CN104895145A - 一种水力性能优异的簸箕形进水流道及其应用方法 - Google Patents

一种水力性能优异的簸箕形进水流道及其应用方法 Download PDF

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一种水力性能优异的簸箕形进水流道及其应用方法,属于水利工程泵站技术领域。所述簸箕形进水流道沿水流方向设有直线进口段、簸箕形转向段和喇叭管整流段等3段,各段具有不同的几何特征和作用;在直线进口段的中部设置整流隔板、在簸箕形转向段的中部设置防涡隔板;所述直线进口段、簸箕形转向段、喇叭管整流段和直线进口段的整流隔板、簸箕形转向段的防涡隔板均为独立的钢筋混凝土预制部件,各部件在工厂制作,运送至泵站工地后进行现场装配,组成完整的簸箕形进水流道。本发明提供的簸箕形进水流道水力性能优异、应用方法简便,非常适用于中小型立式泵站,在保证泵站进水流道施工质量的前提下,大大降低了对进水流道现场施工技术水平的要求。

Description

一种水力性能优异的簸箕形进水流道及其应用方法
技术领域
[0001] 本发明属于水利工程泵站技术领域,具体涉及一种水力性能优异的簸箕形进水流 道及其应用方法,主要用于指导工程技术人员设计和应用簸箕形进水流道,对于确保中小 型泵站的安全、稳定和高效运行具有重要意义。
背景技术
[0002] 水力性能优异的进水流道是保证低扬程泵站水泵安全、稳定和高效运行的必要条 件。由于低扬程立式泵站进水流道的三维形体复杂,中小型泵站常受施工队伍技术水平的 限制,使得进水流道现场浇筑的施工质量很难达到设计要求,导致大多数中小型立式泵站 长期以来不得不采用形体简单而进水流态较差的开敞式进水池。进水流道施工方面的困难 严重影响到中小型泵站水泵机组的稳定和高效运行,制约了面广量大的中小型低扬程泵站 建设水平的提高。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种水力性能优异的簸箕形进水流道及其应用方法。簸箕 形进水流道与立式轴流泵、导叶式混流泵和潜水泵配套使用,其作用是引导泵站前池的水 流有序转向和均匀收缩,为立式安装的水泵叶轮室进口提供符合水力设计要求的进水流 态。本发明的特征是:所述簸箕形进水流道设有直线进口段、簸箕形转向段和喇叭管整流段 3个段;在直线进口段的中部设置整流隔板、在簸箕形转向段的中部设置防涡隔板;所述直 线进口段、簸箕形转向段、喇叭管整流段和直线进口段的整流隔板、簸箕形转向段的防涡隔 板均为独立的钢筋混凝土预制部件,在泵站工地进行现场装配,组成完整的簸箕形进水流 道。簸箕形进水流道不仅水力性能优异,而且可方便地实现工厂化生产和工地现场装配,在 保证进水流道水力性能满足要求的前提下,大大降低了对中小型泵站现场施工技术水平的 要求。
[0004] 本发明的第一个目的是通过以下技术方案实现的,一种水力性能优异的簸箕形进 水流道,其沿水流方向设有直线进口段、簸箕形转向段和喇叭管整流段3个段,各段具有不 同的几何特征和作用;所述簸箕形进水流道的各几何参数用相对值表示(以水泵叶轮直径 D为基准值,D的单位为m,下同),簸箕形进水流道进口至水泵泵轴中心线的水平距离L为 3. 0D、流道进口宽度&为2. 57D、水泵叶轮中心线至流道底板的距离HWS1. 61D;
[0005] 所述直线进口段位于所述簸箕形进水流道的前端,直线进口段中部设置整流隔 板,直线进口段的作用是引导水流从泵站前池进入流道;直线进口段的特征是流道上边线 为圆弧,下边线和平面边线为直线,断面形状为矩形;直线进口段的长度为1.99D、进口 断面的宽度&和高度Hi分别为2. 57D和1. 45D、上边线圆弧半径R= 3. 2D;直线进口段 中部所设的整流隔板形状与直线进口段纵向对称平面的形状一致,整流隔板的厚度Bgb为 (0. 05D+0. 075)m,整流隔板前部形状为半圆形,半圆形半径Rgt为0. 5Bgb;
[0006] 所述簸箕形转向段位于直线进口段之后,簸箕形转向段中部设置防涡隔板,簸箕 形转向段的作用是引导水流有序地作90°转向,所述防涡隔板的作用是消除可能发生的附 底涡;簸箕形转向段的特征是立面方向的上边线为直线、下边线为簸箕形线,平面方向的边 线为直线与半圆形的连接线;簸箕形转向段的长度1^.为1.98D、进口断面的宽度1和高度 H2分别为2. 57D和0. 77D,所述平面方向边线的直线长度Lbz为0. 69D、半圆形的半径Rbj为 1. 28D、圆心位于距簸箕形转向段进口断面0. 69D的纵向中心线上;提供所述簸箕形线的数 据见表1,该表中的数据包括各点编号及坐标的相对值;簸箕形转向段中部所设防涡隔板 的形状与簸箕形转向段纵向对称平面的形状一致,防涡隔板厚度Bgb为(0. 0OT+0. 075)m;所 述防涡隔板的上部形状为半圆形,半圆形半径Rgt为〇. 5Bgb;
