CN106930398B - 预制泵站单元及配水单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种预制泵站单元及配水单元。预制泵站单元包括预制的泵站本体、连接于所述泵站本体的进液口、设置于所述泵站本体内的井筒以及设置于所述井筒内的潜水泵。泵站本体包括第一筒部以及连接所述第一筒部下端部的渐缩部，所述渐缩部的横截面尺寸沿着由上至下的方向逐渐减小，所述进液口设置于所述第一筒部。本发明的预制泵站单元，具有良好导流功能，使得进入潜水泵吸液口的流体流态均匀，为潜水泵创造良好的进水条件，提升潜水泵运行的稳定性。

Description

预制泵站单元及配水单元

技术领域

本发明总体来说涉及一种用于输送液体的泵站，具体而言，涉及一种预制泵站单元及配水单元。

背景技术

随着城市建设的发展，市政雨水，污水的量越来越多，因此出现了各种各样的污水处理设备，泵站便是其中之一。

公开号为US 20080011372的美国专利申请公开了一种预制泵站单元，包括地板、固定于地板的围墙以及安装于围墙内的多个潜水泵。围墙上设有进液口和出液口。流体由进液口进入预制泵站单元，在潜水泵提供的动力作用下由出液口流出。由于暴雨等原因，流入预制泵站单元的流体量有时会非常巨大，流速也非常快，这时流体伴随着大量的能量，如果这些能量直接冲击潜水泵，特别是冲击潜水泵的吸液口，很容易形成对潜水泵不利的运行环境，例如：吸液口附近产生旋涡，或者空气被带入吸液口，从而产生气蚀或振动，造成潜水泵性能下降。针对此问题，预制泵站单元的围墙内邻近进液口设置了挡板装置，挡板装置底部设有多个流液口，多个流液口分别对应于多个潜水泵。由进液口流入围墙内的流体被挡板装置分成多个部分，每一部分经相应的流液口流到相应潜水泵的吸液口，再由潜水泵输送出去。

该美国专利申请中的技术方案较为复杂，虽然通过挡板装置能在一定程度上消耗流体动力，但是，流体在经过挡板装置的多个流液口后，流态变得非常不均匀，存在大量的紊流，因此，该美国专利申请在改善流体流态方面尚存在不足。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有良好导流功能的预制泵站单元，使得进入潜水泵吸液口的流体流态均匀，为潜水泵创造良好的进水条件，提升潜水泵运行的稳定性。

本发明的又一目的在于提供一种能轻便，且方便运输的预制泵站单元。

本发明的再一个目的在于提供一种安装有本发明预制泵站单元的配水单元。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种预制泵站单元，包括预制的泵站本体、连接于所述泵站本体的进液口、设置于所述泵站本体内的井筒以及设置于所述井筒内的潜水泵。其中，所述泵站本体包括第一筒部以及连接所述第一筒部下端部的渐缩部，所述渐缩部的横截面尺寸沿着由上至下的方向逐渐减小，所述进液口设置于所述第一筒部。

