CN106704269B - 一种安装在水泵喇叭吸入口的板式消旋装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，包括进水管，进水管上设有喇叭形吸入口；进水管和喇叭形吸入口之间安装有平板A，进水管穿过平板A，平板A与池底壁面平行后固定在所述进水管上；喇叭形吸入口上安装有平板B和平板C，平板B和平板C上均开设有喇叭形凹槽，平板B和平板C呈十字交叉状安装在喇叭形吸入口的外壁面上，平板B垂直于池后壁面，平板C垂直于池前壁面，平板B和平板C上的喇叭形凹槽分别与喇叭形吸入口的外壁面贴合，平板B和平板C垂直固定在平板A上；本发明所述消旋装置能够阻止壁面和自由表面产生的旋涡进入泵入口处，有效减弱旋涡的产生，延长泵站的使用寿命和运行效率。

Description

一种安装在水泵喇叭吸入口的板式消旋装置

技术领域

本发明涉及一种安装在泵站前池进水管喇叭口外部的十字连体式消旋装置，属于水利工程和水工建筑技术领域。

背景技术

泵站前池是吸水泵进口前的稳流过渡段，传统泵站前池在恶劣工况下运行时可能产生附着在壁面和水自由表面的旋涡。这些旋涡在固壁面或自由表面产生并随着水泵吸入的水流延伸到喇叭口处，并被吸到泵内，会造成叶轮载荷的不均匀分布，影响运行效率，甚至引起水泵汽蚀，产生噪声及震动，严重时破坏水泵的水力部件，危害泵站的安全稳定运行，而流态良好的泵站前池可以保证机组高效率运行，维持泵站长时间稳定运行。

目前国内关于泵站前池消旋消涡装置的文献报道较少，主要集中在对泵站前池土建结构的消旋设计，如专利201310279861.3提出一种在预制泵站内增加消能装置和导流板，使得进入潜水泵吸液口的流体流态均匀，防止产生旋涡和带入空气，但其结构复杂，安装维护费用高，消能装置大幅降低机组效率，在长期大功率运行的泵站中并不适用；专利201220454384.0提出了一种潜水轴混泵的防旋涡装置，在导叶体底部侧壁上设有整流板，起到阻挡进水口涡流的效果。但该整流板安装在侧壁内部，影响叶轮入口处流场的稳定性，同时整流板受叶轮轮毂限制，径向长度较小，消旋效果并不明显。

发明内容

针对现有技术中传统泵站前池缺少一体式消旋装置，以及土建结构消旋装置投资大，结构复杂，建造检修成本高等缺点。本发明提供了一种可以安装在水泵喇叭口的十字连体式消旋装置，能够很好地减弱和破坏旋涡的产生，保证机组高效、稳定运行，延长使用寿命。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，包括进水管，所述进水管上设有喇叭形吸入口；所述进水管和所述喇叭形吸入口之间安装有平板A，所述进水管穿过所述平板A，所述平板A 与池底壁面平行后固定在所述进水管上；所述喇叭形吸入口上安装有平板B和平板C，所述平板B和所述平板C上均开设有喇叭形凹槽，所述平板B和所述平板C呈十字交叉状安装在喇叭形吸入口的外壁面上，所述平板B垂直于池左壁面，所述平板C垂直于池前壁面，并且所述平板B和所述平板C上的喇叭形凹槽分别与所述喇叭形吸入口的外壁面贴合，所述平板B和所述平板C垂直固定在所述平板A上。

上述方案中，所述平板A焊接在进水管上，所述平板B和所述平板C焊接在所述平板A上。

上述方案中，所述平板A为圆形平板。

上述方案中，所述平板A的直径大于所述进水管的外径D的两倍。

上述方案中，所述平板A为矩形平板。

上述方案中，所述平板A的最小长度大于所述进水管的外径D的三倍，所述平板A的最小宽度大于所述进水管的外径D的两倍。

上述方案中，所述平板A位于池内最低水位以下。

上述方案中，所述平板B和所述平板C的形状相同，所述平板B和所述平板C的长度L边界不超过所述平板A的宽度边界，所述平板B和所述平板C的高度H要保证大于所述喇叭形吸入口的高度。

本发明通过在泵段入口增加一个圆形或矩形平板A以及两个呈十字交叉状的平板B和C，构成一种连体式消旋装置；该消旋装置能够阻止壁面涡和自由表面涡的产生并阻碍旋被吸入至喇叭口，有效减弱旋涡的产生，并降低由旋涡所产生的振动、噪声，提高泵站的安全可靠性和运行效率，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述泵站用消旋装置的结构示意图。

图2为本发明所述平板A结构示意图。

图3为本发明所述平板B和C结构示意图。

图4为不装备本发明所述消旋装置所产生的各种涡结构示意图。

图中1.池前壁面，3.喇叭形吸入口，4为池左壁面，5.池底壁面，6.进水管，7.平板A，8.平板B，9.平板C，10.喇叭形凹槽。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，一种十字连体式泵站用消旋装置，包括进水管6，所述进水管 6上设有喇叭形吸入口3；进水管6和所述喇叭形吸入口3之间安装有平板A7，所述进水管6穿过所述平板A7，所述平板A7与池底壁面5平行后固定在所述进水管6上；所述喇叭形吸入口3上安装有平板B8和平板C9，平板A7、平板 B8和平板C9均焊接在进水管6外壁面上，同时三块平板交接处也相互焊接；其中平板A7平行池底壁面5，平板B8垂直池左壁面4，平板C9垂直池前壁面。