[0007] 表1簸箕形转向段簸箕形线各点编号及坐标的相对值
[0008]
Figure CN104895145AD00061
[0009] 所述喇叭管整流段位于簸箕形转向段的上方,喇叭管整流段的作用是对流出簸箕 形转向段的水流作最后的调整,以保证水流均匀地进入叶轮室;喇叭管整流段的高度Hlb为 0. 68D、进口断面直径Dbl和出口断面直径Db2分别为1. 41D和0. 95D,喇叭管母线的线型为 1/4椭圆,椭圆的长轴半径Rt。和短轴半径Rtd分别为0. 68D和0. 23D。
[0010] 本发明的第二个目的是通过以下技术方案实现的,一种水力性能优异的簸箕形进 水流道的应用方法,包括以下步骤:
[0011] 1. 一种水力性能优异的簸箕形进水流道,其沿水流方向设有直线进口段、簸箕形 转向段和喇叭管整流段3个段,各段具有不同的几何特征和作用;所述簸箕形进水流道的 各几何参数用相对值表示(以水泵叶轮直径D为基准值,D的单位为m,下同),簸箕形进水 流道进口至水泵泵轴中心线的水平距离L为3. 0D、流道进口宽度氏为2. 57D、水泵叶轮中 心线至流道底板的距离扎为1. 61D;
[0012] 所述直线进口段位于所述簸箕形进水流道的前端,直线进口段中部设置整流隔 板,直线进口段的作用是引导水流从泵站前池进入流道;直线进口段的特征是流道上边线 为圆弧,下边线和平面边线为直线,断面形状为矩形;直线进口段的长度为1.99D、进口 断面的宽度&和高度Hi分别为2. 57D和1. 45D、上边线圆弧半径R= 3. 2D;直线进口段 中部所设的整流隔板形状与直线进口段纵向对称平面的形状一致,整流隔板的厚度Bgb为 (0. 05D+0. 075)m,整流隔板前部形状为半圆形,半圆形半径Rgt为0. 5Bgb;
[0013] 所述簸箕形转向段位于直线进口段之后,簸箕形转向段中部设置防涡隔板,簸箕 形转向段的作用是引导水流有序地作90°转向,所述防涡隔板的作用是消除可能发生的 附底涡;簸箕形转向段的特征是立面方向的上边线为直线、下边线为簸箕形线,平面方向的 边线为直线与半圆形的连接线;簸箕形转向段的长度1^为1.98D、进口断面的宽度1和 高度H2分别为2. 57D和0. 77D,所述平面方向边线的直线长度Lbz为0. 69D、半圆形的半 径Rbj为1. 28D、圆心位于距簸箕形转向段进口断面0. 69D的纵向中心线上;提供所述簸箕 形线的数据见表2,数据表中的数据包括各点编号及坐标的相对值;所述簸箕形转向段中 部所设防涡隔板的形状与簸箕形转向段纵向对称平面的形状一致,防涡隔板的厚度Bgb为 (0. 0OT+0. 075)m;所述防涡隔板的上部形状为半圆形,半圆形半径Rgt为0. 5Bgb;
[0014] 表2簸箕形转向段簸箕形线各点编号及坐标的相对值
[0015]
Figure CN104895145AD00071
[0016] 所述喇叭管整流段位于簸箕形转向段的上方,喇叭管整流段的作用是对流出簸箕 形转向段的水流作最后的调整,以保证水流均匀地进入叶轮室;喇叭管整流段的高度Hlb为 0. 68D、进口断面直径Dbl和出口断面直径Db2分别为1. 41D和0. 95D,喇叭管母线线型为1/4 椭圆,椭圆的长轴半径Rt。和短轴半径Rtd分别为〇. 68D和0. 23D;
[0017] 2.利用步骤1确定的直线进口段、簸箕形转向段和喇叭管整流段几何参数相对 值,根据拟应用本发明的泵站的水泵叶轮直径D计算该泵站簸箕形进水流道实际所需尺 寸;
[0018] 3.本发明的中小型立式泵站簸箕形进水流道由所述直线进口段、簸箕形转向段和 喇叭管整流段组成,在直线进口段的中部设置整流隔板、在簸箕形转向段的中部设置防涡 隔板;所述直线进口段、簸箕形转向段、喇叭管整流段和直线进口段的整流隔板、簸箕形转 向段的防涡隔板均为独立的钢筋混凝土预制部件,在工厂完成制作,其中,直线进口段和簸 箕形转向段分别沿纵向中心线分为左右对称的两个部件;
[0019] 4.在所述直线进口段左右对称两个部件的上盖板连接处设置"T"形断面槽,在下 盖板连接处设置矩形断面槽;所述整流隔板预制部件的顶部制成"T"形、底部制成矩形,分 别与所述直线进口段左右对称两个部件的上盖板设置的"T"形断面槽、下盖板设置的矩形 断面槽相配;在所述直线进口段的出口设置与所述簸箕形转向段进口对接的止口;
