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自来水处理和设施农业喷滴灌系统都需要向压力管道中投加药剂,后者还会投加肥料,一般采用泵加压和差压真空吸入这两种投加方式,前者需要消耗电力,并要有一套自控系统以保证加药比例,后者需要在管道上设置减压装置,造成较大水头损失,并且倒吸现象严重,吸程有限,影响其大规模应用,因此研发一种结构简单、无需电力,不需要大幅度降低管道压力、加药均匀、比例可控的管道加药器将具有现实意义和实用价值。把药剂加入压力管道就类似给管道打点滴,因此如何让药液中的压力大于管道中的压力是一个技术关键。针对上述问题开展了理论分析、设计和实验,研发出新型的管道加药器。取得的主要成果为: 1、设计出与传统加药器原理完全不同的新型加药器。通过将柔性药袋置于一个密闭的压力罐中,压力罐接来水管道,药袋出口也接来水管道,两个接头中间设置一个减压阀,造成了密闭罐中的压力略大于药袋出口处管道中的压力,药剂就可以像打点滴一样注入压力管道。由于完成出药仅仅需要克服流动过程中的局部水头损失,这样的工作原理不需要很大的压差,管道水头损失在0.1-0.5m范围内,基本可以忽略不计。 2、通过理论分析发现,新型加药器具备等比例投加的点。由于流进压力罐中的水和流出药袋药剂的体积相等,加药过程中是一个延续、非间断的连续流动,它和来水管道并联运行,两条并联运行管道中的流量成比例,因此无论来水管道中压力和流量如何变化,加药流量和管道中的流量成一个固定比例,也就是说管道中药剂浓度恒定,并且这个比例可根据需要调节。 3、依据新原理试制出三种样机,分别为差压隔膜式、渐扩式、渐缩式加药器,逐步优化了加药器的结构和工作方式。研发了试验系统,采用盐水和液态肥料作为试验药剂,对新装置加药性能进行了试验,结果表明,在同一流量(压力)条件下,不同时刻取样口的浓度基本一致,最大相对偏差仅为3.07%,流量压力变化时,加药比例稳定在1.7%,最大浓度偏差为1.67%,加药均匀度可达97%,属于等比例加药。同时验证了加药比例调节范围,并开展了现场试验。 4、探讨了将新型加药器应用于小型自来水厂投加PAC或PAM的可能性。通过与输水主管并联一根管径较小的管道,利用输水管道中的沿程损失作为压差来实现投药,由于特无需在主管上增加减压阀,因此能耗为零。 5、新型加药器无需消耗电力,仅凭管道水压即可完成加药,药剂浓度不受管道压力、流量变动化影响,装置具有自我调节性能,结构简单,制造容易并且安装使用方便。