一种基于空气动力学设计的无动力雨污截流井的制作方法

本发明属于截流设备技术领域，具体涉及一种基于空气动力学设计的无动力雨污截流井。

背景技术：

目前我国城市污水管网合流制排水系统中，用于将旱流污水和初期雨水截至污水管道普遍采用的中国工程建设标cecs91:97《合流制系统污水截流井设计规范》的截留技术，在截留系统中，截流井既要使截留的污水进入截污系统，达到整治环境的目的，又要保证在大雨时不让超过街流量的雨水进入截污系统，以防止下游截污管道的实际流量超过设计流量，所以需要应用到雨污截流井。

现有的截流井大都分为堰式截流井、槽式截流井、槽堰结合式截流井三种，归纳这几种截流井的共同点都是在一定的截流倍数下将上游的污水量按照一定比例将污水截留至污水管道，随着雨量的增加，管网上游水位就越高，导致流量的增加就越大，随之截流井污水排放量也按比例增大，进入污水处理厂的水量越大，则该截流井不能保证一个相对恒定的污水输出量，所以需要设计一种新的雨污截流井投入使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于空气动力学设计的无动力雨污截流井投入使用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于空气动力学设计的无动力雨污截流井，包括鼓状的罐体，所述罐体的侧面设置有与罐体内腔连通的进水管，当污水通过进水管进入到罐体后，沿着罐体侧壁旋流，所述罐体的上下端分别设置有进气管组件和排水管。

优选的，所述罐体转动安装于支架上，且罐体可以进水管中心线为旋转轴偏转调节罐体安置角度。

优选的，所述进水管端口与罐体的内壁相切。

优选的，所述进气管组件是由可拆卸固定设置于罐体上端开口处的封闭压盖以及固定设置于压盖中部且与罐体内部连通的进气管构成。

优选的，所述封闭压盖为透明材质。

本发明的技术效果和优点：该基于空气动力学设计的无动力雨污截流井，1、通过利用流体力学和空气动力学设计，使得污水通过进水管进入到罐体后，沿着罐体侧壁旋流，而罐体内侧的中部形成负压，外部空气通过进气管组件进入罐体，在罐体中部形成空气柱，并且随着罐体外部水位升高，罐体内壁旋流的水速越快从而形成的空气柱越大，阻止罐内内壁上污水流量的增加，保证罐体出水管以相对平稳均匀的出水量排水，达到截流效果，保证上游水位升高时，经过该截流井排出的流量保持恒定，避免在上游水位增长过大时，造成过量污水排入污水厂，造成冲击的情况。

2、无动力雨污截流井，无外部动力输入，节约能源，并且该结构简单，成本低廉，内部无活动机械部件，使用寿命长，实用性强，经济效益高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图中：1、罐体；2、进水管；3、进气管组件；31、封闭压盖；32、进气管；4、排水管。

具体实施方式

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。

本发明提供了如图1-2所示的一种基于空气动力学设计的无动力雨污截流井，包括鼓状的罐体1，所述罐体1的侧面设置有与罐体1内腔连通的进水管2，当污水通过进水管2进入到罐体1后，沿着罐体1侧壁旋流，所述罐体1的上下端分别设置有进气管组件3和排水管4。

此无动力雨污截流井，利用流体动力学的原理，将随着雨量的增加，管网上游水位就越高，利用上游水位的增加，即势能的增加，污水在通过进水管2进入鼓状的罐体1后，污水沿着罐体1内壁旋流，势能随即转换成动能，即污水流速增大，而当污水沿着罐体1内壁旋流时，罐体1中部的内腔产生负压，外部空气则通过进气管组件3进入到罐体1内形成空气柱，而当罐体1内壁上旋流污水的速度的变大时中部负压也随即增强，产生空气柱就越大，空气柱变大从而阻止流量的增加，从而实现随着上游水位雨量增大，水位升高而通过截流井后排出的污水量保持稳定。

水在流动中，任意两点的势能+动能+重力能之和保持不变，即：z1+1/2v1²ρ+ρgh1＝z2+1/2v2²ρ+ρgh2，即总能量守恒，但各项之间的能量可以互相转换；

上式中：

单位流体的势能：z1z2

单位流体的动能：1/2v1²ρ、1/2v2²ρ

单位流体的重力能：ρgh1、ρgh1

v1、v2为上下游两点不同位置的运动速度；

ρ为液体密度；

g为重力加速度；

由此可以得出：当上游液位升高后，即势能z1增加，在到达阀腔后随即转换成动能：1/2v1²ρ，即速度v2增加；

由v2＝√2(z1－z2+ρgh1－ρgh2+1/2v1²ρ)，式中可以看到z1－z2差越大，ρgh1－ρgh2差越大，阀腔内速度v2增加越大，负压就越大，负压越大阀腔里面的空气柱就越大，空气柱越大，阻碍水通过阀腔的能力就越大，阀腔内的空气柱是随著上游水位z1的增加随著发生改变变大，即随著上游水位z1的增高阻止通过阀腔的水流量变大，从而保证截流井输出流量保持在一个恒定的流量。

所述罐体1转动安装于支架(图中未示出)上，且罐体1可以进水管2中心线为旋转轴偏转调节罐体1安置角度。将罐体通过螺栓螺母旋转安装到支架上，并且罐体的旋转中心设置到进水管中心线的延长线上，通过以进水管2中心线为旋转轴偏转调节罐体1位置后，进水管2和排水管4的管口之间的竖直高度差随即改变，污水从进入罐体1到流出罐体1势能向动能的转化量改变，从而改变雨污在罐体1内壁旋流的速度，同理最终改变截流井的截留污水的量，实用性更强，可根据实际需求改变截流井的截流效率和排污水流量，适用性更强。

所述进水管2端口与罐体1的内壁相切。使得经过进水管2的污水可以切向的冲击罐体1的内壁，从而在罐体1内壁旋流，快速形成空气柱，实现截流效果。

所述进气管组件3是由可拆卸固定设置于罐体1上端开口处的封闭压盖31以及固定设置于压盖中部且与罐体1内部连通的进气管32构成。外部空气通过进气管32进入到罐体1内部形成空气柱，并且通过进气管组件3的可拆卸结构，可方便对封闭压盖31拆卸后，对内部进行清洁。

所述封闭压盖31为透明材质。方便观测到旋流阀内部水流状态，直观判断旋流阀运行是否正常，适用于设备定期巡查记录，无需人工拆卸设备，大大降低维护成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。