水箱給水系統(tǒng)與攪拌站的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水箱給水系統(tǒng)與攪拌站，該系統(tǒng)包括水箱(1)、給水管道(2)、給水出口(3)、流量控制閥(4)及其下游的通氣結(jié)構(gòu)，給水管道的頂端部分連接水箱，底端部分設(shè)有給水出口，通氣結(jié)構(gòu)設(shè)置在給水管道的頂端部分上并能夠使該頂端部分的管腔與外界大氣連通。在本實用新型的水箱給水系統(tǒng)中，通過增設(shè)通氣結(jié)構(gòu)，使得給水管道的頂端部分的管腔能夠與外界大氣相連通。由于現(xiàn)有的給水管道中靠近流量控制閥的部分在閥關(guān)閉時容易產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，導(dǎo)致水流在給水管道中產(chǎn)生返流而形成水錘現(xiàn)象。此時通過設(shè)置通氣結(jié)構(gòu)，將使得負(fù)壓區(qū)不再存在，水流將從給水管道中順利流出給水出口，從而消除水錘現(xiàn)象。
【專利說明】水箱給水系統(tǒng)與攪拌站

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于液體供給系統(tǒng)領(lǐng)域，特別地，涉及一種水箱給水系統(tǒng)以及具有該水箱給水系統(tǒng)的攪拌站。

【背景技術(shù)】
[0002]在水箱給水系統(tǒng)中，難免會出現(xiàn)給水管道的進(jìn)口與出口之間相距較遠(yuǎn)的情況，這導(dǎo)致管道的布置形式復(fù)雜，管道尺寸長。而且，在液體輸送停止時極易在管道中產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，即在管內(nèi)產(chǎn)生異響和震動。
[0003]例如，圖1所示為一種混凝土攪拌站的水箱給水系統(tǒng)，其中水箱I的水通過給水管道2及其給水出口 3流往水秤6，經(jīng)過水秤6稱量后往攪拌主機(jī)提供適量的水以進(jìn)行攪拌。由于水箱I到水秤6的相對位置一般設(shè)置得較遠(yuǎn)，使得水箱I的水流往水秤6的給水管道2布置的較為曲折或環(huán)繞，而且給水管道2的尺寸較長，通常達(dá)2m以上。在給水管道2的靠近水箱I的一端設(shè)有流量控制閥4 (此處為蝶閥)，該流量控制閥4安裝在給水管道2中以控制流經(jīng)其中的水流流量。當(dāng)流量控制閥4關(guān)閉時，流量控制閥4及附近的給水管道2中容易產(chǎn)生上述的水錘現(xiàn)象，發(fā)出巨響和震動。
[0004]長期而言，這種震動會導(dǎo)致給水管道2及管道中的一些焊縫產(chǎn)生頻繁、反復(fù)的開裂漏水，或者管道磨穿漏水，也會致使給水管道2中的密封件頻繁、反復(fù)移位或損壞，進(jìn)而導(dǎo)致漏水等。給水管道2中的長期巨響也產(chǎn)生較大的噪音污染，使人體感受不適，也違背混凝土攪拌站的節(jié)能環(huán)保要求。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是提供一種水箱給水系統(tǒng)以及具有該水箱給水系統(tǒng)的攪拌站，以解決水箱給水系統(tǒng)的管道中的水錘現(xiàn)象。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種水箱給水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水箱、給水管道和給水出口，所述給水管道的頂端部分連接所述水箱，底端部分設(shè)有所述給水出口，所述頂端部分設(shè)有流量控制閥，其中，所述系統(tǒng)還包括位于所述流量控制閥的下游的通氣結(jié)構(gòu)，該通氣結(jié)構(gòu)形成在所述給水管道的所述頂端部分上并能夠使該頂端部分的管腔與外界大氣連通。
[0007]優(yōu)選地，所述通氣結(jié)構(gòu)包括通氣管和通氣孔，該通氣孔貫穿設(shè)置在所述給水管道的所述頂端部分的管壁上，所述通氣管的底端連接在所述通氣孔的周圍管壁上，頂端形成為開口。
[0008]優(yōu)選地，所述通氣管的管徑不小于所述頂端部分的管徑的三分之一。
[0009]優(yōu)選地，所述通氣管的頂端開口的高度不低于所述流量控制閥的高度。
[0010]優(yōu)選地，所述通氣管中內(nèi)置有用于導(dǎo)通或封閉該通氣管的啟閉閘門。
