CN103790838B - Ω形双向低微扬程抽水装置 - Google Patents

Abstract

Ω形双向低微扬程抽水装置，包括双向进出水流道、快速闸门、双向低驼峰虹吸式出水结构、真空破坏装置和泵装置，泵装置垂直设置在进出水流道中央，泵装置两侧的进出水流道中分别设有调向闸孔，进出水流道上中部设有水平隔板，泵装置两侧的水平隔板上分别设有带浮箱调向闸门的下潜孔口，浮箱调向闸门为下潜孔口和调向闸孔的共用闸门，通过控制浮箱调向闸门，改变水流方向，实现双向抽水，低驼峰虹吸式出水结构的顶部通气孔接口连接真空破坏阀。本发明解决了双向低微扬程泵站对高效率抽水装置的迫切需求和因立式泵装置的轴向尺寸大而导致其出水高于泵站出口水位，浪费扬程的技术难题。工程结构紧凑合理，节约投资，管理控制方便，大幅度提高正反向抽水效率。

Description

Ω形双向低微扬程抽水装置

技术领域

本发明涉及一种水利工程设施，是低微扬程双向抽水立式泵装置的结构，属于水利工程技术领域。

背景技术

随着经济建设和社会发展，城市防洪排水和低扬程灌排结合提水工程愈来愈多，对双向抽水泵站提出了新的要求。通常此类泵站的扬程均很低，经常运行在1.0m左右低微扬程的范围。现有的这类泵站基本上采用三种类型：卧式S形、竖井式和灯泡贯流式泵装置，全都配用可以正、反转运行的叶轮。由于双向进、出水结构的特殊性，导致这些泵站的正、反向运行效率都比较低，尤其反向运行的效率更低，能耗较大，不符合国家节能减排的要求；汽蚀性能较差，影响机组运行的安全。

针对这些问题，设计一种新型的双向立式泵装置其意义及推广应用价值就显得很大，不仅能解决上述的问题，而且能改善双向出水流道内部流态，提高泵装置的水力性能，进而起到节能减排的作用。因此设计一种适合低微扬程的双向抽水装置是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，设计一种Ω形双向低微扬程抽水装置，以设计扬程（0.8-1.5）m为参照，达到以下目的：

（1）减少出水导叶体水力损失，提高泵装置正向运行效率，最高效率可超过现有同类低微扬程泵站2个百分点以上；

（2）减少进水导叶体水力损失，提高反向运行最高效率，可超过现有同类低微扬程泵站5个百分点以上；

（3）解决低微扬程泵站采用立式泵装置轴向尺寸大导致其出水高于泵站出口水位，因而浪费扬程的技术难题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的，Ω形双向低微扬程抽水装置，包括进出水流道、快速闸门、双向低驼峰虹吸式出水结构、真空破坏装置和包括进口喇叭管、叶轮、导叶、出水喇叭管、电机构成的泵装置，泵装置垂直设置在进出水流道中央，泵装置两侧的进出水流道中分别设有调向闸孔，进出水流道两端设有快速闸门，其特征是，所述进出水流道上中部设有水平隔板，泵装置两侧的水平隔板上分别设有带浮箱调向闸门的下潜孔口，下潜孔口的一侧接近调向闸孔，浮箱调向闸门铰接在下潜孔口接近调向闸孔的一侧，泵装置同一侧的浮箱调向闸门为下潜孔口和调向闸孔的共用闸门，通过控制泵装置两侧的浮箱调向闸门，改变水流方向，实现双向高效抽水，所述泵装置设有扩散式后导水锥，扩散式后导水锥与双向低驼峰虹吸式出水结构顶部的虹吸顶板平滑连接，双向低驼峰虹吸式出水结构顶部沿抽水出流方向倾斜，逐步与水平隔板连接构成一个罩壳，所述泵装置两侧的下潜孔口均置于罩壳内，双向低驼峰虹吸式出水结构的顶部设有一个通气孔接口连接到真空破坏阀。

所述进出水流道与双向低驼峰虹吸式出水结构的宽度相同。

所述下潜孔口形状尺寸与调向闸孔形状尺寸相同，所述浮箱调向闸门通过门铰固定在水平隔板上，门体绕门铰旋转，向上旋转覆盖下潜孔口，同时打开调向闸孔，向下旋转覆盖调向闸孔，同时打开下潜孔口。

所述扩散式后导水锥与双向低驼峰虹吸式出水结构顶部平滑连接过渡的线型为圆弧线或椭圆线，双向低驼峰虹吸式出水结构顶部的出水喇叭最高点为驼峰顶。

本发明解决了双向低微扬程泵站对高效率抽水装置的迫切需求和因立式泵装置的轴向尺寸大而导致其出水高于泵站出口水位，浪费扬程的技术难题。Ω形双向低微扬程抽水装置提水扬程为0.8-1.5m,能减少出水导叶体水力损失，提高泵装置正向运行效率，最高效率可超过现有同类低微扬程泵站2个百分点以上；减少进水导叶体水力损失，提高反向运行最高效率，超过现有同类低微扬程泵站5个百分点以上。