[0020] 5.在所述簸箕形转向段左右对称两个部件的上盖板连接处设置"T"形断面槽,在 下盖板连接处设置矩形断面槽;所述防涡隔板预制部件的顶部制成"T"形、底部制成矩形, 分别与所述簸箕形转向段左右对称两个部件的上盖板设置的"T"形断面槽、下盖板设置的 矩形断面槽相配;在簸箕形转向段的进口设置与所述直线进口段出口对接的止口,在簸箕 形转向段的出口设置与所述喇叭管整流段进口对接的止口;在簸箕形转向段的进口和出口 分别留有密封圈槽;
[0021] 6.在所述喇叭管整流段预制部件的进口设置与所述簸箕形转向段出口对接的止 口,并将喇叭管整流段预制部件上与密封圈槽对应位置的止口边角制成内凹的圆弧形;
[0022] 7.在所述泵站的基坑开挖满足要求后,按以下步骤装配簸箕形进水流道的所述各 预制部件;
[0023] (1)在准备安装所述簸箕形进水流道处铺垫适当厚度的素混凝土垫层;
[0024] (2)将所述簸箕形转向段左侧预制部件按所述泵站所要求的位置放置在素混凝土 垫层上,在簸箕形转向段左侧预制部件上盖板"T"形槽的肩部和下盖板矩形槽内放入适量 水泥砂浆;
[0025] (3)将所述防涡隔板预制部件放入所述簸箕形转向段左侧预制部件的上盖板"T" 形槽和下盖板矩形槽内,并将防涡隔板预制部件压紧使多余的水泥砂浆挤出;
[0026] (4)在所述簸箕形转向段右侧预制部件的上盖板"T"形槽肩部和下盖板矩形槽内 放入适量水泥砂浆,将簸箕形转向段右侧预制部件与所述左侧预制部件拼接放置,使簸箕 形转向段右侧预制部件与所述防涡隔板预制部件压紧并将多余的水泥砂浆挤出;
[0027] (5)对所述防涡隔板预制部件顶部和底部挤出的砂浆进行抹平处理;
[0028] (6)适当调整所述素混凝土垫层的厚度和平整度,使拼接完成的簸箕形转向段满 足其安装高程和水平度的要求;
[0029] (7)在所述簸箕形转向段预制部件进口的密封圈槽放入"0"形断面的橡胶圈;
[0030] (8)将所述直线进口段左侧预制部件放置在素混凝土垫层上,使直线进口段左侧 预制部件出口的止口与所述簸箕形转向段部件进口的止口对接并将所述橡胶圈压紧,并用 水泥砂浆填缝;
[0031] (9)在所述直线进口段左侧预制部件的上盖板"T"形槽肩部和下盖板矩形槽内放 入适量水泥砂浆;
[0032] (10)将所述整流隔板预制部件放入直线进口段左侧预制部件的上盖板"T"形槽 和下盖板矩形槽内,并将整流隔板预制部件压紧使多余的水泥砂浆挤出;
[0033] (11)在所述直线进口段右侧预制部件的上盖板"T"形槽肩部和下盖板矩形槽内 放入适量水泥砂浆,将直线进口段右侧预制部件放置在素混凝土垫层上,与所述直线进口 段左侧部件对接放置,同时使直线进口段右侧预制部件出口的止口与所述簸箕形转向段部 件进口的止口对接并将所述橡胶圈压紧,再用水泥砂浆填缝;
[0034] (12)对所述整流隔板预制部件顶部和底部挤出的水泥砂浆进行抹平处理;
[0035] (13)在所述簸箕形转向段部件出口的密封圈槽放入"0"形断面的橡胶圈;
[0036] (14)将所述喇叭管整流段部件进口的止口与簸箕形转向段部件出口的止口对接, 使喇叭管整流段部件的进口边与簸箕形转向段部件出口的橡胶圈压紧,并用水泥砂浆填 缝;
[0037] 8.在装配完成的簸箕形进水流道四周填土。
[0038] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0039] 第一,本发明提供的簸箕形进水流道沿水流方向设有直线进口段、簸箕形转向段 和喇叭管整流段3个段,在直线进口段中部设置整流隔板,在簸箕形转向段中部设置防涡 隔板;所述直线进口段用于引导泵站前池来流;所述簸箕形转向段用于使水流作90°转 向;所述防涡隔板用于消除在水流转向过程中可能发生的附底涡;所述喇叭管整流段用于 进一步调整从簸箕形转向段流入的水流,使其均匀、顺直地流向水泵叶轮室进口;应用本 发明得到的簸箕形进水流道水力性能优异,其主要水力性能指标为:流速分布均匀度Vu> 96. 5%,水流入泵平均角度g>88。,设计流量时的水头损失Ah< 0. 15m;
[0040] 第二,本发明提供的簸箕形进水流道适应性强,流道所有尺寸均用相对值(以水 泵叶轮直径D为基准值)表示,对于一般中小型立式泵站,将这些相对值乘以拟应用本发明 的泵站的水泵叶轮直径D即可得到所需的流道尺寸,无需进行复杂的基于CFD的优化水力 设计研宄,便于工程技术人员采用;