根据本发明的一实施方式，所述第一筒部和所述渐缩部的中心线重合。

根据本发明的一实施方式，所述第一筒部为圆筒，所述渐缩部为圆锥筒。

根据本发明的一实施方式，所述圆锥筒的锥角的范围为15°～50°。

根据本发明的一实施方式，所述进液口的底缘邻近所述渐缩部或者与渐缩部顶缘平齐。

根据本发明的一实施方式，所述预制泵站单元还包括格栅，所述格栅安装于第一筒部内下端部；或者安装于所述渐缩部的中部或上部；或者安装于所述进液口端部。

根据本发明的一实施方式，所述潜水泵是轴流泵、混流泵或贯流泵。

根据本发明的一实施方式，所述预制泵站单元还包括泵座，所述泵座安装于所述泵站本体内并位于所述井筒下方，所述潜水泵安装于所述泵座上。

根据本发明的一实施方式，所述泵座包括底板、固定于所述底板中央位置的导流部以及固定于所述底板和导流部的至少两个分流部，所述至少两个分流部在所述导流部周向均匀分布。

根据本发明的一实施方式，所述泵座还包括固定于所述底板的至少两个支撑部，所述支撑部的高度高于所述导流部和分流部，所述至少两个支撑部顶部固定有法兰盘。

根据本发明的一实施方式，所述井筒与所述泵站本体同轴地设置于所述泵站本体内。

根据本发明的一实施方式，所述泵站本体还包括第二筒部，所述第二筒部的横截面尺寸小于所述第一筒部，所述第二筒部连接于所述渐缩部的下端部。

根据本发明的一实施方式，所述第一筒部、第二筒部均为圆筒，所述渐缩部为锥筒，三者的中心线重合。

根据本发明的一实施方式，所述井筒与所述渐缩部和/或第二筒部之间设有至少一块固定板。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种配水单元，包括具有进液口的水箱。其中所述配水单元还包括至少一个预制泵站单元，每个所述预制泵站单元包括渐缩部、井筒、潜水泵和出液口，所述渐缩部固定于所述水箱的外面底部，所述渐缩部的横截面尺寸沿着由上至下的方向逐渐减小，所述井筒设置于所述渐缩部并向上延伸至的述水箱内，所述出液口连通于井筒，并伸出所述水箱，所述潜水泵设置于所述井筒。

根据本发明的一实施方式，所述预制泵站单元还包括连接于所述渐缩部的第二筒体。

根据本发明的一实施方式，所述水箱为预制水箱或土建结构；和/或所述水箱为横截面形状为矩形、圆形、椭圆形的罐体；和/或所述水箱横向设置。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的预制泵站单元中，泵站本体包括第一筒部和渐缩部，且渐缩部位于泵站本体的下部，渐缩部的横截面尺寸沿着由上至下的方向逐渐减小，当流体由进液口流入第一筒部时能量被消耗一部分，流态得到一定均化；流体进一步沿着渐缩部的内壁向下流动过程中，流体流态得到充分的均化后到达潜液泵的吸入口，能有效避免或减小因进液口流体流态不均匀而对潜水泵运行的影响，使得进入潜水泵吸液口的流体流态均匀，为潜水泵创造良好的进水条件，提升潜水泵运行的稳定性。同时，由于本发明的预制泵站单元为预制结构，能大量减少现场施工周期，并且轻便，方便运输，结构简单，成本低。

通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1是本发明预制泵站单元第一实施方式的立体结构示意图；

图2是图1的纵向剖视图；

图3是图1的俯视图；

图4示出图1的预制泵站单元中设置格栅结构的示意图；

图5是本发明预制泵站单元第一实施方式中的泵座的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明预制泵站单元第二实施方式的局部剖视立体结构示意图；

图8是图7的左视图；

图9是图7的俯视图；

图10是本发明配水单元一实施方式的立体结构示意图；

图11是图10所示的配水单元的主视结构示意图。

其中，主要元件符号说明如下：

1、泵站本体；10、进液口；11、第一筒部；12、渐缩部；13、第二筒部；2、井筒；20、出液口；3、潜水泵；4、固定板；5、格栅；6、泵座；61、导流部；60、底板；62、分流部；63、支撑部；100、水箱；200、进液口；300、渐缩部；400、井筒；500、第二筒体。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

本发明预制泵站单元的发明构思在于，通过对泵站本体形状的改进来改善潜水泵入口处的流体的流态，使潜水泵入口处的流体流态稳定、均匀，为潜水泵创造良好的进水条件，提升潜水泵运行的稳定性。

预制泵站单元实施方式1

参见图1、图2和图3，图1是本发明预制泵站单元一实施方式的立体结构示意图，图2是图1的纵向剖视图图3是图1的俯视图。如图1、图2和图3所示，本发明预制泵站单元一实施方式主要包括泵站本体1、井筒2以及潜水泵3。泵站本体1上安装有进液口10，流体通过该进液口10进入泵站本体1。井筒2安装于泵站本体1内，优选地，井筒2与泵站本体1同轴地安装于泵站本体1内，井筒2上安装有出液口20。潜水泵3安装于井筒2内的下部，潜水泵3可以是轴流泵，但不限于此，其他类型的泵如离心泵、混流泵或贯流泵等也能应用于本发明。在潜水泵3的循环动力作用下，进入泵站本体1内的流体由出液口20排出泵站本体1。

在该预制泵站单元第一实施方式中，泵站本体1包括第一筒部11和渐缩部12。第一筒部11可以是一圆筒，但本发明不限于此，第一筒部11还可以是截面呈椭圆形或多边形的筒等，甚至为了适应特殊场合的需要，将第一筒部11设计成截面呈不规则封闭环形的筒状也是可行的。渐缩部12的横截面尺寸沿着由上至下的方向逐渐减小，渐缩部12例如可以是一圆锥筒，直径较大的一端固定连接于第一筒部11的底端部，圆锥筒的锥角α为25°，当然该锥角α不限于25°，根据泵站本体1的大小、进液口10的流体流速等因素可以适当调整锥角α的大小，通常情况下锥角α的范围为15°～50°，优选范围为20°～40°。同样道理，渐缩部12并不限于圆锥筒，其也可是横截面呈其他任意形状的锥筒，只要是横截面尺寸由上端部至下端部方向依次变小的锥筒结构均可适用于本发明。

