CN105714728A - 闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，包括设置在渠道中的取水管，取水管通过第一闸阀与水泵相连通，水泵依次通过止回阀和第二闸阀与喷嘴相连通，喷嘴成对设置，对称布置于闸门前左右两侧渠道边壁上。本发明确保了闸门在寒冷天气下的正常工作，防冰效果较好，在寒冷冰冻期未出现闸门前水面出现冰冻而影响闸门正常工作或对水工建筑物、闸门等造成危害的情况，由于管路分层布置及射流压力、角度都是经过计算和现场的调试，使得实际效果更完善。这套系统配置简单，对水工建筑物的要求低，同时由于利用的是渠道中的水作为水源，极大节省了设备费和运行费用，提高了系统的适用性和操作性。

Description

闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统
技术领域
本发明涉及输水和发电工程技术领域，具体地指一种闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统。
背景技术
寒冷地区输水系统或水电站在冬季运行时，上层水面结冰严重影响闸门正常工作，并可能对水工建筑物、闸门等造成危害。目前闸门防冻方法主要是针对闸门槽的防冰冻设计，采用电加热融冰及热管传热破冰等方法防止闸门槽处冰冻，但对于水面结冰缺乏行之有效的方法，因此常出现闸门槽虽未冰冻、但由于闸门前水面结冰产生的冰压力使得闸门仍不能正常工作的现象。以前闸门前水面除冰和防冰通常采用人工破冰法、或将水泵直接放入渠道中、或采用压缩空气吹冰法。人工破冰法缺点是作业人员危险性大，劳动强度高；水泵直接放入渠道中一是影响水流特性，二是安装固定和维护麻烦；压缩空气吹冰法的缺点是需要设置一套压缩空气系统，配备空压机和贮气罐，造价较高，同时设备防潮有一定的要求，因此水工布置起来有一定的困难。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，研究开发出一种闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，运用于寒冷地区输水系统或水电站在冬季运行时，为防止上层水面结冰影响闸门正常工作和可能对水工建筑物、闸门等造成危害而采取的有效措施。
为实现上述目的，本发明所设计的闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，包括设置在渠道中的取水管，其特殊之处在于，所述取水管通过第一闸阀与水泵相连通，所述水泵依次通过止回阀和第二闸阀与喷嘴相连通，所述喷嘴成对设置，对称布置于闸门前左右两侧渠道边壁上。
进一步地，所述喷嘴的出口与渠道边壁之间的角度为20～50°。喷管出口斜向一定的角度朝向闸前渠道对面边壁上，喷嘴角度根据水泵扬程同时考虑水力损失和喷射距离来确定。
更进一步地，所述喷嘴的流量为10～20m3/h。喷嘴的流量根据现场的渠道水流和气候情况来确定。
更进一步地，所述喷嘴的数量为不少于四对，以适用于不同水位的防冰冻水流扰动。
更进一步地，所述水泵为立式单级离心泵，以满足喷嘴流量需求。
更进一步地，所述水泵的数量为两台，分别设置两台水泵作为机动备用，以便在某台水泵故障时能够及时投入。
更进一步地，所述每两对喷嘴之间的间距为1～2m。根据水位变动的情况确定喷嘴分层布置的高程，每层的射流喷嘴布置在可能的运行水位以下2～3m左右其扰动效果最佳。
本发明提供了一种行之有效的闸门前防水面冰冻方法，结合闸门槽的防冰冻设计，确保了闸门在寒冷天气下的正常工作。本发明从系统在调试试验以及初步运用期间情况看，系统防冰效果较好，在寒冷冰冻期未出现闸门前水面出现冰冻而影响闸门正常工作或对水工建筑物、闸门等造成危害的情况。同以往闸门前水面除冰和防冰方法相比，由原来通常的临时措施变成永久设施，便于管理和维护；由于管路分层布置及射流压力、角度都是经过计算和现场的调试，使得实际效果更完善。这套系统配置简单，对水工建筑物的要求低，同时由于利用的是渠道中的水作为水源，极大节省了设备费和运行费用，提高了系统的适用性和操作性。
附图说明
图1为本发明闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统的结构示意图。