[0041] 第三,本发明提供的簸箕形进水流道的直线进口段、簸箕形转向段、喇叭管整流段 和直线进口段的整流隔板、簸箕形转向段的防涡隔板均为独立的钢筋混凝土预制部件,各 部件在工厂制作,运送至泵站工地后进行现场装配,应用方法简便,在保证中小型泵站进水 流道施工质量的前提下,大大降低了对施工技术的要求。
附图说明
[0042] 图1是本发明的簸箕形进水流道纵向单线图;
[0043] 图2是本发明的簸箕形进水流道平面单线图;
[0044] 图3是本发明的簸箕形线各点的位置图;
[0045] 图4al是本发明的直线进口段左侧预制部件平面投影示意图;
[0046] 图4a2是本发明的直线进口段右侧预制部件平面投影示意图;
[0047] 图4b是本发明的直线进口段预制部件A-A剖面示意图;
[0048] 图4c1是本发明的直线进口段左侧预制部件B-B剖面示意图;
[0049] 图4c2是本发明的直线进口段右侧预制部件B-B剖面示意图;
[0050] 图5a是本发明的直线进口段整流隔板预制部件立面示意图;
[0051] 图5b是本发明的直线进口段整流隔板预制部件平面投影示意图;
[0052] 图5c是本发明的直线进口段整流隔板预制部件C-C剖面示意图;
[0053] 图6al是本发明的簸箕形转向段左侧预制部件平面投影示意图;
[0054] 图6a2是本发明的簸箕形转向段右侧预制部件平面投影示意图;
[0055] 图6b是本发明的簸箕形转向段预制部件D-D剖面示意图;
[0056] 图6c1是本发明的簸箕形转向段左侧预制部件E-E剖面示意图;
[0057] 图6c2是本发明的簸箕形转向段右侧预制部件E-E剖面示意图;
[0058] 图7a是本发明的簸箕形转向段防涡隔板预制部件立面示意图;
[0059] 图7b是本发明的簸箕形转向段防涡隔板预制部件平面投影示意图;
[0060] 图7c是本发明的簸箕形转向段防涡隔板预制部件F-F剖面示意图;
[0061] 图7d是本发明的簸箕形转向段防涡隔板预制部件G-G剖面示意图;
[0062] 图7e是本发明的簸箕形转向段防涡隔板预制部件H-H剖面示意图;
[0063] 图8是本发明的喇叭管整流段预制部件纵剖面示意图;
[0064] 图中:1直线进口段,2簸箕形转向段,3喇叭管整流段,4整流隔板,5防涡隔板,6 上边线,7下边线,8平面边线,9喇叭管母线,10直线进口段左侧预制部件,11直线进口段右 侧预制部件,12整流隔板预制部件,13 "T"形断面槽,14矩形断面槽,15止口,16簸箕形转 向段左侧预制部件,17簸箕形转向段右侧预制部件,18防涡隔板预制部件,19喇叭管整流 段预制部件,20密封圈槽,21橡胶圈,22喇叭管整流段止口边角内凹的圆弧形。
具体实施方式
[0065] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0066] 实施例
[0067] 某中型立式低扬程泵站,该站采用簸箕形进水流道,水泵叶轮直径D= 1. 2m。
[0068] 1.本发明提供的水力性能优异的簸箕形进水流道,如图1和图2所示;
[0069] (1)所述簸箕形进水流道沿水流方向设有直线进口段1、簸箕形转向段2和喇叭管 整流段3,直线进口段1的中部设置整流隔板4,簸箕形转向段2的中部设置防涡隔板5,各 段具有不同的几何特征和作用;
[0070] (2)所述直线进口段1位于所述簸箕形进水流道的前端,直线进口段1的中部设置 整流隔板4,直线进口段1的作用是引导水流从泵站前池进入流道;直线进口段1的特征是 流道上边线6为圆弧,下边线7和平面边线8为直线,断面形状为矩形;
[0071] (3)所述簸箕形转向段2位于直线进口段1之后,簸箕形转向段2的中部设置防涡 隔板5,簸箕形转向段2的作用是引导水流有序地作90°转向,所述防涡隔板5的作用是消 除可能发生的附底涡;簸箕形转向段2的特征是立面方向的上边线6为直线、下边线7为簸 箕形线,平面方向的边线8为直线与半圆形的连接线;
[0072] (4)所述喇叭管整流段3位于簸箕形转向段2的上方,喇叭管整流段3的作用是对 流出簸箕形转向段2的水流作最后的调整,以保证水流均匀地进入叶轮室。
[0073] 2.将本发明提供的簸箕形进水流道的各几何参数相对值乘以1. 2m,得到所述泵 站簸箕形进水流道的实际几何尺寸;
[0074] (1)所述泵站簸箕形进水流道进口至水泵泵轴中心线的水平距离L为3. 60m、流道 进口宽度&为3. 08m、水泵叶轮中心线至流道底板的距离1为1. 93m;