[0011]優(yōu)選地，所述給水管道的所述頂端部分包括位于末端的豎直管段和與該豎直管道相連的水平管段，所述豎直管段向上連接所述水箱，所述流量控制閥設(shè)置在所述豎直管段中，所述通氣結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述水平管段中。
[0012]優(yōu)選地，所述通氣結(jié)構(gòu)與所述流量控制閥之間沿所述給水管道的管道中心線的距離不大于400mm。
[0013]優(yōu)選地，所述流量控制閥為蝶閥或球閥。
[0014]優(yōu)選地，所述給水管道的長度不小于1000mm，管徑不小于100mm。
[0015]根據(jù)本實用新型的另一個方面，還提供了一種攪拌站，包括攪拌主機(jī)，所述攪拌站還包括根據(jù)本實用新型上述的水箱給水系統(tǒng)，該水箱給水系統(tǒng)的所述給水出口連接有用于稱量并控制流向所述攪拌主機(jī)的給水量的水秤。
[0016]根據(jù)上述技術(shù)方案，在本實用新型的水箱給水系統(tǒng)中，增設(shè)了通氣結(jié)構(gòu)，使得給水管道的頂端部分的管腔能夠與外界大氣相連通。由于之前的給水管道中靠近流量控制閥的部分在閥關(guān)閉時容易產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，導(dǎo)致水流返流而形成水錘現(xiàn)象。此時通過設(shè)置通氣結(jié)構(gòu)，將使得負(fù)壓區(qū)不再存在，水流將從給水管道中順利流出給水出口，從而消除水錘現(xiàn)象。
[0017]本實用新型的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖是用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種水箱給水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施方式的一種水箱給水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明
[0022]I 水箱2 給水管道
[0023]3 給水出口 4 流量控制閥
[0024]5 通氣管6 水秤
[0025]21 豎直管段 22 水平管段
[0026]00’管道中心線

【具體實施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0028]在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、頂、底”通常是針對附圖所示的方向而言的或者是針對豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關(guān)系描述用詞。
[0029]如前所述，圖1所示的水箱給水系統(tǒng)中會存在水錘現(xiàn)象，即流量控制閥4關(guān)閉后在給水管道2中產(chǎn)生巨響和震動。其產(chǎn)生原因分析如下:
[0030]參見圖1，該流量控制閥4采用蝶閥，當(dāng)?shù)y打開時，水從水箱I流入給水管道2，通過給水出口 3流出到水秤6中。在此過程中，水在管道中的流動，本身就是對管道中原來存有的空氣的一個排出過程。同時，由于蝶閥打開時，閥瓣自身的體積會對水產(chǎn)生阻力，因而無論蝶閥是全開還是不完全打開，都會使得水不能完全充滿管道，會在給水管道2的頂端部分形成一定的殘存氣體空間，使管道中的空氣不能完全排空。但隨著水流的時間加長，管道中的殘存空氣也隨著水流越排越少，這時管道頂端部分的所述殘存氣體空間中的氣壓逐漸處于一個負(fù)壓狀態(tài)。
[0031]隨著蝶閥關(guān)閉，水箱I中的水停止流入給水管道2。蝶閥下游的水流由于慣性作用繼續(xù)向前流動，隨著水的流動，水已經(jīng)通過的管道中的所述殘存氣體空間迅速擴(kuò)大，但由于蝶閥已關(guān)，給水出口 3又離的較遠(yuǎn)，在空氣總量不能很快補(bǔ)充的情況下，會使已處于負(fù)壓狀態(tài)的氣體氣壓再迅速減小，與外界大氣壓之間的壓力差越來越大。當(dāng)水流的動能在流動過程中受管道本身的阻力和內(nèi)外壓力差的作用下下逐漸耗盡而停止流動時，在內(nèi)外氣壓差的繼續(xù)作用下，水流將以極快的速度迅速回流，造成回流沖擊，形成水錘現(xiàn)象。具體地，回流的水流經(jīng)過已經(jīng)通過的那一段管道的加速后，與管道壁和蝶閥產(chǎn)生碰撞，對蝶閥及管道壁造成巨大沖擊，產(chǎn)生巨響和震動。此回流沖擊過程的時間極短，但產(chǎn)生的水錘現(xiàn)象卻很劇烈。