如图1和图3所示，在井筒2与渐缩部12之间沿圆周方向均匀设置有4块固定板4，固定板4的一侧固定于井筒2外壁，另一侧固定于渐缩部12，从而将井筒2与渐缩部12固定为一体。固定板4的数目不以4块为限制，可视泵站本体1的大小以及系统的整体设计适当增加或减少。固定板4一方面起到固定井筒2与渐缩部12的作用；另一方面，固定板4还具有均匀分配流体的功能，可以将第一筒部1中的流体较均匀地分流至渐缩部12中；此外，固定板4也能够防止由进液口10冲进第一筒部11内的流体在向下流的过程中产生涡旋，即也对均化流体流态作出一定贡献。

图3所示的示例中，泵站本体1由圆筒状的第一筒部11和圆锥筒状的渐缩部12组合而成。本领域的技术人员应该理解，本发明并不限于此，任何形状的第一筒部11与任意形状的渐缩部12可以两两自由组合经密封连接后所形成的泵站本体1均适用于本发明。图3所示的示例中，圆筒状的第一筒部11和圆锥筒状的渐缩部12的中心线重合，在其他实施方式中，二者的中心线也可不重合而具有一定的偏移量，这样可以适应某些特殊的空间有限的场合。

带有一定动能的流体由进液口10进入第一筒部11，撞击第一筒部11的内壁及筒内液体或者沿着第一筒部11的内壁流动而耗散一部分动能，同时，流体在沿着第一筒部11的内壁流动过程中，流态得到一定程度的调整而变得均匀；接下来流体沿着渐缩部12的内壁流下，由于渐缩部12的内壁朝向其中心方向倾斜并能整流、提升流速，从而能最大程度地均化流体流态，当流体到达渐缩部12底部，圆周方向各处的流体流态已非常均匀、稳定，从而为处于中心位置处的潜水泵3吸入口提供了平缓、均匀、稳定的流体。

在一实施方式中，进液口10在第一筒部11上的位置可以尽量靠近渐缩部12，例如，进液口10的底缘可以邻近渐缩部12或者与渐缩部12顶缘平齐，这样有助于减小流体下落至泵站本体1底部时的势能。

在一实施方式中，本发明预制泵站单元还包括格栅5。如图1和图3所示，格栅5可以安装于进液口10端部，特别是可拆卸地安装于进液口10端部，这样可以方便将格栅5从第一筒部11顶端部开口提出来进行清理。如图4所示，格栅5也可以安装渐缩部12的中部或者上部；此外，格栅5也可以安装于第一筒部11内下端部或者安装于第一筒部11与渐缩部12的连接处，覆盖渐缩部12。这两种情况下，格栅5可以是一水平的多孔盘或者是一网状盘。格栅5的作用在于：一方面可以拦截流体中的大型污染物如树枝、编织物、线缆等流进入渐缩部12；另一方面，对于消散流体能量和均化流体流态也有一定积极作用。

如图1、图2所示，在一实施方式中，本发明预制泵站单元还包括泵座6，泵座6安装于泵站本体1内并位于井筒2下方，潜水泵3安装于泵座6上。需要说明的是，本发明并非必然包含一泵座6，在某些结构设计中，泵座6是可以省略的，例如在潜水泵3的重量比较轻时，可以将潜水泵3直接安装于渐缩部12或第一筒部11，此时可以省略泵座6，以节约成本。在该实施方式中，泵座6除了具有支撑潜水泵3的作用之外，还具有导流作用，以进一步均化流体流态。下面举例说明泵座6的详细结构。