[0075] (2)直线进口段1的长度Ljk为2. 39m、进口断面的宽度、和高度L分别为3. 08m 和1. 74m、上边线6的圆弧半径R为3. 84m;直线进口段1中部所设的整流隔板4的形状与 直线进口段1的纵向对称平面的形状一致,整流隔板4的厚度Bgb为0. 135m,整流隔板4的 前部形状为半圆形,半圆形半径Rgt为0. 0675m;
[0076] (3)簸箕形转向段2的长度Lbj为2. 38m、进口断面的宽度1和高度H2分别为3. 08m 和0. 92m,所述平面方向边线8的直线长度1^为0. 828m、半圆形的半径Rbj为1. 54m、圆心 位于距簸箕形转向段2进口断面0. 828m的纵向中心线上;所述簸箕形线各点编号及位置如 图3所示,各点编号及坐标值列于表3,表中单位为m;簸箕形转向段2中部所设防涡隔板5 的形状与簸箕形转向段2的纵向对称平面的形状一致,防涡隔板5的厚度Bgb为0. 135m;所 述防祸隔板5的上部形状为半圆形,半圆形半径Rgt为0. 0675m;
[0077] 表3本实施例簸箕形转向段簸箕形线各点编号及坐标值
[0078]
Figure CN104895145AD00101
[0079] (4)喇叭管整流段3的高度Hlb为0• 82m、进口断面直径Dbl和出口断面直径Db2分 别为1. 69m和1. 14m,喇叭管母线9的线型为1/4椭圆,椭圆的长轴半径Rt。和短轴半径Rtd 分别为〇. 82m和0. 28m。
[0080] 3.将本发明所提供的簸箕形进水流道方法应用于所述泵站包括以下步骤:
[0081] (1)将本发明提供的簸箕形进水流道的各几何参数相对值乘以1. 2m,得到所述泵 站簸箕形进水流道的实际几何尺寸;
[0082] ①该站簸箕形进水流道进口至水泵泵轴中心线的水平距离L为3. 60m、流道进口 宽度&为3. 08m、水泵叶轮中心线至流道底板的距离H¥为1. 93m;
[0083] ②直线进口段1的长度Ljk为2. 39m、进口断面的宽度1和高度I分别为3. 08m 和1. 74m、上边线6的圆弧半径R为3. 84m;直线进口段1中部所设的整流隔板4的形状与 直线进口段1的纵向对称平面的形状一致,整流隔板4的厚度Bgb为0. 135m,整流隔板4前 部形状为半圆形,半圆形半径Rgt为0. 0675m;
[0084] ③簸箕形转向段2的长度Lbj为2. 38m、进口断面的宽度1和高度H2分别为3. 08m 和0. 92m,所述平面方向边线8的直线长度1^为0. 828m、半圆形的半径Rbj为1. 54m、圆心 位于距簸箕形转向段2进口断面0. 828m的纵向中心线上;所述簸箕形线各点编号及位置如 图3所示,各点编号及坐标值见表4,表中单位为m;簸箕形转向段2中部所设防涡隔板5的 形状与簸箕形转向段2的纵向对称平面的形状一致,防涡隔板5的厚度Bgb为0. 135m;所述 防祸隔板5的上部形状为半圆形,半圆形半径Rgt为0. 0675m;
[0085] 表4本实施例簸箕形转向段簸箕形线各点编号及坐标值
[0086]
Figure CN104895145AD00111
[0088] ④喇叭管整流段3的高度Hlb为0. 82m、进口断面直径Dbl和出口断面直径Db2分别 为1. 69m和1. 14m,喇机管母线9的线型为1/4椭圆,椭圆的长轴半径Rt。和短轴半径Rtd分 别为 0. 82m和 0. 28m。
[0089] (2)所述直线进口段1、簸箕形转向段2、喇叭管整流段3、整流隔板4和防涡隔板 5等均采用钢筋混凝土预制部件,在工厂完成制作;所述直线进口段1沿纵向中心线分为左 右对称的左侧预制部件10和右侧预制部件11,如图4al、图4a2、图4b、图4cl和图4c2所 示;所述簸箕形转向段2沿纵向中心线分为左右对称的左侧预制部件16和右侧预制部件 17,如图6al、图6a2、图6b、图6cl和图6c2所示;所述喇叭管整流段预制部件19如图8所 示;所述整流隔板预制部件12如图5a、图5b和图5c所示;所述防涡隔板预制部件18如图 7a、图7b、图7c、图7d和图7e所示;
[0090] (3)在所述直线进口段左侧预制部件10和右侧预制部件11两个部件的上盖板连 接处设置"T"形断面槽13、下盖板连接处设置矩形断面槽14,如图4cl和图4c2所示;所述 整流隔板预制部件12的顶部制成"T"形、底部制成矩形,分别与所述直线进口段1预制部 件上盖板设置的"T"形断面槽13、下盖板设置的矩形断面槽14相配,如图5a、图5b和图5c 所示;在所述直线进口段1预制部件的出口设置与所述簸箕形转向段2预制部件进口对接 的止口 15,如图4al、图4a2和图4b所示;