Ω形双向低微扬程抽水装置，采用立式轴流泵，双向进水流道，双向低驼峰虹吸出水结构配用下潜式出水流道，动力机为潜水电动机。结构设计新颖合理，采用长方体进出水流道，泵装置垂直设置在长方体进出水流道中央，采用双向低驼峰虹吸式出水结构，构成Ω形（欧米伽形）双向进出水流道。泵装置两侧的进出水流道中分别设调向闸孔，进出水流道上设置中层水平隔板，泵装置两侧的中层水平隔板上分别设下潜孔口，调向闸孔和下潜孔口设置共用的浮箱调向闸门，浮箱调向闸门绕门铰旋转，向上旋转覆盖下潜孔口，同时打开调向闸孔，向下旋转覆盖调向闸孔，同时打开下潜孔口，达到泵装置两侧的进出水流道角色互换，当左侧为进水流道，右侧为下潜式出水流道，或者右侧为进水流道，左侧为下潜式出水流道，泵装置抽出的水,通过控制浮箱调向闸门改变水在长方体进出水流道中的流动方向，实现双向高效抽水。

泵装置设置了扩散式后导水锥，扩散式后导水锥和虹吸出水顶部平滑连接，减小水头损失，提高泵装置效率。双向低驼峰虹吸式出水结构顶部与扩散式后导水锥平滑连接后，沿泵装置抽出的水的出流方向倾斜，逐步与中层水平隔板连接，构成一个罩壳，使出水水流稳定，减少，双向低驼峰虹吸式出水结构的顶部设有一个通气孔接口连接到真空破坏阀。

Ω形双向低微扬程抽水装置的双向长方体进水流道与双向低驼峰虹吸式出水结构的宽度相同，进出水流道互换共用，进出水流道两端设有快速闸门，用于机组停机断流，工程结构紧凑，施工方便，降低工程投资，有利于水流稳定，提高抽水装置效率。

Ω形双向低微扬程抽水装置的虹吸出水结构从顶部向下潜孔口逐渐倾斜，平滑过渡，线型为圆弧线或椭圆线，出水喇叭最高点为驼峰顶。保证水流平滑过渡，减少水力损失，提高抽水效率。

Ω形双向低微扬程抽水装置的虹吸出水结构下潜孔口形状尺寸与调向闸孔断面形状尺寸相同，虹吸出水结构下潜孔口和调向闸孔共用一个闸门（浮箱调向闸门），该闸门为铰链接旋转门，门铰固定在水平隔板上，门体绕门铰旋转，向上旋转覆盖虹吸出水结构下潜孔口，同时打开进水流道调向闸孔，向下旋转覆盖进水流道调向闸孔，同时打开虹吸出水结构下潜孔口，结构紧凑合理，减小工程施工量，节约投资，管理控制方便。

Ω形双向低微扬程抽水装置具有自排自引、抽排抽引的四种作用。将长方体进水流道中的快速闸门和调向闸孔（调向闸孔上的浮箱调向闸门）全部打开，具有自排自引的功能。泵装置抽出的水，通过控制浮箱调向闸门改变水在长方体进出水流道中的流动方向，实现双向抽水，具有抽排抽引的功能。Ω形双向低微扬程抽水装置，投资省，运行管理方便，特别适用低微扬程双向抽水工程，可以解决低微扬程泵站因采用立式泵装置轴向尺寸大导致其出水高于泵站出口水位导致浪费扬程的技术难题，大幅度提高正反向抽水的效率，实现双向高效抽水。

附图说明

图1为本发明的立面结构示意图。

图2为图1中A-A剖面结构示意图。

图3为图1中C-C剖面结构示意图。

图中：1快速闸门；2虹吸顶板；3检修/通气孔；4电机；5驼峰顶；6出水喇叭管；7后导水锥；8双向低驼峰虹吸式出水结构；9导叶；10叶轮；11浮箱调向闸门1；12浮箱调向闸门2；13进出水段；14进水喇叭管；15进出水段；16快速闸门；17、18下潜孔口；19、20调向闸孔；21进出水流道。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，Ω形双向低微扬程抽水装置，包括双向长方体进出水流道、快速闸门、双向低驼峰虹吸式出水结构、真空破坏装置和包括进口喇叭管、叶轮、导叶、出水喇叭管、电机构成的泵装置，泵装置垂直设置在进出水流道中央，泵装置两侧的进出水流道中分别设有调向闸孔，进出水流道两端设置快速闸门，所述进出水流道上中部设有水平隔板，泵装置两侧的水平隔板上分别设有带浮箱调向闸门的下潜孔口，下潜孔口的一侧接近调向闸孔，浮箱调向闸门铰接在下潜孔口接近调向闸孔的一侧，泵装置同一侧的浮箱调向闸门为下潜孔口和调向闸孔的共用闸门，通过控制泵装置两侧的浮箱调向闸门，改变水流方向，实现双向抽水，所述泵装置设有扩散式后导水锥，扩散式后导水锥与双向低驼峰虹吸式出水结构顶部的虹吸顶板平滑连接，双向低驼峰虹吸式出水结构顶部沿抽水出流方向倾斜，逐步与水平隔板连接构成一个罩壳，所述泵装置两侧的下潜孔口均置于罩壳内，双向低驼峰虹吸式出水结构的顶部设有一个通气孔接口连接到真空破坏阀。下潜孔口形状尺寸与调向闸孔形状尺寸相同，所述浮箱调向闸门通过门铰固定在水平隔板上，门体绕门铰旋转，向上旋转覆盖下潜孔口，同时打开调向闸孔，向下旋转覆盖调向闸孔，同时打开下潜孔口。扩散式后导水锥与双向低驼峰虹吸式出水结构顶部平滑连接过渡的线型为圆弧线或椭圆线，双向低驼峰虹吸式出水结构顶部的出水喇叭最高点为驼峰顶。电机为潜水电动机。