[0032]基于上述分析可知，之所以在給水管道2中產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，是由于給水管道2中靠近流量控制閥4的管道部分中由于流量控制閥4的自身原因，而導(dǎo)致不可避免地形成有負(fù)壓狀態(tài)的殘存氣體空間，進(jìn)而造成水流回流，形成水錘現(xiàn)象。因此，有必要使給水管道2中的氣體氣壓與外界氣壓始終保持平衡，或者使得殘存氣體空間的氣體氣壓控制在沒有較大影響的范圍內(nèi)，據(jù)此來消除水錘現(xiàn)象。
[0033]有鑒于此，本實用新型針對性地提供了一種水箱給水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水箱1、給水管道2和給水出口 3，給水管道2的頂端部分連接水箱I，底端部分設(shè)有給水出口 3，所述頂端部分設(shè)有流量控制閥4 ;其中，水箱給水系統(tǒng)還包括位于流量控制閥4的下游的通氣結(jié)構(gòu)，該通氣結(jié)構(gòu)形成在給水管道2的頂端部分上并能夠使該頂端部分的管腔與外界大氣連通。作為總的構(gòu)思，本實用新型中通過增設(shè)通氣結(jié)構(gòu)，使給水管道2中的氣體與外界氣體連通，以及時向管道內(nèi)補(bǔ)充氣體，在平衡了給水管道2中的氣體氣壓與外界氣壓，或者至少緩解了殘存氣體空間的負(fù)壓時，則可避免或有效減輕水流回流產(chǎn)生的水錘現(xiàn)象的影響，甚至阻止液體的回流，從而避免或有效減輕液體回流對管道、蝶閥的沖擊。
[0034]作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，本實施方式中形成的通氣結(jié)構(gòu)包括如圖2所示的通氣管5和通氣孔，該通氣孔貫穿設(shè)置在給水管道2的頂端部分的管壁上，通氣管5的底端可通過焊接等方式連接在通氣孔的周圍管壁上，頂端形成為開口。當(dāng)然，通氣結(jié)構(gòu)也不限于此，還可以是其它更為復(fù)雜的排氣進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，例如包括控制器、壓力傳感器的排氣進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，通過壓力傳感器的壓力檢測，控制器據(jù)此控制排氣進(jìn)氣機(jī)構(gòu)的開啟或關(guān)閉，甚至控制通過其中的氣體流量。這種排氣進(jìn)氣機(jī)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠輕易理解和獲取的，因而在此不再細(xì)述。
[0035]下面結(jié)合圖2，以上述包括通氣管5和通氣孔的通氣結(jié)構(gòu)為例，詳細(xì)闡述該通氣結(jié)構(gòu)的工作過程以及如何消除水錘現(xiàn)象。
[0036]作為流量控制閥4的蝶閥打開時，水從水箱I流入給水管道2，通過給水出口 3流出到水秤6中。此過程中，如前所述，在給水管道2的頂端部分上，由于蝶閥自身的工作機(jī)理，導(dǎo)致管道內(nèi)必然存在一定的殘存氣體空間。盡管水在管道中的流動是對殘存氣體空間中的空氣進(jìn)行的一個不斷排出的過程，但殘存氣體空間始終會存在且負(fù)壓越來越大。換言之，給水管道2的頂端部分的管內(nèi)不可能充滿水，而會留有一定空隙。這樣，在給水管道2的靠近蝶閥的頂端部分焊接通氣管5時，管內(nèi)的水沒有足夠的壓力通過該通氣管5而向外嗔出。
[0037]在蝶閥一直打開的情況下，通氣管5對給水管道2內(nèi)的氣壓起到平衡作用。具體地，蝶閥一直打開時，水在給水管道2內(nèi)中的流動，不斷向外排出管內(nèi)殘存的空氣，隨著水流不停帶出空氣會使得殘存氣體空間中的氣體量越來越少，氣壓也越來越小。但此時通過通氣管5與外界氣體的連通，由于通氣管5兩端存在氣壓差，會自動對給水管道2進(jìn)行補(bǔ)氣，這樣會使管道內(nèi)外壓力相等或處于動態(tài)平衡。
[0038]在蝶閥關(guān)閉的情況下，通氣管5也對給水管道2內(nèi)的氣壓起到平衡作用。具體地，當(dāng)?shù)y關(guān)閉后，給水管道2中的水流由于自身的慣性作用繼續(xù)向前流動，隨著水的通過，水已經(jīng)通過的管道中的殘存氣體空間迅速擴(kuò)大。在圖1所示的原來管道結(jié)構(gòu)中，由于蝶閥已關(guān)，給水出口 3又離的較遠(yuǎn)，管道在空氣總量不能很快補(bǔ)充的情況下，就會使已經(jīng)處于負(fù)壓狀態(tài)的氣體氣壓迅速減小，與外界大氣壓之間的壓力差越來越大，最后使得水流在這種壓力差的作用下回流形成水錘，水錘經(jīng)過水流已經(jīng)通過的那一段管道的加速后與管道、蝶閥產(chǎn)生碰撞，對蝶閥及管道壁造成巨大沖擊，形成所謂的水錘現(xiàn)象。但由于有通氣管5的存在，則殘存氣體空間通過通氣管5在管道內(nèi)外壓力差的作用下自動從外界補(bǔ)充氣體以平衡氣壓，氣壓平衡后，也就使得回流失去了基本動力源，也就不會進(jìn)一步出現(xiàn)水錘現(xiàn)象。
