间歇压力流排水系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明为给排水行业流体传输系统的创新发明。
【背景技术】
[0002]目前，常规的排水系统一般为间歇的无压重力流系统。不采用压力流的原因往往是因为排水的无规律性，排水的过程中时常出现断流的情况，因而无法实现连续或短时连续的压力流排水。按无压重力流系统设计的排水管一般按非满流设计，加上某些污废水的杂质较多，较大，往往重力流排水管道和压力流对比，管径大了许多，数量也多了许多。在建筑排水系统中此现象尤为明显。一栋建筑的底层排出水管道往往多达几十甚至上百条，管径而且均在DN100以上，排水管线的建设成本远远大于给水管线的建设成本。
【发明内容】
[0003]本发明从压力流的技术角度出发，结合排水系统的特点，提出了全新的“间歇压力流排水系统”的解决方案。
[0004]间歇压力流排水系统的工作原理。
[0005]对排放点的高程来说，经使用过的污废水往往都是具有重力势能的。污废水通过重力流管道零星地、分散地排出，使得每次的排水由于重力势能有限，水流速度小，排水过程往往存在淤积阻塞的问题。这种无压重力流的排水方式没有很好的组织污废水并运用其重力势能。“人多力量大”，从根本上来说，间歇压力流排水系统就是利用这个原理，先通过封闭的管道系统收集水流的重力势能，在能量足够时开启下部阀门，形成间歇的、周期性的、短时连续并且往往是变水头的压力流。从而大大提高水的流速，达到缩小管径、提高管道的自洁能力、减少管道维护量的低碳节能效果。
[0006]间歇压力流排水系统的基本组成。
[0007]间歇压力流排水系统的核心组成要件为压力管道、自动排气阀和能在一定压力或水位下自动开启的阀门(还要求完成排水后能自动关闭，下称定压泄水阀)。因使用环境的不同，间歇压力流排水系统需要些不同的辅助设施。在污水排水系统中，一般会增加容器。在雨水系统中，一般需要增加大流量雨水斗等等。
[0008]间歇压力流排水系统的工作过程。
[0009]间歇压力流排水系统将排水的过程分成了两个阶段，一是水量收集阶段。此阶段仅收集污废水，使水位不断升高并蓄能。整个收集阶段不对外排水，但需要对外排气。二是压力排水阶段。水位升高到设定的压力或水位后系统进入压力排水阶段。此时阀门自动开启，水流大多先以变水头压力流的形式快速排出，在管道中的水量不足以支持压力流时，依靠水流的惯性，以非满流的形式继续快速排出。此阶段不仅仅是单纯的排水的过程，还是一个通过进水口不断吸气的过程。
[0010]以比较典型的间歇压力流排水系统在建筑雨水系统中的运用为例来说明该系统的工作过程:建筑屋面的雨水经屋面收集后通过大流量雨水斗进入压力管道中，此时下部室外阀门井中的定压泄水阀处于关闭状态。因此，雨水管内的水位不断上升，同时雨水斗和具有较低压力即能排气功能的自动排气阀不断排出管道内的空气，直至达到阀门设定的开启压力或液位时，阀门开启，形成压力流。在来水量达到并稳定在设计流量的情况下，可形成连续的压力流。在来水量未达到设计流量的情况下，水位先不断下降，直至达到非满流的状态时，阀门自动关闭(关闭时机可调)，然后系统进入到下一个循环工作周期。
[0011]安全稳定运行的间歇压力流排水系统需要控制好以下几个重要的性能参数。
[0012]I)系统的设计流量。
[0013]系统的设计流量是指系统在排水阶段能达到的最大流量。系统在补水量充分的情况下，短暂间歇压力排水的模式会转变成较长时间连续压力排水的模式。而这个较长时间的连续压力排水的流量也就是系统的最大排水能力，也就是系统的设计流量。
