技术领域
[0001] 本
发明涉及一种蜗形滞流器，尤其是涉及了一种带有导流板的蜗形滞流器。技术背景
[0002] 在城市排
水系统中，不同区域的地势差异，显著影响着相应区域
排水管道的排水能
力以及在强降雨中的排水效果。根据
流体力学有关理论，在
水头压力作用下，管路中的水流流量随水头压力的升高而增大。所以，当各排水管路均为同一管径时，高地势区域由于较高的水头压力，管路具有更强大的排水能力，短时强降雨时，地表雨水汇入集水井后被排水管路快速排走；而地势低洼地带水头压力低，管路排水能力相对较弱，雨水难以及时排走而大量滞留。目前我国城市排水管网布局多为“连通器”型式(即在城市局部地区，高、低地势区域的排水管网共用同一主管路)，当雨量超过排水管网的负荷时，雨水从地势低洼区域集水井外溢，导致内涝灾害。另一方面，地表雨水在重力作用下从高地势区域流向地势低洼区域，加重低洼地带排水管网的负担，增加低洼地带内涝灾害的发生几率。
[0003] 综上所述，城市遭遇短时强降雨时，地势低洼区域管网面临的排水负担高于高地势区域，而排水能力却弱于高地势区域。地
下管网的这种排水状态对缓解城市内涝是极为不利的。在不改变地下管网条件下，适当削弱高地势区域的排水能力，让地势低洼区域优先排放是改变这种排水状态的一条有效途径。
发明内容
[0004] 为了克服背景技术中城市强降雨引发的局部内涝问题，本发明的目的在于提供了一种带有导流板的蜗形滞流器，安装在地势较高的集水井中，在不改变地下管网的条件下，适当减缓或者降低高地势区域的排水能力，使地势低洼区域的雨水优先排放。
[0005] 本发明采用的技术方案是：
[0006] 本发明的蜗形滞流器包括环板、迎水面盖板、背水面盖板和导流板，蜗形滞流器入口上方的环板内壁边沿设有向中心凸起的导流板，导流板固定在环板上。
[0007] 所述的导流板向蜗形滞流器内底部中心延伸，导流板和环板下端之间设有间隙，以促进产生
涡流而加强节流效果，使出水口流量减少。
[0008] 所述的导流板上端和环板连接，导流板下端和环板下端之间不连接，具有间隙。
[0009] 所述的导流板上端和环板的连接处位于蜗形滞流器环板水平直径的边缘处。
[0010] 所述的导流板下端与蜗形滞流器内底面之间的垂直距离h1大于环板下端与蜗形滞流器内底面之间的垂直距离h2。所述距离差为h1-h2，相对尺寸为0.05-0.1R，其中，R为蜗形滞流器环板内圆半径。
[0011] 所述的导流板为一段圆弧曲线，由蜗形滞流器环板所在圆上的圆弧曲线段绕蜗形滞流器环板水平直径的边缘点P所在轴L顺
时针旋转
角度α形成。
[0012] 所述的角度α为14～16度。
[0013] 所述的蜗形滞流器进口面积A1大于出口面积A2，两者比值小于1.04。
[0014] 本发明的工作原理：
[0015] 本发明所涉及的带有导流板的蜗形滞流器安装于城市排水管路的集水井中。其工作过程如下：
[0016] 1、当进水侧处于低水位时，带有导流板的蜗形滞流器相当于大孔板，通过蜗形滞流器的水流流动是平稳的，在其装置内部和出水管里
湍流流动很小，此时水可迅速通过装置排走。
[0017] 2、当进水侧水位开始上升时，带有导流板的蜗形滞流器内部产生涡流，此时的涡流还不稳定，不断地进行涡流的“产生—崩溃—产生”过程。
[0018] 3、随着水位继续上升，带有导流板的蜗形滞流器通过导流板等细节的结构设计形成稳定的涡流，产生稳定的空气压缩带(或
真空带)，限制了出水口的流量，此时，蜗形滞流器相当于小孔板。
[0019] 4、随着进水侧水位的下降，出水管道中水流的螺旋流动形式逐渐消失，但装置内部仍充满水，直至水位下降至与进水口齐平
位置，瞬间抽入大量空气，水装置内部水位迅速下降至进水侧水位，此时蜗形滞流器又恢复到大孔板的工作状态。
[0020] 本发明的有益效果：
[0021] 本发明为带有导流板的蜗形滞流器，促进涡流产生，形成更为稳定的涡流，产生了稳定的空气压缩带(或真空带)，限制了出水口的流量。
[0022] 本发明利用流体力学知识，当流体运动产生涡流时，减少了输水管路的实际过流面积，但排水管路的实际形状和面积保持不变，减少了管道阻塞的
风险。
[0023] 本发明不含活动部件，也不需要外部提供动力
能源，应用于城市排水管网系统时，无需对城市地下管网进行二次开挖，能有效提高地势低洼地区的排水效率，以减少低洼地区的内涝。
[0024] 本发明可根据城市区域地下排水管网系统的分布情况、地形
地貌设计每一个蜗形滞流器的结构和性能参数，真正实现该区域地下排水管网系统的有序排水，达到消除或者减轻城市低洼地带内涝的目标。
附图说明
[0025] 图1a是本发明所涉及的带有导流板的蜗形滞流器二维主视图。
[0026] 图1b是本发明所涉及的带有导流板的蜗形滞流器三维图。
[0027] 图2a是不加导流板的蜗形滞流器二维主视图。
[0028] 图2b是不加导流板的蜗形滞流器三维图。
[0029] 图3是有无导流板蜗形滞流器工作特性曲线对比图。
[0030] 图4a是另一种带导流板蜗形滞流器二维主视图。