[0091] (4)在所述簸箕形转向段左侧预制部件16和右侧预制部件17两个部件的上盖板 连接处设置"T"形断面槽13、下盖板连接处设置矩形断面槽14,如图6cl和图6c2所示;所 述防涡隔板预制部件18的顶部形状分为3段,如图7a和图7b所示;防涡隔板预制部件18 位于喇叭管整流段预制部件19左侧一段的顶部制成"T"形、底部制成矩形,如图7c所示; 防涡隔板预制部件18位于喇叭管整流段预制部件19下方一段的顶部制成半圆形、底部制 成矩形,如图7d所示;防涡隔板预制部件18位于喇叭管整流段预制部件19右侧一段的顶 部制成"T"形、底部制成矩形,如图7e所示;防涡隔板预制部件18顶部的"T"形和底部的 矩形分别与所述簸箕形转向段2预制部件上盖板设置的"T"形断面槽13和下盖板设置的 矩形断面槽14的形状相配;在簸箕形转向段2预制部件的进口设置与所述直线进口段1预 制部件出口对接的止口 15,如图6al、6a2和图6b所示;在簸箕形转向段2预制部件的出口 设置与所述喇叭管整流段预制部件19进口对接的止口 15 ;在簸箕形转向段2预制部件的 进口和出口分别留有密封圈槽20 ;
[0092] (5)在所述喇叭管整流段预制部件19的进口设置与所述簸箕形转向段2预制部件 出口对接的止口 15,并将喇叭管整流段预制部件19上与密封圈槽20对应位置的止口边角 制成内凹的圆弧形22,如图8所示;
[0093] (6)在所述泵站的基坑开挖满足要求后,按以下步骤装配簸箕形进水流道的所述 各预制部件;
[0094] ①在准备安装所述簸箕形进水流道处铺垫适当厚度的素混凝土垫层;
[0095] ②将所述簸箕形转向段左侧预制部件16按所述泵站所要求的位置放置在素混凝 土垫层上,在簸箕形转向段左侧预制部件16的上盖板"T"形断面槽13的肩部和下盖板矩 形断面槽14内放入适量水泥砂浆;
[0096]③将所述防涡隔板预制部件18放入所述簸箕形转向段左侧预制部件16的上盖板 "T"形断面槽13和下盖板矩形断面槽14内,并将防涡隔板预制部件18压紧使多余的水泥 砂浆挤出;
[0097] ④在所述簸箕形转向段右侧预制部件17的上盖板"T"形断面槽13的肩部和下盖 板矩形断面槽14内放入适量水泥砂浆,将簸箕形转向段右侧预制部件17与所述簸箕形转 向段左侧预制部件16拼接放置,使簸箕形转向段右侧预制部件17与所述防涡隔板预制部 件18压紧并将多余的水泥砂浆挤出;
[0098] ⑤对所述防涡隔板预制部件18的顶部和底部挤出的砂浆进行抹平处理;
[0099] ⑥适当调整所述素混凝土垫层的厚度和平整度,使拼接完成的簸箕形转向段2预 制部件满足其安装高程和水平度的要求;
[0100] ⑦在所述簸箕形转向段2预制部件进口的密封圈槽20内放入"0"形断面的橡胶 圈21 ;
[0101] ⑧将所述直线进口段左侧预制部件10放置在素混凝土垫层上,使直线进口段左 侧预制部件10出口的止口 15与所述簸箕形转向段左侧预制部件16进口的止口 15对接并 将所述橡胶圈21压紧,并用水泥砂浆填缝;
[0102] ⑨在所述直线进口段左侧预制部件10的上盖板"T"形断面槽13的肩部和下盖板 矩形断面槽14内放入适量水泥砂浆;
[0103] ⑩将所述整流隔板预制部件12放入直线进口段左侧预制部件10的上盖板"T"形 断面槽13和下盖板矩形断面槽14内,并将整流隔板预制部件12压紧使多余的水泥砂浆挤 出;
[0104] ⑪在所述直线进口段右侧预制部件11的上盖板"T"形断面槽13的肩部和下盖板 矩形断面槽14内放入适量水泥砂浆,将直线进口段右侧预制部件11放置在素混凝土垫层 上,与所述直线进口段左侧部件10对接放置,同时使直线进口段右侧预制部件11出口的止 口 15与所述簸箕形转向段右侧部件17进口的止口 15对接并将所述橡胶圈21压紧,再用 水泥砂浆填缝;
[0105] ⑫对所述整流隔板预制部件12的顶部和底部挤出的水泥砂浆进行抹平处理;
[0106] ⑬在所述簸箕形转向段2预制部件出口的密封圈槽20内放入"0"形断面的橡胶 圈21 ;
[0107] ⑭将所述喇叭管整流段预制部件19进口的止口 15与簸箕形转向段2预制部件出 口的止口 15对接,使喇叭管整流段预制部件19的进口边与簸箕形转向段2预制部件出口 的橡胶圈21压紧,并用水泥砂浆填缝;
[0108] (7)在装配完成的簸箕形进水流道四周填土。