参照图5和图6，图5是本发明预制泵站单元一实施方式中的泵座的结构示意图；图6是图5的俯视图。如图5、图6所示，在一实施方式中，泵座6包括底板60、导流部61、至少两个分流部62和至少两个支撑部63。底板60可以呈圆形平板状，其固定于渐缩部12内，并位于井筒2的正下方；导流部61可以是一锥台，优选地，可以是圆锥台，具有一顶平面和底平面以及连接顶平面和底平面的圆锥面，导流部61的底平面固定于底板60，顶平面正对着潜水泵的吸入口。分流部62例如可以是分流板，分流板的底边固定于底板60，一侧边固定于导流部61。图6中示出4块分流板，沿着导流部61的圆周方向均匀分布，当然分流部62的数目不限于4个，可以根据实际需要适当增加或减少。潜水泵3的叶轮在旋转过程中容易使流体产生单一方向旋转的旋涡，分流部62的作用在于阻断这些可能产生的旋涡，使流体的流态进一步均匀化。当流体沿着渐缩部12流下来后，可以沿着导流部61的导流部61的圆锥面向上流到顶平面，再顺势流向潜水泵的吸入口。

支撑部63可以是一支撑立板，其固定于底板60。如图6所示，其示出4块支撑立板，这4块支撑立板分别与4块分流板一一对应，当然本发明中支撑立板的数目不限于4块，其与分流板之间的位置关系也不必然是一一对应，也可以相互错开布置。支撑立板的高度高于导流部61和分流板，4块支撑立板的顶部固定有法兰盘64，法兰盘64具有外圈641和内圈642。井筒2的底端部可以进一步固定连接于法兰盘64的外圈641上；潜水泵3的泵体可以固定连接于法兰盘64的内圈642，以防止泵体自旋转。

需要说明的是，当潜水泵3的重量较轻，可以直接安装于例如悬空挂在井筒2上，此时泵座6则可以成为一个仅具有导流功能和防止涡流产生功能的部件。

预制泵站单元实施方式2

参见图7、图8和图9，图7是本发明预制泵站单元另一实施方式的立体结构示意图，图8是图7的纵向剖视图，图8是图7的俯视图。本发明预制泵站单元第二实施方式与图1、图2和图3所示的第一实施方式的主要区别在于：

泵站本体1包括由上至下依次密封连接的第一筒部11、渐缩部12和第二筒部13，其中第二筒部13的横截面尺寸小于第一筒部11。第一筒部11、第二筒部13可以均为圆筒，也可以各自是其他形状筒；渐缩部12可以为锥筒或其他形状筒。第一筒部11、渐缩部12和第二筒部13三者的中心线重合，也可以相互错开。

设置于泵站本体1与井筒2之间的固定装置，例如至少一块固定板4，可以单独固定于井筒2与渐缩部12之间，或者单独固定于井筒2与第二筒部13之间，或者同时固定于井筒2与渐缩部12、第二筒部13之间。

泵座6设置于第二筒部13的正下方。

该预制泵站单元第二实施方式的其他结构与第一实施方式基本相同，这里不再赘述。

配水单元

参见图10和图11，图10是本发明配水单元一实施方式的立体结构示意图。图11是图10所示的配水单元的主视结构示意图。如图10和图11所示，本发明配水单元一实施方式包括具有进液口200的水箱100和至少一个预制泵站单元。图10、11中示出3个预制泵站单元，本发明不限于此，预制泵站单元数目可根据实际情况适当增减。

水箱100可以是一大容积的罐体，罐体为横截面形状可以是矩形、圆形、椭圆形或者其他形状。水箱100可以是一预制水箱，也可以是现场建造的土建结构。水箱100横向设置，即安装完成的水箱100，其高度小于其长度。

预制泵站单元安装于水箱100的底面。每个预制泵站单元包括渐缩部300、井筒400、潜水泵和出液口(图未示)；渐缩部300固定于水箱100的外面底部，渐缩部300的横截面尺寸沿着由上至下的方向逐渐减小，井筒400设置于渐缩部300并向上延伸至的述水箱100内，出液口连通于井筒400，并伸出水箱100；潜水泵设置于井筒400内。在一实施方式中，预制泵站单元还包括连接于渐缩部300的第二筒体500。

本发明配水单元中的预制泵站单元，可以看作是至少一个本发明前述的预制泵站单元共用一个大型的第一筒体并共用一个进液口而形成的，因此可借用本发明前述的预制泵站单元的结构，例如泵座、格栅等。

本发明配水单元，通过一个大容积水箱配合多个泵站单元共同工作，能快速、方便地实现均匀配水功能，解决了大流量配水需求；同时基于本发明泵站单元的特定结构，潜水泵吸入口处的流体流态均匀，从而本发明配水单元运行震动噪音小，使用寿命长，维护成本低。

