CN109235626A - 一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，包括进水流道、出水流道以及置于进水流道、出水流道之间的水泵，出水流道置于进水流道上部，水泵内设有叶轮，水泵面向进水流道的一端设有进水流道喇叭口，水泵面向出水流道的一端设有出水流道喇叭口；进水流道两端、出水流道两端均设有隔墩，隔墩的两侧均加设有异型薄板式消除回流装置，异型薄板式消除回流装置上设有若干透水孔；通过本发明，进出水流道内加设异型薄板式消除回流装置，进水流道内水流进入进水流道盲端时候，由于消除回流装置打破原有水体结构，会阻碍回流区的形成，异型薄板式消除回流装置带有方形透水孔，不会阻碍水流正常流动，同时还能够起到一定的导流整流作用。

Description

一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置

技术领域

本发明涉及一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，属于水利工程设计技术领域。

背景技术

沿江地区，由于自然条件的影响，为抗御旱涝等灾害，分布着近百座固定低扬程防洪减灾泵站。其中，为同时满足农业灌溉、城市排涝的需求，沿江地区低扬程泵站经常采用箱式双向流道形式。箱式双向流道结构特殊，开机运行时，进出水流道总存在一段盲端。在非设计工况下，盲端回流较为严重，而且由于出水流道相对较短，出水流道盲端回流强度较大，增大水力损失，严重影响泵站机组水力性能。特别地，盲端回流严重还会导致机组强烈振动，严重影响泵站安全稳定运行。

泵站工程中，前池、进出水池以及进出水流道都会有回流产生，有些回流较小，对机组整体运行影响较小。但有些回流范围较大，如前池回流，常常通过外加措施进行改善。

目前，国内外研究普遍发现箱式双向流道盲端回流对机组影响较大，对于如何减小或者消除盲端回流区，改善流道内流态研究研究较少。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种能够有效减小或消除箱式双向流道内盲端回流、改善流道内流态、提高箱式双向流道泵站机组运行稳定及高效性的箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置。

本发明的目的是这样实现的，一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，其特征是：包括进水流道、出水流道以及置于进水流道、出水流道之间的水泵，出水流道置于进水流道上部，水泵内设有叶轮，水泵面向进水流道的一端设有进水流道喇叭口，水泵面向出水流道的一端设有出水流道喇叭口；

所述进水流道的底部设有进水流道导水锥，进水流道导水锥位于进水流道喇叭口的下部，且进水流道导水锥部分伸于进水流道喇叭口内；所述出水流道的顶部内侧设有出水流道导水锥，出水流道导水锥位于出水流道喇叭口的上部，且出水流道导水锥部分伸于出水流道喇叭口内；所述进水流道喇叭口、进水流道导水锥、出水流道喇叭口、出水流道导水锥为垂直同心布置；

所述进水流道的一端为进水端，进水流道上与进水端对称的另一端为进水流道盲端；所述出水流道的一端为出水流道盲端，出水流道上与出水流道盲端对称的另一端为出水端；所述进水流道的进水端与出水流道盲端在同一端，出水流道的出水端与进水流道盲端在同一端；

所述进水流道两端、出水流道两端均设有隔墩，进水流道两端的隔墩分别置于进水端与水泵之间的进水流道内、进水流道盲端与水泵之间的进水流道内，隔墩沿进水流道长度方向布置，且隔墩的宽度小于进水流道的宽度；

出水流道两端的隔墩分别置于出水流道盲端与水泵之间的出水流道内、出水端与水泵之间的出水流道内，隔墩沿出水流道长度方向布置，且出水流道隔墩的宽度小于进水流道的宽度；

所述隔墩的两侧均加设有异型薄板式消除回流装置，异型薄板式消除回流装置上设有若干透水孔；

所述异型薄板式消除回流装置的高度与隔墩的高度相同，异型薄板式消除回流装置的宽度为隔墩宽度的1/6，异型薄板式消除回流装置中心距隔墩边缘距离为隔墩长度的1/2，异型薄板式消除回流装置中部的宽度为隔墩宽度的2/3，异型薄板式消除回流装置顶部的宽度为隔墩宽度的1/6，异型薄板式消除回流装置的高度为隔墩宽度的4/3。

所述透水孔为方形透水孔，若干方形透水孔沿异型薄板式消除回流装置自上而下依次设置。

所述透水孔中，透水孔的长度为隔墩宽度的7/50-7/12，透水孔的高度为隔墩宽度的1/4，透水孔的宽度为隔墩宽度的1/6，透水孔与透水孔之间的间距为隔墩宽度的1/6。

所述异型薄板式消除回流装置上的若干透水孔沿异型薄板式消除回流装置上的中心线对称布置。

所述隔墩与隔墩两侧的异型薄板式消除回流装置一同浇筑，为一整体。

本发明结构合理、使用方便，本发明提供的一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，异型薄板式消除回流装置共计4组8个，分别安装于箱式进出水流道内部隔墩两侧。

技术原理：沿江低扬程泵站由于同时需要满足引水灌溉和排涝要求，多采用箱式双向流道型式。箱式双向流道由于其结构固有特征，通常在运行工况下，进水流道进水端打开闸门进水，另一端关闭闸门，同时出水流道与进水流道出水端打开闸门，另一端关闭闸门。通常情况下，水流从进水流道进水端进入，大部分水流在流经进水流道喇叭口时候受到叶轮旋转作用进入出水流道，少部分水流会绕过进水流道导水锥进入进水流道盲端，形成进水流道盲端回流。同理，进入出水流道的水流由于速度剩余环量的影响，同时在出水流道导水锥的导流作用下，呈螺旋状向出水流道两端分流，在盲端形成强度更强的回流区。进出水流道两侧盲端回流加大水力损失，影响机组水力性能，严重时，会导致机组振动加大，影响机组运行安全性。