图中：第一闸阀1，水泵2，止回阀3，喷嘴4，第二闸阀5，取水管6。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明提出的一种闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，包括设置在渠道中的取水管6，取水管6通过第一闸阀1与水泵2相连通，水泵2依次通过止回阀3和第二闸阀5与喷嘴4相连通，喷嘴4成对设置，对称布置于闸门前左右两侧渠道边壁上，喷嘴4的出口与渠道边壁之间的角度为20～50°。
本发明的具体实施方式为：
(1)泵房及设备布置
渠道旁布置泵房，泵房采用竖井式，埋于地下，开口于地面，泵房的底面高程低于渠道中的正常运行水位。每个泵房中布置一台固定干式安装水泵2。水泵2安装于泵房内的水泵基础上，采用膨胀螺栓进行水泵2固定。水泵2上方设有吊钩，供水泵2安装及检修时使用。水源取自渠道，取水管6上设置有拦污条，以防堵塞。水泵2进水管设第一闸阀1，出水管装止回阀3和第二闸阀5(如图1)，配电及控制盘布置在相应的闸门启闭机控制机房中。泵房顶上开有人孔及吊物孔。
(2)水泵2选型
水泵2扬程按照扣除管网、喷嘴4的压力损失以及喷嘴上部水深外还应有20m左右的扬程，水泵2流量按照喷嘴数不少于8个、每个喷嘴4的流量为10m3/h考虑。水泵2采用立式单级离心泵。
(3)管路及喷嘴4布置
从水泵2出水干管上引支管至闸门前左右两侧渠道边壁上，根据水位变动的情况确定各支管路及喷嘴4分层布置的高程。每层的射流喷嘴4之间的间距为1～2m，喷嘴4布置在可能的运行水位以下2～3m左右。喷嘴4的角度为20～50°，具体数值根据水泵扬程同时考虑水力损失和喷射距离来确定。喷管4出口斜向一定的角度朝向闸前渠道对面边壁上，这样当喷管4喷出的水流射到闸前渠道边壁表面上就会发生反弹，在闸门两侧间形成一个环流，从而达到扰动的效果。射流管及喷嘴4与闸门之间保持一定距离，避免射流水花飞溅到闸门面板和闸门槽上引起结冰。
本发明的工作原理为：本系统利用水泵2喷出的水流使水面在一定范围内产生扰动，以防止闸前水面结冰。系统设备布置在渠道两旁的水泵房中，为便于维护，水泵2采用干式安装。系统由水泵2、射流管、喷嘴4及附件组成，其控制方式为手动式。喷嘴4与闸门之间保持一定距离，避免射流水花飞溅到闸门面板和闸门槽上，同时，喷嘴4采用分层布置以适应渠道水位的变化。由于水泵2通常为间断工作，不考虑专门备用，整个渠道倒虹吸仅分别设置两台水泵2作为机动备用，以便在某台水泵2故障时能够及时投入。
其它未详细说明的部分均属于现有技术。

Claims (7)

1.一种闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，包括设置在渠道中的取水管(6)，其特征在于：所述取水管(6)通过第一闸阀(1)与水泵(2)相连通，所述水泵(2)依次通过止回阀(3)和第二闸阀(5)与喷嘴(4)相连通，所述喷嘴(4)成对设置，对称布置于闸门前左右两侧渠道边壁上。
2.根据权利要求1所述的闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，其特征在于：所述喷嘴(4)的出口与渠道边壁之间的角度为20～50°。
3.根据权利要求1所述的闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，其特征在于：所述喷嘴(4)的流量为10～20m3/h。
4.根据权利要求1所述的闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，其特征在于：所述喷嘴(4)的数量为不少于四对。
5.根据权利要求1所述的闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，其特征在于：所述水泵(2)为立式单级离心泵。
6.根据权利要求1所述的闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，其特征在于：所述水泵(2)的数量为两个。
7.根据权利要求4所述的闸门防冰冻固定式水泵水流扰动系统，其特征在于：所述每两对喷嘴(4)之间的间距为1～2m。
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