一種用于輸水管道的組合人孔蓋板

劉奕

（中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌 330031）

一種用于輸水管道的組合人孔蓋板

劉奕

（中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌 330031）

介紹了一種用于輸水管道的特殊人孔蓋板裝置。該蓋板在普通檢修人孔蓋板的基礎(chǔ)上，集成了整流罩和排氣閥裝置，使其具有檢修、整流和排氣等多重功能，能夠有效減少管道水頭損失和沿線構(gòu)筑物數(shù)量，從而降低輸水系統(tǒng)的建設(shè)投資和運(yùn)行能耗。

輸水管道；組合人孔蓋板；整流罩；排氣閥；節(jié)能降耗

1 技術(shù)領(lǐng)域及背景

輸水管道是市政給水工程中常見的組成部分，為保證其正常運(yùn)行和維護(hù)需要，在輸水管道上一般應(yīng)設(shè)置閥門井、排氣井、排水井等附屬構(gòu)筑物。針對大口徑鋼制管道（通常DN700以上）的內(nèi)部檢修問題，間隔一定距離須設(shè)置檢修人孔。當(dāng)管道內(nèi)出現(xiàn)淤積、堵塞或內(nèi)防腐損壞等情況時，檢修人員可打開人孔進(jìn)入管道內(nèi)部實(shí)施維護(hù)和檢修工作。人孔等附屬設(shè)施對保證輸水管道正常運(yùn)行具有不可或缺的作用，但同時也會對管道內(nèi)水流的流態(tài)產(chǎn)生影響，造成局部水頭損失，從而增加輸水系統(tǒng)的能耗。

另一方面，隨著國家對節(jié)能要求的日益提高，各種節(jié)能環(huán)保材料及設(shè)備層出不窮。但輸水管道節(jié)能技術(shù)的發(fā)展主要集中在管材創(chuàng)新上，而針對管道附屬設(shè)施的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新卻非常少。同時，在輸水工程中各種附屬設(shè)施通常獨(dú)立設(shè)置，致使輸水主管的開孔數(shù)量較多，水頭損失較大，相應(yīng)構(gòu)筑物的數(shù)量及土建投資也較高。

針對上述問題，筆者在普通檢修人孔蓋板的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種用于輸水管道的特殊人孔蓋板裝置。該裝置集成了整流罩和排氣閥裝置，使其具有檢修、整流和排氣等多重功能，能夠有效減少主管道開孔和沿線構(gòu)筑物數(shù)量，減少管道水頭損失，從而降低輸水系統(tǒng)的建設(shè)投資和運(yùn)行能耗。

2 組合人孔蓋板的構(gòu)造

組合人孔蓋板的詳細(xì)構(gòu)造參見圖1，包括與給水主管人孔法蘭連接的蓋板本體。蓋板本體中央設(shè)有通孔，短管穿過蓋板本體的通孔；短管位于人孔蓋板內(nèi)的下端管體開設(shè)有氣孔，短管的下端頭連接有整流罩板，整流罩板蓋于給水主管人孔處的開孔處，整流罩板的弧面與給水主管的內(nèi)壁弧面相同，且整流罩板的外周直徑略小于人孔內(nèi)徑；整流罩板與人孔蓋板本體通過鋼制短管焊接連成整體；短管的上端通過法蘭可依次連接檢修閥門和排氣閥。

圖1 組合人孔蓋板構(gòu)造

3 組合人孔蓋板的特點(diǎn)和工作原理

1）設(shè)置整流罩板，穩(wěn)定主管內(nèi)水流流態(tài)。

輸水管道的水頭損失分為沿程水損和局部水損2種。沿程水損是針對平直管段的穩(wěn)定流態(tài)而言的，與管道的長度、直徑、流速及管內(nèi)壁的相對粗糙度有關(guān)，而局部水損是因?yàn)楣艿谰植窟吔缂眲「淖儗?dǎo)致水流結(jié)構(gòu)改變、流速分布改變并產(chǎn)生旋渦區(qū)而引起的水頭損失，例如彎頭、三通、異徑管、閥門等處。設(shè)置整流罩板后，在給水管道正常運(yùn)行時，人孔處主管道外壁基本連續(xù)，有效保持了管道內(nèi)水流的穩(wěn)定流態(tài)，消除了普通人孔產(chǎn)生的局部水頭損失。普通人孔三通和設(shè)有整流罩板的人孔三通內(nèi)水流狀態(tài)對比如圖2所示，設(shè)置整流罩后水流流態(tài)明顯改變，局部水損基本消除。

圖2 兩種人孔三通內(nèi)水流狀態(tài)對比

2)采用特殊構(gòu)造實(shí)現(xiàn)人孔+排氣的組合功能。

該裝置整流罩板的外周直徑略小于人孔內(nèi)徑,使管內(nèi)空氣能夠通過整流罩板周邊的空隙到達(dá)人孔上部,再通過中央短管的氣孔進(jìn)入短管,向上經(jīng)排氣閥排出,工作原理詳見圖3。當(dāng)管道需要檢修時，在拆除檢修閥門和排氣閥后，將蓋板本體連帶整流罩板一同開啟,不影響人員進(jìn)入管道檢修，真正實(shí)現(xiàn)了人孔+排氣的組合功能,檢修拆卸步驟見圖4。

圖3 排氣原理

圖4 檢修步驟

4 組合人孔蓋板的安裝條件

組合人孔蓋板適用于大口徑鋼制管道（通常DN700以上），由于該裝置具有排氣功能，故通常設(shè)置在管道隆起的局部高點(diǎn)。在輸水管線工程設(shè)計(jì)中，可視人孔間距要求，將部分排氣閥井更換為組合人孔蓋板井，避免單獨(dú)設(shè)置人孔井造成投資浪費(fèi)。

5 結(jié)語

節(jié)能降耗是輸水管線工程技術(shù)優(yōu)化的核心，組合人孔蓋板通過構(gòu)造性的優(yōu)化和創(chuàng)新，有效實(shí)現(xiàn)了為輸水系統(tǒng)節(jié)能降耗的作用，整個裝置構(gòu)造簡單，易于加工，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，可應(yīng)用于各種大口徑管道供水工程，尤其適用長距離輸水管道。

Combined Manhole Cover Plate for Water Pipe

LIU Yi
(China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

The paper introduces one special manhole cover plate device for water pipe,on the basis of ordinary repair of manhole cover plate;this cover plate integrates rectifying hood and exhaust valve device,which has the functions of maintenance,rectifying and air exhaust,and this device can reduce head loss of pipeline and quantities of structures along the line and reduce construction investment and running energy consumption of water delivery system.

water pipe;combined manhole cover plate;rectifying hood;exhaust valve;energy-saving and cost-reducing

TU991.36

B

1004-4345(2015)06-0057-02

2015-06-24

劉奕（1979—），男，高級工程師，主要從事給排水工程設(shè)計(jì)工作。