[0014]2)系统的平均运行周期。
[0015]系统中的定压泄水阀在每个运行周期都会启闭一次。运行周期过大，管道内的沉淀物会更多，容易淤塞。运行周期过小，阀门启闭频繁，直接影响阀门的寿命。合适的工作周期才能带来稳定、安全的运行效果。间歇压力流排水系统在雨水系统中运用时，由于持续工作时间一般不长，运行周期对其影响较小。但运用在常年均需不停工作的污水系统中时，此参数尤其重要。
[0016]3)系统工作水头。
[0017]系统工作水头即定压泄水阀开启阀门的水头。系统工作的动力来源就是流体自身的势能，在定压泄水阀上游水头很小的情况下，阀门可能无法正常开启，即使可以开启，也可能水流速度很低。因此，足够的工作水头是系统正常工作的先决条件。
[0018]4)系统的容量。
[0019]系统的容量是指间歇压力流排水系统阀门上游的总容积。它是和系统的平均工作周期密切相关的一项参数。系统的单个工作周期包括集水时间和排水时间两部分组成，而这两个时间段均和管道容量密切相关。在管径和工作水头不变的情况下:系统的容量和集水时间、排水时间均成正变的关系。要实现系统工作周期的调整，就需要改变系统的容量。
[0020]5)下部水平段的容量比例。
[0021]压力流系统允许管道平坡甚至倒坡。系统的排出管道存在水平段或局部倒坡段时，应控制水平段或局部倒坡段管道容量占其上游全部容量的比例，其目的是确保一次性排出水平段或局部倒坡段的已沉淀杂质。一般来说，水平段或局部倒坡段管道的容量占系统的容量的比例越小越不容易淤塞，系统越安全。这里建议至少水平段或局部小坡度倒坡段的容量不能超过总容量的40%。
[0022]核心设备“定压泄水阀”的性能要求。
[0023]对于间歇压力流排水系统而言，作为核心部件的定压泄水阀的可靠性是本系统的成败关键所在。其性能必须满足以下要求。
[0024]I)首先，定压泄水阀应能适应各种复杂工作环境。这一点很好理解，复杂的工作环境往往会造成阀门失灵(关闭不严或无法关闭、开启不够及时或不开启)、迅速腐蚀等问题。市场上能用于污废水系统的阀门不多就是这个原因。
[0025]2)其次是定压泄水阀的压力设定精度要满足要求。在压力或液位设定达不到精度要求的情况下，往往造成提前排放或滞后排放的问题。一旦滞后排放超过限度，可能会带来严重的经济损失。
[0026]3)再其次是定压泄水阀应满足调节的要求。调节不仅仅是指压力设定值的调节，还包括关闭阀门时机的调整。压力设定值的调节很好理解，是为了满足一定的工作水头或平均工作周期的要求。关阀时机调整的目的是确保补水水流不至于对阀门的周期性的连续工作造成影响，因为补水水流量很大的情况下，如果阀门不能及时关闭，将造成排气时间不足，可能导致排气不完全，水流也就可能保持大量携气重力流的流态。在系统流量进一步增加仍然不能排除系统内的气体时，系统就可能无法转换成压力流，从而达不到设计流量并可能造成排水安全事故。
[0027]4)最后是定压泄水阀应满足节能环保的要求。本创新系统的意义就在于节能环保。如果系统的综合成本高于传统重力流的综合成本的话，就失去了其存在的意义。因此作为核心设备的定压泄水阀需要具有较低的建设成本和较低使用成本的特点。
[0028]自动排气阀的性能要求。
[0029]系统的排气和吸气过程是有些区别的:集水阶段的排气过程可通过任意位置设置的排气阀或顶部开口进行排气，而吸气过程只能由系统顶部进水口或专用通气管吸气。市场上大多数的自动排气阀从其工作过程来说，只能说是“呼吸阀”，因为他们不仅在管内正压时排气，还会在管内负压时吸气。本系统要求的