Claims (4)

1. 一种簸箕形进水流道,其特征是,所述簸箕形进水流道沿水流方向依次设有直线进 口段、簸箕形转向段和喇叭管整流段,直线进口段中部设置整流隔板,簸箕形转向段中部设 置防涡隔板,各段具有不同的几何特征和作用; 所述簸箕形进水流道的各几何参数用相对值表示,以水泵叶轮直径D为基准值,D的单 位为m ;簸箕形进水流道进口至水泵泵轴中心线的水平距离L为3. 0D、流道进口宽度氏为 2. 57D、水泵叶轮中心线至流道底板的距离扎为I. 61D ; 所述直线进口段位于所述簸箕形进水流道的前端,直线进口段的作用是引导水流从泵 站前池进入流道;直线进口段的特征是流道上边线为圆弧,下边线和平面边线为直线,断面 形状为矩形;直线进口段的长度1^为I. 99D、进口断面的宽度B i和高度H i分别为2. 57D和 I. 45D、上边线圆弧半径R = 3. 2D ;直线进口段中部所设的整流隔板形状与直线进口段纵 向对称平面的形状一致,整流隔板的厚度Bgb为(0. 05D+0. 075)m,整流隔板前部形状为半圆 形,半圆形半径Rgt为〇. 5B gb; 所述簸箕形转向段位于直线进口段之后,簸箕形转向段的作用是引导水流有序地作 90°转向,所述防涡隔板的作用是消除可能发生的附底涡;簸箕形转向段的特征是立面方 向的上边线为直线、下边线为簸箕形线,平面方向的边线为直线与半圆形的连接线;簸箕形 转向段的长度1^_为I. 98D、进口断面的宽度B2和高度H2分别为2. 57D和0. 77D,所述平面 方向边线的直线长度Lbz为〇. 69D、半圆形的半径Rbj为I. 28D、圆心位于距簸箕形转向段进 口断面0. 69D的纵向中心线上;提供所述簸箕形线各点编号及坐标的相对值;所述簸箕形 转向段中部所设防涡隔板的形状与簸箕形转向段纵向对称平面的形状一致,防涡隔板厚度 Bgb为(0. 0OT+0. 075)m ;所述防涡隔板的上部形状为半圆形,半圆形半径Rgt为0. 5B gb; 所述喇叭管整流段位于簸箕形转向段的上方,喇叭管整流段的作用是对流出簸箕形 转向段的水流作最后的调整,以保证水流均匀地进入叶轮室;喇叭管整流段的高度Hlb为 0. 68D、进口断面直径Dbl和出口断面直径D b2分别为I. 41D和0. 95D,喇叭管母线的线型为 1/4椭圆,椭圆的长轴半径Rte和短轴半径R td分别为0. 68D和0. 23D。
2. 根据权利要求1所述的一种簸箕形进水流道,其特征是,所述簸箕形线各点的编号 及坐标相对值列于表1 ; 表1簸箕形转向段簸箕形线各点编号及坐标的相对值
Figure CN104895145AC00021
O
3. -种簸箕形进水流道应用方法,其特征是,包括以下步骤: (1)所述簸箕形进水流道沿水流方向设有直线进口段、簸箕形转向段和喇叭管整流段 3个段,直线进口段中部设置整流隔板,簸箕形转向段中部设置防涡隔板,各段具有不同的 几何特征和作用; 所述簸箕形进水流道的各几何参数用相对值表示,以水泵叶轮直径D为基准值,D的单 位为m ;簸箕形进水流道进口至水泵泵轴中心线的水平距离L为3. 0D、流道进口宽度氏为 2. 57D、水泵叶轮中心线至流道底板的距离扎为I. 61D ; 所述直线进口段位于所述簸箕形进水流道的前端,直线进口段的作用是引导水流从泵 站前池进入流道;直线进口段的特征是流道上边线为圆弧,下边线和平面边线为直线,断面 形状为矩形;直线进口段的长度1^为I. 99D、进口断面的宽度B i和高度H i分别为2. 57D和 I. 45D、上边线圆弧半径R = 3. 2D ;直线进口段中部所设的整流隔板形状与直线进口段纵 向对称平面的形状一致,整流隔板的厚度Bgb为(0. 05D+0. 075)m,整流隔板前部形状为半圆 形,半圆形半径Rgt为〇. 5B gb; 所述簸箕形转向段位于直线进口段之后,簸箕形转向段的作用是引导水流有序地作 90°转向,所述防涡隔板的作用是消除可能发生的附底涡;簸箕形转向段的特征是立面方 向的上边线为直线、下边线为簸箕形线,平面方向的边线为直线与半圆形的连接线;簸箕形 转向段的长度1^_为I. 98D、进口断面的宽度B2和高度H2分别为2. 57D和0. 77D,所述平面 方向边线的直线长度Lbz为〇. 69D、半圆形的半径Rbj为I. 28D、圆心位于距簸箕形转向段进 口断面0. 69D的纵向中心线上;提供所述簸箕形线的数据表,数据表中的数据包括各点编 号及各点坐标;簸箕形转向段中部所设防涡隔板的形状与簸箕形转向段纵向对称平面的形 状一致,防涡隔板厚度Bgb为(0. 