[0039]回到本實施方式中，如圖2所示的通氣管5的管徑優(yōu)選為不小于給水管道2的頂端部分的管徑的三分之一。在這種情況下，可確保外界空氣能夠通過該通氣管5及時進(jìn)入給水管道2中，以平衡壓差。當(dāng)然，通氣管5的直徑和長度可根據(jù)給水管道2的直徑、所需的補(bǔ)氣量以及管道的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整設(shè)計。另外，圖2中的通氣管5的頂端開口的高度設(shè)計為不低于流量控制閥4 (即蝶閥)的高度，這樣不僅使得給水管道2的頂端部分的水在失去內(nèi)外壓差動力的情形下不能沖出通氣管5，而且由于給水管道2內(nèi)的水流至少在蝶閥處形成分界，當(dāng)通氣管5的頂端開口高度高于蝶閥時，自然而然的，水也無法從通氣管5中溢出。進(jìn)一步確保通氣管5不對水箱給水系統(tǒng)造成任何不利影響。更優(yōu)選地，通氣管5中還可內(nèi)置用于導(dǎo)通或封閉該通氣管5的啟閉閘門，該啟閉閥門可結(jié)合蝶閥使用，當(dāng)?shù)y一直開啟時，則啟閉閥門處于打開狀態(tài)，蝶閥關(guān)閉時，則啟閉閥門打開，二者可形成可靠性能好的反相互鎖。
[0040]在圖2中，給水管道2的頂端部分優(yōu)選地包括位于末端的豎直管段21和與該豎直管道21相連的水平管段22，豎直管段21向上連接水箱1，流量控制閥4設(shè)置在豎直管段21中，通氣結(jié)構(gòu)則設(shè)置在水平管段22中。這是基于給水管道2的一種慣常布置結(jié)構(gòu)，此時作為通氣結(jié)構(gòu)的通氣管5優(yōu)選地設(shè)置在靠近流量控制閥4的下游處。在本實施方式中，確保通氣結(jié)構(gòu)與流量控制閥4之間沿給水管道2的管道中心線00’的距離不大于400mm，該距離包括豎直管段21與水平管段22之間的彎道長度。這就使得外界空氣能夠在產(chǎn)生回流之前及時有效地通過通氣管5補(bǔ)充氣體。
[0041]在具體操作時，可在流量控制閥4附近的給水管道2的上表面的中央位置打孔(即通氣孔，圖中未顯示)，此孔的位置可優(yōu)選地通過檢測管道中的負(fù)壓氣體所處位置來確定，然后對應(yīng)焊接一根通氣管5，通氣管5與通氣孔配焊適當(dāng)。
[0042]另外需要說明的是，本實施方式中的通氣管5的直徑大約為40mm，長度取200mm左右，對應(yīng)的給水管道2的長度大約為2000mm，管徑110mm。通常而言，能夠產(chǎn)生水錘現(xiàn)象的給水管道2的長度不小于1000mm,管徑不小于100mm,此時管內(nèi)的水錘現(xiàn)象較為明顯,產(chǎn)生的沖擊也較大。攪拌站中的水箱與水秤之間的給水管道的長度通常均大于此。此外，本實施方式中的流量控制閥4也不限于上述的蝶閥，還可以是球閥等其他閥類型。如果相同管徑的流量控制閥4采用的是球閥，要想達(dá)到在給水管道2上焊接通氣管5后水流不會通過該通氣管5向外噴出，應(yīng)確保球閥不處于全開狀態(tài)，即保證給水管道2中不被液體充滿；或者球閥全部打開，但如圖2所示的水平管段22應(yīng)有向下傾斜的角度，根據(jù)基本的物理定律，水會朝著壓力更低的地方流動，故這樣使水壓能有宣泄出口，水流不會通過該通氣管5向外噴出。
[0043]以上的水箱給水系統(tǒng)可具體地應(yīng)用于攪拌站或攪拌樓中。如圖2所示，該攪拌站中的水箱給水系統(tǒng)的給水出口 3連接有水秤6，水秤6用于稱量水流量并將稱量后的水流控制流向攪拌主機(jī)，使得給水量與其他骨料重量相稱。
[0044]綜上可見，根據(jù)本實用新型的水箱給水系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)思巧妙，操作簡單，成本低，有利于推廣，能夠使長距離的給水管道2內(nèi)的氣體氣壓控制在合理的范圍；流量控制閥4與通氣管5的配合使用解決了給水管道2內(nèi)的氣體無法與外界相通的問題，實現(xiàn)了外界氣體通過通氣管5向給水管道2內(nèi)補(bǔ)充氣體的功能，使得管道內(nèi)外氣壓實現(xiàn)相對平衡，同時又使液體不會通過通氣管5而向外噴出；若通氣管5的口徑尺寸能夠使得給水管道2的內(nèi)外氣壓時刻處于動態(tài)平衡，則可避免給水管道2內(nèi)外出現(xiàn)較大壓差，也就避免或有效減弱液體的回流沖擊，從而可以避免或有效減弱出現(xiàn)水錘現(xiàn)象，也就防止了水錘現(xiàn)象對輸送管道、密封件、閥及周圍環(huán)境的破壞。
