CN106013332A - 一种泵站进水池消涡结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泵站工程领域，具体涉及一种泵站进水池消涡结构。该泵站进水池消涡结构包括消涡板和喇叭管，所述喇叭管顶端连接有水泵进水管，底端为入水口，所述消涡板水平设置于所述喇叭管底端的下方，所述消涡板的横截面呈X型，且用于消除所述喇叭管附近的旋涡。该泵站进水池消涡结构能够有效消除喇叭管附近涡带，提高入泵水流均匀性，进而提高水泵运行效率和运行稳定性。

Description

一种泵站进水池消涡结构

技术领域

本发明涉及泵站工程领域，尤其涉及一种泵站进水池消涡结构。

背景技术

泵站进水池喇叭管直接与水泵进水管连接，对水泵进口流态影响非常大。喇叭管附近往往存在吸入涡、附底涡带和侧壁涡带，这些是影响入泵水流流态的重要因素，也是影响水泵效率和稳定运行的重要因素。为了改善喇叭管附近的流态，国内外学者在喇叭管下方加设了导流锥(锥台)或条形消涡板。导流锥由于占据了喇叭管下方的一定空间，导致进水断面变小，存在水泵吸入流量不够的风险，也会在消除原有漩涡的同时导致其他位置漩涡的产生；而条形消涡板往往只能消除某一个方位的漩涡，难以彻底消除喇叭管附近的漩涡。

有鉴于上述的缺陷，本发明人积极加以研究创新，以期创设一种新型的泵站进水池消涡结构，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种泵站进水池消涡结构，该泵站进水池消涡结构能够有效消除喇叭管附近的涡带，提高入泵水流均匀性，进而提高水泵运行效率和运行稳定性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种泵站进水池消涡结构，其包括消涡板和喇叭管，所述喇叭管顶端连接有水泵进水管，底端为入水口，所述消涡板水平设置于所述喇叭管底端的下方，所述消涡板的横截面呈X型，且用于消除所述喇叭管周围的旋涡。

优选的，所述消涡板包括四块大小相同的直角梯形板，各块所述直角梯形板的直角腰彼此连接，各块所述直角梯形板的下底均位于同一平面，且均与所述喇叭管的底面平行，各块直角梯形板的锐角均做倒角处理，各块所述直角梯形板的斜腰的延长线均相交于所述喇叭管底面圆的圆心。

优选的，各块所述直角梯形板的下底长度D₂大于所述喇叭管底面半径R₀。

优选的，各块所述直角梯形板的下底长度D₂和所述喇叭管底面半径R₀满足以下公式：

D₂＝KR₀，

其中，K为比例系数，取值为1.05-1.25。

优选的，各块所述直角梯形板的上底长度D₁、直角腰长度H和倒角边长C满足以下公式：

H＝0.568hc+4.566，

C＝0.095hc，

$D_1=\frac{hc-H}{hc-C}\·D_2,$

其中，hc为进水池悬空高，hc和D₂的单位均为mm。

优选的，所述倒角α满足以下公式：

$\mathrm{\α}=arctan\frac{(hc-C)}{D_2}.$

优选的，任意相邻三块所述直角梯形板所构成的两个夹角分别记为β₁和β₂，所述β₁和β₂分别满足以下公式：

β₁+β₂＝180°，

其中，R_h为所述喇叭管顶面半径。

优选的，所述喇叭管底端的下方设置有支架，所述消涡板固定于所述支架上。

优选的，所述消涡板的材质为钢。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

1、本发明的泵站进水池消涡结构，其消涡板呈X型，设置于喇叭管下方，不但不会导致进水断面变小，而且能够有效消除喇叭管附近的涡带，提高入泵水流均匀性，进而提高水泵运行效率和运行稳定性。

2、本发明的消涡板通过四块大小相同的直角梯形板的直角腰彼此连接而成，结构简单；各块所述直角梯形板的下底长度D₂大于所述喇叭管底面半径R₀，各块所述直角梯形板的斜腰的延长线均相交于所述喇叭管底面圆的圆心，以上两点保证了水流能沿着X型消涡板两侧的边线平顺地流向喇叭管入水口，而不会在消涡板和喇叭管之间因水流相交而导致水流再度发生紊乱。

3、本发明的各项参数R₀、D₁、D₂、R_h、H、hc、α、C、β₁和β₂等均经过优化设置，保证了该消涡板能更有效的消除喇叭管附件的各种涡带，进而使入泵水流的均匀性更好。

附图说明

图1为本发明实施例所述泵站进水池消涡结构的纵切面图；

图2为本发明实施例所述泵站进水池消涡结构的仰视图；

图3为本发明实施例所述X型消涡板的结构示意图；

图4为本发明实施例所述直角梯形板的结构示意图。

其中，1、消涡板；2、喇叭管；3、水泵进水管；4、直角梯形板；5、下底；6、斜腰；7、上底；8、直角腰。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；除非另有说明，喇叭管的顶面和底面均为圆形。术语“上”、“下”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是焊接，也可以是其他方式的连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-4所示，本实施例提供的泵站进水池消涡结构，包括消涡板1和喇叭管2，喇叭管2顶端连接有水泵进水管3，底端为入水口，消涡板1水平设置于喇叭管2底端的下方。喇叭管2底端的下方设置有支架(图中未示出)，消涡板1固定于支架上。消涡板1的横截面呈X型。消涡板1包括四块大小相同的直角梯形板4，其材质为钢，各块直角梯形板4的直角腰8彼此焊接在一起，各块直角梯形板4的下底5均位于同一平面，且均与喇叭管2的底面平行，各块直角梯形板4的锐角均做倒角处理，各块直角梯形板4的斜腰6的延长线均相交于喇叭管2底面圆的圆心，各块直角梯形板4的下底5长度D₂大于喇叭管2底面半径R₀。