本发明预制泵站单元及配水单元不仅仅适用于污水输送领域，雨水输送领域，湖水、河水、地表水、地下水等原水输送领域，还可适用于其它需要输送流体的领域。

以上实施方式中可能使用相对性的用语，例如“上”或“下”，以描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“下”的组件将会成为在“上”的组件。用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的组成部分之外还可存在另外的组成部分等。此外，权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本文所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (15)

1.一种预制泵站单元，包括预制的泵站本体(1)、连接于所述泵站本体(1)的进液口(10)、设置于所述泵站本体(1)内的井筒(2)以及设置于所述井筒(2)内的潜水泵(3)，其特征在于，

所述泵站本体(1)包括第一筒部(11)以及连接所述第一筒部(11)下端部的渐缩部(12)，所述渐缩部(12)的横截面尺寸沿着由上至下的方向逐渐减小，所述进液口(10)设置于所述第一筒部(11)，

其中，所述泵站本体(1)还包括第二筒部(13)，所述第二筒部(13)的横截面尺寸小于所述第一筒部(11)，所述第二筒部(13)连接于所述渐缩部(12)的下端部。

2.如权利要求1所述的预制泵站单元，其特征在于，所述第一筒部(11)和所述渐缩部(12)的中心线重合。

3.如权利要求2所述的预制泵站单元，其特征在于，所述第一筒部(11)为圆筒，所述渐缩部(12)为圆锥筒。

4.如权利要求3所述的预制泵站单元，其特征在于，所述圆锥筒的锥角(α)的范围为15°～50°。

5.如权利要求1所述的预制泵站单元，其特征在于，所述进液口(10)的底缘邻近所述渐缩部(12)或者与渐缩部(12)顶缘平齐。

6.如权利要求1所述的预制泵站单元，其特征在于，所述预制泵站单元还包括格栅(5)，所述格栅(5)安装于第一筒部(11)内下端部；或者安装于所述渐缩部(12)的中部或上部；或者安装于所述进液口(10)端部。

7.如权利要求1所述的预制泵站单元，其特征在于，所述潜水泵(3)是轴流泵、混流泵或贯流泵。

8.如权利要求7所述的预制泵站单元，其特征在于，所述预制泵站单元还包括泵座(6)，所述泵座(6)安装于所述泵站本体(1)内并位于所述井筒(2)下方，所述潜水泵(3)安装于所述泵座(6)上。

9.如权利要求8所述的预制泵站单元，其特征在于，所述泵座(6)包括底板(60)、固定于所述底板(60)中央位置的导流部(61)以及固定于所述底板(60)和导流部(61)的至少两个分流部(62)，所述至少两个分流部(62)在所述导流部(61)周向均匀分布。

10.如权利要求9所述的预制泵站单元，其特征在于，所述泵座(6)还包括固定于所述底板(60)上的至少两个支撑部(63)，所述支撑部(63)的高度高于所述导流部(61)和分流部(62)，所述至少两个支撑部(63)顶部固定有法兰盘(64)。

11.如权利要求1所述的预制泵站单元，其特征在于，所述井筒(2)与所述泵站本体(1)同轴地设置于所述泵站本体(1)内。

12.如权利要求1所述的预制泵站单元，其特征在于，所述第一筒部(11)、第二筒部(13)均为圆筒，所述渐缩部(12)为锥筒，三者的中心线重合。

13.如权利要求1所述的预制泵站单元，其特征在于，所述井筒(2)与所述渐缩部(12)和/或第二筒部(13)之间设有至少一块固定板(4)。

14.一种配水单元，包括具有进液口(200)的水箱(100)，其特征在于，所述配水单元还包括至少一个预制泵站单元，每个所述预制泵站单元包括渐缩部(300)、井筒(400)、潜水泵和出液口，所述渐缩部(300)固定于所述水箱(100)的外面底部，所述渐缩部(300)的横截面尺寸沿着由上至下的方向逐渐减小，所述井筒(400)设置于所述渐缩部(300)内并向上延伸至所述水箱(100)内，所述出液口连通于井筒(400)，并伸出所述水箱(100)，所述潜水泵设置于所述井筒(400)，其中，所述预制泵站单元还包括连接于所述渐缩部(300)的第二筒体(500)。

15.如权利要求14所述的配水单元，其特征在于，所述水箱(100)为预制水箱或土建结构；和/或所述水箱(100)为横截面形状为矩形、圆形、椭圆形的罐体；和/或所述水箱(100)横向设置。

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