[0031] 图4b是另一种带导流板蜗形滞流器三维图。
[0032] 图5是图1和图4两种导流板形式的蜗形滞流器工作特性对比图。
[0033] 图6a是已有的蜗形滞流器I二维主视图。
[0034] 图6b是已有的蜗形滞流器I三维图。
[0035] 图7是本发明与已有的的蜗形滞流器I工作特性曲线对比图。
[0036] 图8a是已有的蜗形滞流器II二维主视图。
[0037] 图8b是已有的蜗形滞流器II三维图。
[0038] 图9是本发明与已有的蜗形滞流器II工作特性曲线对比图。
[0039] 图10是本发明导流板在不同旋转角度下工作特性曲线图。
[0040] 图11是本发明在不同进出口面积比时的蜗形滞流器工作特性曲线图。
[0041] 图中：1-导流板，2-环板，3-迎水面盖板，4-背水面盖板。
具体实施方式
[0042] 下面结合附图和
实施例对本发明作进一步说明。
[0043] 本发明的实施例如下：
[0044] 实施例1
[0045] 本实施例如图1所示，蜗形滞流器环板2内侧的上缘内壁设有导流板1，导流板1上端和环板在L处连接，其连接处位于蜗形滞流器环板2水平直径的边缘处，导流板1下端和环板2下端之间不连接，具有间隙。导流板1固定在环板2上。
[0046] 导流板1为一段圆弧曲线，由蜗形滞流器环板2所在圆上的圆弧曲线段沿蜗形滞流器环板2水平直径的边缘点P所在轴向的轴L顺时针旋转角度α度形成。
[0047] 导流板1下端与蜗形滞流器内底面之间的垂直距离h1是h1＝0.7-0.9R，R为蜗形滞流器环板内圆半径，环板2下端与蜗形滞流器内底面之间的垂直距离h2；蜗形滞流器进口面积A1大于出口面积A2，两者比值小于1.04。
[0048] 本实施例如图2所示的
现有技术中的不加导流板的蜗形滞流器(对照例1)进行对比，不加导流板的蜗形滞流器，环板形状与图1相同。两者的工作特性曲线如图3所示，图中横坐标表示蜗形滞流器出口侧的流量，图中纵坐标表示蜗形滞流器入口侧的水头。图中可见，本实施例的左拐点在(30,1.0)，对照例1的左拐点在(43,0.9)，由此可见本实施例具有更好的节流效果，实验实施后本实施例相比对照例1的节流效果提升36.1％。
[0049] 实施例2
[0050] 本实施例如图1所示，与实施例1相同。
[0051] 导流板1的圆弧曲线段绕蜗形滞流器环板2水平直径的边缘点P所在轴向的轴L顺时针分别旋转三个角度依次实验获得节流的三条工作特性曲线，α1＝13度，α2＝15度，α3＝18度。
[0052] 从图10中可以看出，该14～16度角度范围内的蜗形滞流器均有较好的节流效果。
[0053] 实施例3
[0054] 本实施例如图1所示，与实施例1相同。
[0055] 对于进口面积A1和出口面积A2之间的比值范围A1:A2＝1.03～1.06分别取值进行实验，依次实验获得节流的多条工作特性曲线。从图11中可以看出，在该进出口面积比小于1.04的蜗形滞流器有较好的节流效果。
[0056] 实施例4
[0057] 本实施例如图1所示，与实施例1相同。本实施例与图6所示的蜗形滞流器(对照例2)进行对比。
[0058] 图6所示，对照例2的蜗形滞流器环板进水面亦为圆弧面，对照例2的蜗形滞流器与本发明的蜗形滞流器区别在于，对照例2不带有凸出的导流板，环板进水面为连续的圆弧面。
[0059] 两者的工作特性曲线如图7所示，图中本实施例的左拐点在(30,1.0)，对照例的左拐点在(37,0.9)，由此可见本实施例加导流板的蜗形滞流器具有更好的节流效果，实验实施后本实施例相比对照例2的节流效果提升25％。
[0060] 实施例5
[0061] 本实施例如图1所示，与实施例1相同。本实施例与图8所示的蜗形滞流器(对照例3)进行对比。
[0062] 图8所示，对照例3的蜗形滞流器为环板下端逐步加厚的蜗形滞流器，对照例3的环板下端内表面由环板所在圆继续延伸一段圆弧形成，环板下端外表面为直垂面构成，并为实心体。
[0063] 两者的工作特性曲线如图9所示，图中本实施例的左拐点在(30,1.0)，对照例的左拐点在(34，1.1)，由此可见本实施例带导流板的蜗形滞流器具有更好的节流效果，实验实施后本实施例相比对照例3的节流效果提升14.3％。
[0064] 实施例6
[0065] 本实施例如图1所示，与实施例1相同。本实施例与图4所示的蜗形滞流器(对照例4)进行对比。
[0066] 图4所示，对照例4的蜗形滞流器带有导流板，对照例4的蜗形滞流器与本发明的蜗形滞流器区别在于，导流板和环板下端之间没有间隙，直接填充为实心体。
[0067] 两者的工作特性曲线如图5所示，图中本实施例的左拐点在(30，1.0)处，对照例的左拐点在(36，0.9)处，由此可见本实施例具有更好的节流效果，实验实施后本实施例相比对照例4的节流效果提升18.9％。
[0068] 由此上述实施例可见，本发明特殊结构的设计能促进涡流形成，增强了出水口的流量限制作用，使出水口流量减少，达到缓解或者减轻城市低洼地带内涝的目标，减少了管道阻塞的风险，其技术效果显著突出。
