[發明專利]邊坡虹吸排水系統啟動裝置及方法

有效

• 申請號: 201810427412.1
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108560693B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 孫紅月;范雲鶴;尚岳全
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E03F5/20
• 分類號: E03F5/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發明公開了一種邊坡虹吸排水系統啟動裝置及方法，該裝置包括水箱、排氣管和排水管，虹吸管的出水口置于密封水箱中，排氣管的入口連接在水箱頂部，排水管的入口連接在水箱底部，排水管入口到排水管出口的垂直距離大于當地大氣壓對應的水柱高度，水箱頂部與鉆孔孔口之間的高差大于當地大氣壓對應的水柱高度。本發明通過控制排水管的開閉制造負壓來啟動虹吸，不借助其他設備，簡單可靠；本發明設計排氣管入口到排氣管出口的垂直距離大于當地大氣壓對應的水柱高度，水箱內形成負壓，排氣管中的水無法進入水箱，保證水箱中的負壓不被打破，從而提高整個裝置的穩定性；本發明可以同時啟動多根虹吸管，快速高效啟動虹吸。

技術領域

本發明屬于水利工程領域，具體涉及一種邊坡虹吸排水系統啟動裝置及方法，用于快速啟動邊坡虹吸排水系統，尤其適用于需要間歇性重復啟動虹吸作用的邊坡虹吸排水系統。

背景技術

虹吸是一種利用液面高度差的作用力推動液體流動的物理現象，虹吸流動過程和流速由液位變化自動控制，這些物理特性非常適合坡體排水的需要，已經在邊坡排水中得到推廣應用。

虹吸管初始狀態中充滿空氣，虹吸啟動需要借助外力的作用，使虹吸管充滿水，在下水管液體的重力作用下，虹吸管頂部形成負壓環境，才能使虹吸管上水管中的水在壓力差的作用下上升，形成虹吸。因此，虹吸啟動過程就是排除虹吸管內原有的空氣，使管中充滿水。邊坡虹吸排水的物理要求與日常生活的虹吸相同，但邊坡虹吸排水揚程高，虹吸啟動相對困難。常用虹吸啟動方法有：出水口抽水、出水口逆向壓水和逆向灌水等方法。要達到虹吸管內充滿水，最直接方式是在出水口安裝抽水設備，通過抽水啟動虹吸，如采用真空泵、高壓手動泵等。在邊坡虹吸排水系統中，虹吸管數量多，常常有數百根甚至有數千根，目前采用一根一根分別啟動虹吸的方式效率很低，完成一個邊坡虹吸排水工程全部虹吸管啟動需要大量時間。

另外，由于邊坡虹吸排水過程具有間歇性、緩慢流動性以及高揚程等特性，會在虹吸過程和長時間停止流動過程中析出空氣，而產生管內空氣積累。受虹吸管質量、施工工藝等因素影響，會導致部分虹吸管因產生管內空氣積累而中斷虹吸，這些虹吸管需要重新啟動。快速高效的邊坡虹吸重啟方法，對保障雨季邊坡虹吸排水的正常工作具有重要意義。

發明內容

本發明針對現有邊坡虹吸啟動效率低的技術缺陷，提供一種邊坡虹吸排水系統啟動裝置及方法，可在虹吸排水系統使用過程中反復進行虹吸快速高效啟動，既解決虹吸啟動效率問題，也可解決虹吸排水使用過程中因管內空氣積累而需要定期重新啟動虹吸的問題，滿足邊坡有效虹吸排水的需要，實時控制坡體地下水位上升。

本發明的技術方案是：一種邊坡虹吸排水系統啟動裝置，所述邊坡虹吸排水系統包括位于邊坡的鉆孔和進水口置于鉆孔中的虹吸管，該啟動裝置包括水箱、排氣管和排水管，虹吸管的出水口置于密封水箱中，排氣管的入口連接在水箱頂部，排氣管的出口置于邊坡下部，排水管的入口連接在水箱底部，排水管的出口置于邊坡下部，鉆孔孔口到鉆孔底部的垂直距離大于當地大氣壓對應的水柱高度，排氣管入口到排氣管出口的垂直距離大于當地大氣壓對應的水柱高度，排水管入口到排水管出口的垂直距離大于當地大氣壓對應的水柱高度，水箱頂部與鉆孔孔口之間的高差大于當地大氣壓對應的水柱高度。

進一步地，所述排水管的出口處安裝有閥門。

進一步地，所述虹吸管的直徑為4-6mm。

進一步地，所述排氣管設置2-3根。

進一步地，所述排氣管的直徑為4mm。

進一步地，所述水箱中置入虹吸管的數量小于500根。

一種利用上述裝置啟動邊坡虹吸排水系統的方法，該方法包括以下步驟：

(1)將邊坡虹吸排水系統的虹吸管的出水口置于設置在坡面上的密封水箱中；