由包括虹吸顶板2、电机4、驼峰顶5、出水喇叭管6、后导水锥7、双向低驼峰虹吸式出水结构8、导叶9、浮箱调向闸门11、浮箱调向闸门12、下潜孔口17和下潜孔口18构成了Ω形双向低微扬程抽水装置的核心部件。Ω形双向低微扬程抽水装置的进出水段13、进出水段15采用钢筋混凝土结构；虹吸顶板2、驼峰顶5、出水喇叭管6及后导水锥7可依据Ω形双向低微扬程抽水装置的尺寸采用钢筋混凝土浇筑或采用金属材质预制后运至现场安装；浮箱调向闸门11和浮箱调向闸门12可通过闸门生产商定制。在上述抽水装置部件制作材料及工艺确定后，Ω形双向低微扬程抽水装置的建成先构建进出水段13和进出水段15，制作过程中预留下潜孔口17和下潜孔口18，待进出水段13和进出水段15完成后进行下部构件浮箱调向闸门11和浮箱调向闸门12的安装，随后或同时进行虹吸顶板2、驼峰顶5、虹吸出水结构8的安装，最后进行导叶9、后导水锥7及电机4的安装。

Ω形双向低微扬程抽水装置的自排自引功能的实现仅需将快速闸门1和快速闸门16提起，浮箱调向闸门11和浮箱调向闸门12浮起至下潜孔口17和下潜孔口18即可。

Ω形双向低微扬程抽水装置的抽排功能的实现需将快速闸门1和快速闸门16提起，浮箱调向闸门11将下潜孔口17关闭，浮箱调向闸门12将调向闸孔20关闭，即调向闸孔19和下潜孔口18处于过流状态。

Ω形双向低微扬程抽水装置的抽引功能的实现需将快速闸门1和快速闸门16提起，浮箱调向闸门11将调向闸孔19关闭，浮箱调向闸门12将调下潜孔口18关闭，即调向闸孔20和下潜孔口17处于过流状态。

Claims (2)

1.Ω形双向低微扬程抽水装置，包括进出水流道、双向低驼峰虹吸式出水结构、真空破坏装置和包括进口喇叭管、叶轮、导叶、出水喇叭管、电机构成的泵装置，泵装置垂直设置在进出水流道中央，泵装置两侧的进出水流道中分别设有调向闸孔，进出水流道两端设有快速闸门，双向低驼峰虹吸式出水结构的顶部设有一个通气孔接口连接到真空破坏阀，所述进出水流道上中部设有水平隔板，所述泵装置设有扩散式后导水锥，所述电机为潜水电动机，其特征是，泵装置两侧的水平隔板上分别设有带浮箱调向闸门的下潜孔口，下潜孔口的一侧接近调向闸孔，浮箱调向闸门铰接在下潜孔口接近调向闸孔的一侧，泵装置同一侧的浮箱调向闸门为下潜孔口和调向闸孔的共用闸门，通过控制泵装置两侧的浮箱调向闸门，改变水流方向，实现双向抽水，扩散式后导水锥与双向低驼峰虹吸式出水结构顶部的虹吸顶板平滑连接，双向低驼峰虹吸式出水结构顶部沿抽水出流方向倾斜，逐步与水平隔板连接构成一个罩壳，所述泵装置两侧的下潜孔口均置于罩壳内；

所述进出水流道与双向低驼峰虹吸式出水结构的宽度相同；

所述下潜孔口形状尺寸与调向闸孔形状尺寸相同，所述浮箱调向闸门通过门铰固定在水平隔板上，浮箱调向闸门绕门铰旋转，向上旋转覆盖下潜孔口，同时打开调向闸孔，向下旋转覆盖调向闸孔，同时打开下潜孔口。

2.根据权利要求1所述的Ω形双向低微扬程抽水装置，其特征是，所述扩散式后导水锥与双向低驼峰虹吸式出水结构顶部的虹吸顶板平滑连接过渡的线型为圆弧线或椭圆线，双向低驼峰虹吸式出水结构顶部的出水喇叭最高点为驼峰顶。