调压塔4中上部约为70％位置安装中部空气阀6。

所述调压塔4的体积为输水管道1单位流量的4.5～5.5倍，优选的方案下调压塔4的体积约为输水管道1单位流量的5倍。所述连接管2的总截面积取值为输水管道1断面积的25％～35％。

顶部空气阀5的进气口口径为输水管道1口径的8％，顶部空气阀5的排气口口径为进气口口径的8％。中部空气阀6的进气口口径为输水管道1口径的8％，中部空气阀6的排气口口径为输水管道口径的8％。

连接管2上设有检修阀门3，所述检修阀门3与双向塔、空气阀的最小距离均不小于50cm。

本方案工作原理如下：当实际输水线路较平缓时，为提高水锤防护作用，设置人工凸点，即顶部密封的调压塔4；在调压塔4上设置顶部空气阀5、中部空气阀6，形成无自由水面的空气阀调压塔结构。当输水管线充水、检修放空时气体仍然从顶部空气阀5、中部空气阀6中进出，正常运行时，调压塔4充满水体，顶部空气阀5、中部空气阀6处于关闭状态。

正常停泵或者事故停泵时，由于顶部空气阀5位置高，调压塔5顶部的水压下降至低于大气压时，顶部空气阀5开始大量进气。一般事故工况最好能够保证气体在调压塔内，以提高供水恢复速度，防止管道内压力过低时超过管道承受的负压极限。调压塔水位低于中部空气阀6时，中部空气阀6打开，大量进气；当调压室4与管道连接处压力回升后，调压室4内水位抬升，气体压缩，顶部空气阀5缓慢排气，中部空气阀6大量排气，当水位抬升高于中部空气阀6，则关闭中部空气阀6，顶部空气阀5扔缓慢排气，避免过大的水锤压力。

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