0OT+0. 075)m ;所述防涡隔板的上部形状为半圆形,半圆形 半径 Rgt为 〇. 5B gb; 所述喇叭管整流段位于簸箕形转向段的上方,喇叭管整流段作用是对流出簸箕形转向 段的水流作最后的调整,以保证水流均匀地进入叶轮室;喇叭管整流段的高度Hlb为0. 68D、 进口断面直径Dbl和出口断面直径Db2分别为1.41D和0.95D,喇叭管母线的线型为1/4椭 圆,椭圆的长轴半径Rt。和短轴半径R td分别为〇. 68D和0. 23D。 (2) 利用步骤(1)确定的直线进口段、簸箕形转向段和喇叭管整流段几何参数相对值, 根据拟应用本发明的泵站的水泵叶轮直径D计算该泵站簸箕形进水流道实际所需尺寸; (3) 所述直线进口段、簸箕形转向段、喇叭管整流段和直线进口段的整流隔板、簸箕形 转向段的防涡隔板均为独立的钢筋混凝土预制部件,其中,直线进口段和簸箕形转向段分 别沿纵向中心线分为左右对称的两个部件; (4) 在所述直线进口段左右对称两个部件的上盖板连接处设置"T"形断面槽,在下盖 板连接处设置矩形断面槽;所述整流隔板预制部件的顶部制成"T"形、底部制成矩形,分别 与所述直线进口段左右对称两个部件的上盖板设置的"T"形断面槽、下盖板设置的矩形断 面槽相配;在所述直线进口段的出口设置与所述簸箕形转向段进口对接的止口; (5) 在所述簸箕形转向段左右对称两个部件的上盖板连接处设置"T"形断面槽,在下 盖板连接处设置矩形断面槽;所述防涡隔板预制部件的顶部制成"T"形、底部制成矩形,分 别与所述簸箕形转向段左右对称两个部件的上盖板设置的"T"形断面槽、下盖板设置的矩 形断面槽相配;在簸箕形转向段的进口设置与所述直线进口段出口对接的止口,在簸箕形 转向段的出口设置与所述喇叭管整流段进口对接的止口;在簸箕形转向段的进口和出口分 别留有密封圈槽; (6) 在所述喇叭管整流段预制部件的进口设置与所述簸箕形转向段出口对接的止口; (7) 在所述泵站的基坑开挖满足要求后,按以下步骤装配簸箕形进水流道的所述各预 制部件; ①在准备安装所述簸箕形进水流道处铺垫适当厚度的素混凝土垫层; ② 将所述簸箕形转向段左侧预制部件按所述泵站所要求的位置放置在素混凝土垫层 上,在簸箕形转向段左侧预制部件的上盖板"T"形槽的肩部和下盖板矩形槽内放入适量水 泥砂浆; ③ 将所述防涡隔板预制部件放入所述簸箕形转向段左侧预制部件的上盖板"T"形槽和 下盖板矩形槽内,并将防涡隔板预制部件压紧使多余的水泥砂浆挤出; ④ 在所述簸箕形转向段右侧预制部件的上盖板"T"形槽肩部和下盖板矩形槽内放入适 量水泥砂浆,将簸箕形转向段右侧预制部件与所述左侧预制部件拼接放置,使簸箕形转向 段右侧预制部件与所述防涡隔板预制部件压紧并将多余的水泥砂浆挤出; ⑤ 对所述防涡隔板预制部件顶部和底部挤出的砂浆进行抹平处理; ⑥ 适当调整所述素混凝土垫层的厚度和平整度,使拼接完成的簸箕形转向段满足其安 装高程和水平度的要求; ⑦ 在所述簸箕形转向段预制部件进口的密封圈槽放入"〇"形断面的橡胶圈; ⑧ 将所述直线进口段左侧预制部件放置在素混凝土垫层上,使直线进口段左侧预制部 件出口的止口与所述簸箕形转向段部件进口的止口对接并将所述橡胶圈压紧,并用水泥砂 浆填缝; ⑨ 在所述直线进口段左侧预制部件的上盖板"T"形槽肩部和下盖板矩形槽内放入适量 水泥砂浆; ⑩ 将所述整流隔板预制部件放入直线进口段左侧预制部件的上盖板"T"形槽和下盖板 矩形槽内,并将整流隔板预制部件压紧使多余的水泥砂浆挤出; ⑪在所述直线进口段右侧预制部件的上盖板"T"形槽肩部和下盖板矩形槽内放入适 量水泥砂浆,将直线进口段右侧预制部件放置在素混凝土垫层上,与所述直线进口段左侧 部件对接放置,同时使直线进口段右侧预制部件出口的止口与所述簸箕形转向段部件进口 的止口对接并将所述橡胶圈压紧,再用水泥砂浆填缝; ⑫对所述整流隔板预制部件顶部和底部挤出的水泥砂浆进行抹平处理; ⑬在所述簸箕形转向段部件出口的密封圈槽放入"〇"形断面的橡胶圈; ⑭将所述喇叭管整流段部件进口的止口与簸箕形转向段部件出口的止口对接,使喇叭 管整流段部件的进口边与簸箕形转向段部件出口的橡胶圈压紧,并用水泥砂浆填缝; (8)在装配完成的簸箕形进水流道四周填土。
4.根据权利要求3所述的簸箕形进水流道应用方法,其特征是,步骤(6)将喇叭管整流 段预制部件上与密封圈槽对应位置的止口边角制成内凹的圆弧形。
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