所述平板A为圆形结构或者矩形结构，如图2所示，采用了圆形结构，其中心掏空出圆形，掏空的圆形的直径为进水管6外径D。平板A若为圆形，则直径应大于进水管6外径D的2倍，同时不超过水槽几何边界；若为矩形，则平板最小长宽为3D，最小宽度为2D，同时不超过水槽边界，平板A厚度为一般钢材的厚度。平板A的作用在于，当水位逐渐下降至低水位段时，可以阻止自由表面附近的水被直接吸入喇叭口内，形成漩涡(图4中表面涡)，尤其是当圆柱泵管尾迹内涡旋产生后，可以延长吸入涡旋在液下拉伸距离，增加自由表面涡被吸入喇叭口的阻力，让涡旋在水槽内运动时被水槽流动耗散和被平板破坏涡旋，减少有害吸入涡旋形成，甚至空气夹带的可能。

所述平板B8和平板C9如图3所示，具有相同规格的尺寸，所述平板B8 和所述平板C9上均开设有喇叭形凹槽10，平板B、平板C板长度与平板A直径或宽度相同，宽度要保证两平板底边超过喇叭口最低位置同时不碰到泵站底部壁面。平板B和C中间掏空出喇叭形，尺寸与喇叭形吸入口3轴面的形状一致，保证两板在焊接至喇叭口外壁面时，不会有局部伸进喇叭口内。平板B和平板C 厚度为一般钢材厚度，呈十字交叉焊接在进水管6外壁面。平板B和C所在平面是后壁和侧壁距离喇叭口最近的截面。而壁面涡一般也在附近壁面形成并被喇叭口吸入，因此两板能有效阻止和破坏涡旋在该区域的形成和发展。同时，平板 B和C在喇叭口底部组成的十字交叉结构能有效破坏底部涡旋的发生，从而达到控涡、消涡的作用。

在泵站实际运行过程中，泵站前池四周壁面会产生壁面涡，当液位低于最低水位时，在水面也会产生自由表面涡，如图4所示即为四周壁面、底部以及自由表面产生的涡，这些涡流随着液流聚集并延伸至出水管喇叭口处，直至进入泵内。当在出水管上增加平板A后，可以阻止自由表面附近的水被直接吸入喇叭口内，形成漩涡甚至空气夹带，尤其是当圆柱泵管尾迹内涡旋产生后，延长吸入涡旋的轴向拉伸距离，增加自由表面涡被吸入喇叭口的阻力，让涡旋在水槽内运动时被水槽流动耗散，减少有害吸入涡旋形成。增加平板B和平板C后，池前壁面1 产生的壁面涡在经过支架时，旋涡被割断，阻碍壁面涡的形成。而平板B和平板C在喇叭口底部组成的十字交叉结构能有效破坏池底壁面5处涡旋的产生，这样使进入泵站的水流平稳的过渡到泵入口处，抑制旋涡的产生；减弱泵站的振动、噪声，提高泵站的安全可靠性和运行效率，增加其使用寿命。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，包括进水管（6），所述进水管（6）上设有喇叭形吸入口（3）；其特征在于，所述进水管（6）和所述喇叭形吸入口（3）之间安装有平板A（7），所述进水管（6）穿过所述平板A（7），所述平板A（7）与池底壁面（5）平行后固定在所述进水管（6）上；所述喇叭形吸入口（3）上安装有平板B（8）和平板C（9），所述平板B（8）和所述平板C（9）上均开设有喇叭形凹槽（10），所述平板B和所述平板C呈十字交叉状安装在喇叭形吸入口（3）的外壁面上，所述平板B（8）垂直于池左壁面，所述平板C（9）垂直于池前壁面（1），并且所述平板B（8）和所述平板C（9）上的喇叭形凹槽（10）分别与所述喇叭形吸入口（3）的外壁面贴合，所述平板B（8）和所述平板C（9）垂直固定在所述平板A（7）上。

2.根据权利要求1所述的一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，其特征在于，所述平板A（7）焊接在进水管（6）上，所述平板B（8）和所述平板C（9）焊接在所述平板A（7）上。

3.根据权利要求1或2所述的一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，其特征在于，所述平板A（7）为圆形平板。

4.根据权利要求3所述的一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，其特征在于，所述平板A（7）的直径大于所述进水管（6）的外径D的两倍。

5.根据权利要求1或2所述的一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，其特征在于，所述平板A（7）为矩形平板。

6.根据权利要求5所述的一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，其特征在于，所述平板A（7）的长度大于所述进水管（6）的外径D的三倍，所述平板A（7）的宽度大于所述进水管（6）的外径D的两倍。

7.根据权利要求1或2所述的一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，其特征在于，所述平板A（7）位于池内最低水位以下。

8.根据权利要求7所述的一种安装在水泵吸入口的板式消旋装置，其特征在于，所述平板B和所述平板C的形状相同，所述平板B和所述平板C的长度L边界不超过所述平板A的宽度边界，所述平板B和所述平板C的高度H要保证大于所述喇叭形吸入口（3）的高度。