喇叭管2底面半径R₀、各块直角梯形板4的下底5长度D₂、上底7长度D₁、直角腰8长度H、倒角边长C、倒角α满足以下公式：

D₂＝KR₀，

H＝0.568hc+4.566，

C＝0.095hc，

$D_1=\frac{hc-H}{hc-C}\·D_2,$

$\mathrm{\α}=arctan\frac{(hc-C)}{D_2}.$

其中，K为比例系数，取值为1.05-1.25，当R₀<0.75m时，K取小值，反之则取大值；hc为进水池悬空高度，参数R₀、D₁、D₂、H、hc和C的单位均为mm。

任意相邻三块直角梯形板4所构成的两个夹角分别记为β₁和β₂，β₁和β₂分别满足以下公式：β₁+β₂＝180°，

其中，R_h为喇叭管2顶面半径，单位为mm。

由以上所有公式确定的参数R₀、D₁、D₂、R_h、H、hc、α、C、β₁和β₂是均经过优化设置的，其保证了该消涡板能更有效的消除喇叭管附件的各种涡带，进而使入泵水流的均匀性更好。

综上所述，本实施例的泵站进水池消涡结构，其消涡板1呈X型，设置于喇叭管2下方，不但不会导致进水断面变小，而且能够有效消除喇叭管2附近的涡带，提高入泵水流均匀性，进而提高水泵运行效率和运行稳定性。消涡板1通过四块大小相同的直角梯形板4的直角腰8彼此连接而成，结构简单；各块所述直角梯形板4的下底5长度D₂大于所述喇叭管2底面半径R₀，各块所述直角梯形板4的斜腰6的延长线均相交于所述喇叭管2底面圆的圆心，以上两点保证了水流能沿着X型消涡板1两侧的边线平顺地流向喇叭管2入水口，而不会在消涡板1和喇叭管2之间因水流相交而导致水流再度发生紊乱。本实施例的各项参数R₀、D₁、D₂、R_h、H、hc、α、C、β₁和β₂等经过特别设置，保证了该消涡板1能更有效的消除喇叭管2附件的各种涡带，进而使入泵水流的均匀性更好。经过计算发现，在喇叭管2下方加设本发明的X型消涡板1后，喇叭管2顶部断面水流的流速分布均匀度平均提高了7.0％，进而提高了水泵的而水力性能。

上述实施例仅用于说明本发明，泵站的布置形式，喇叭管的放置方位及直角梯形板的β₁和β₂角都是可以变化的，凡是在本发明技术方案基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。另外，本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种泵站进水池消涡结构，其特征在于，包括消涡板和喇叭管，所述喇叭管顶端连接有水泵进水管，底端为入水口，所述消涡板水平设置于所述喇叭管底端的下方，所述消涡板的横截面呈X型。

2.根据权利要求1所述的泵站进水池消涡结构，其特征在于，所述消涡板包括四块大小相同的直角梯形板，各块所述直角梯形板的直角腰彼此连接，各块所述直角梯形板的下底均位于同一平面，且均与所述喇叭管的底面平行，各块直角梯形板的锐角均做倒角处理，各块所述直角梯形板的斜腰的延长线均相交于所述喇叭管底面圆的圆心。

3.根据权利要求2所述的泵站进水池消涡结构，其特征在于，各块所述直角梯形板的下底长度D₂大于所述喇叭管底面半径R₀。

4.根据权利要求3所述的泵站进水池消涡结构，其特征在于，各块所述直角梯形板的下底长度D₂和所述喇叭管底面半径R₀满足以下公式：

D₂＝KR₀，

其中，K为比例系数，取值为1.05-1.25。

5.根据权利要求4所述的泵站进水池消涡结构，其特征在于，各块所述直角梯形板的上底长度D₁、直角腰长度H和倒角边长C满足以下公式：

H＝0.568hc+4.566，

C＝0.095hc，

$D_1=\frac{hc-H}{hc-C}\&CenterDot;D_2,$

其中，hc为进水池悬空高度，hc和D₂的单位均为mm。

6.根据权利要求5所述的泵站进水池消涡结构，其特征在于，所述倒角α满足以下公式：

$\mathrm{\&alpha;}=\arctan \frac{(hc-C)}{D_2}.$

7.根据权利要求5所述的泵站进水池消涡结构，其特征在于，任意相邻三块所述直角梯形板所构成的两个夹角分别记为β₁和β₂，所述β₁和β₂分别满足以下公式：

β₁+β₂＝180°，

其中，R_h为所述喇叭管顶面半径。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的泵站进水池消涡结构，其特征在于，所述喇叭管底端的下方设置有支架，所述消涡板固定于所述支架上。

9.根据权利要求8所述的泵站进水池消涡结构，其特征在于，所述消涡板的材质为钢。