[0045]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
[0046]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0047]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實用新型所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種水箱給水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水箱(I)、給水管道(2)和給水出口(3)，所述給水管道(2)的頂端部分連接所述水箱(I)，底端部分設(shè)有所述給水出口(3)，所述頂端部分設(shè)有流量控制閥(4)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括位于所述流量控制閥(4)的下游的通氣結(jié)構(gòu)，該通氣結(jié)構(gòu)形成在所述給水管道(2)的所述頂端部分上并能夠使該頂端部分的管腔與外界大氣連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水箱給水系統(tǒng)，其特征在于，所述通氣結(jié)構(gòu)包括通氣管(5)和通氣孔，該通氣孔貫穿設(shè)置在所述給水管道(2)的所述頂端部分的管壁上，所述通氣管(5)的底端連接在所述通氣孔的周圍管壁上，頂端形成為開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水箱給水系統(tǒng)，其特征在于，所述通氣管(5)的管徑不小于所述頂端部分的管徑的三分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水箱給水系統(tǒng)，其特征在于，所述通氣管(5)的頂端開口的高度不低于所述流量控制閥(4)的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水箱給水系統(tǒng)，其特征在于，所述通氣管(5)中內(nèi)置有用于導(dǎo)通或封閉該通氣管(5)的啟閉閘門。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水箱給水系統(tǒng)，其特征在于，所述給水管道(2)的所述頂端部分包括位于末端的豎直管段(21)和與該豎直管道(21)相連的水平管段(22)，所述豎直管段(21)向上連接所述水箱(I)，所述流量控制閥(4)設(shè)置在所述豎直管段(21)中，所述通氣結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述水平管段(22)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水箱給水系統(tǒng)，其特征在于，所述通氣結(jié)構(gòu)與所述流量控制閥(4)之間沿所述給水管道(2)的管道中心線(00’ )的距離不大于400mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水箱給水系統(tǒng)，其特征在于，所述流量控制閥(4)為蝶閥或球閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水箱給水系統(tǒng)，其特征在于，所述給水管道(2)的長度不小于1000mm,管徑不小于100mm。
10.一種攪拌站，包括攪拌主機(jī)，其特征在于，所述攪拌站還包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的水箱給水系統(tǒng)，該水箱給水系統(tǒng)的所述給水出口(3)連接有用于稱量并控制流向所述攪拌主機(jī)的給水量的水秤(6)。
【文檔編號】B28C7/12GK203957152SQ201420408655
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】馬成祥, 王文龍 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司