进出水流道内加设异型薄板式消除回流装置，进水流道内水流进入进水流道盲端时候，由于消除回流装置打破原有水体结构，会阻碍回流区的形成，同时异型薄板式消除回流装置带有方形透水孔，不会阻碍水流正常流动，同时还能够起到一定的导流整流作用。

有益效果:通过在进出水流道内加设异型薄板式消除回流装置，能够有效预防流道盲端回流区的形成,有效减弱出水流道盲端较强的回流强度,同时对于进水流道盲端回流可以有效消除,在较小泵装置水力损失的同时还能够预防异常水压力脉动的产生，同时还能起到导流整流的作用，减少机组水力损失,减小机组振动，提高机组水力性能，保证机组安全高效运行。

随着南水北调沿江低扬程泵站建设实施，目前存在较多沿江地区存在较多箱式双向流道，因此本发明可应用和实施，取得较大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为箱式双向流道未加消除回流装置流线示意图。

图2为异型薄板式消除回流装置示意图。

图3为异型薄板式消除回流装置正视图。

图4为异型薄板式消除回流装置侧视图。

图5为箱式双向流道加设消除回流装置流线示意图。

图6为箱式双向流道加设消除回流装置俯视图。

图中，1进水端、2出水端、3进水流道喇叭口、4叶轮、5进水流道导水锥、6出水流道喇叭口、7出水流道导水锥、8进水流道盲端、9出水流道盲端、10隔墩、11异型薄板式消除回流装置、12透水孔。

具体实施方式

以下结合附图以及附图说明对本发明作进一步的说明。

一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，包括进水流道、出水流道以及置于进水流道、出水流道之间的水泵，出水流道置于进水流道上部，水泵内设有叶轮4，水泵面向进水流道的一端设有进水流道喇叭口3，水泵面向出水流道的一端设有出水流道喇叭口6。

在进水流道的底部设置进水流道导水锥5，进水流道导水锥5位于进水流道喇叭口3的下部，且进水流道导水锥5的部分进水流道导水锥5伸于进水流道喇叭口3内；在出水流道的顶部内侧设置出水流道导水锥7，出水流道导水锥7位于出水流道喇叭口6的上部，且出水流道导水锥7的部分水流道导水锥7伸于出水流道喇叭口6内；进水流道喇叭口3、进水流道导水锥5、出水流道喇叭口6、出水流道导水锥7为垂直同心布置。

进水流道的一端为进水端1，进水流道上与进水端1对称的另一端为进水流道盲端8；出水流道的一端为出水流道盲端9，出水流道上与出水流道盲端9对称的另一端为出水端2；进水流道的进水端1与出水流道盲端9在同一端，出水流道的出水端2与进水流道盲端8在同一端。

在进水流道两端、出水流道两端均设置隔墩10，进水流道两端的隔墩10分别置于进水端1与水泵之间的进水流道内、进水流道盲端8与水泵之间的进水流道内，隔墩10沿进水流道长度方向布置，且隔墩10的宽度小于进水流道的宽度；出水流道两端的隔墩10分别置于出水流道盲端9与水泵之间的出水流道内、出水端2与水泵之间的出水流道内，隔墩10沿出水流道长度方向布置，且出水流道隔墩10的宽度小于进水流道的宽度；

在隔墩10的两侧均加设异型薄板式消除回流装置11，异型薄板式消除回流装置11上设置若干透水孔12；透水孔12为方形透水孔，若干方形透水孔沿异型薄板式消除回流装置11自上而下依次设置。

所述异型薄板式消除回流装置11的高度与隔墩10的高度相同，异型薄板式消除回流装置11的宽度为隔墩10宽度的1/6，异型薄板式消除回流装置11中心距隔墩10边缘距离为隔墩10长度的1/2，异型薄板式消除回流装置11中部的宽度为隔墩10宽度的2/3，异型薄板式消除回流装置11顶部的宽度为隔墩10宽度的1/6，异型薄板式消除回流装置11的高度为隔墩10宽度的4/3。透水孔12中，透水孔12的长度为隔墩10宽度的7/50-7/12，透水孔12的高度为隔墩10宽度的1/4，透水孔12的宽度为隔墩10宽度的1/6，透水孔12与透水孔12之间的间距为隔墩10宽度的1/6。

异型薄板式消除回流装置11上的若干透水孔12沿异型薄板式消除回流装置11上的中心线对称布置。隔墩10与隔墩10两侧的异型薄板式消除回流装置11一同浇筑，为一整体。

我们可以设定，D₀为隔墩宽度，L₀为隔墩长度，H为异型薄板式消除回流装置11的高度，B为异型薄板式消除回流装置11的宽度，L为异型薄板式消除回流装置11中心距隔墩10边缘距离，B1为异型薄板式消除回流装置中部宽度，B2为异型薄板式消除回流装置顶部宽度，h为异型薄板式消除回流装置高度，a为方形透水孔长度，b为方形透水孔高度，B3为方形透水孔宽度，C为相邻方形透水孔与方形透水孔之间的间距；那么可以得到：

H＝h，

Claims (5)

1.一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，其特征是：包括进水流道、出水流道以及置于进水流道、出水流道之间的水泵，出水流道置于进水流道上部，水泵内设有叶轮（4），水泵面向进水流道的一端设有进水流道喇叭口（3），水泵面向出水流道的一端设有出水流道喇叭口（6）；

所述进水流道的底部设有进水流道导水锥（5），进水流道导水锥（5）位于进水流道喇叭口（3）的下部，且进水流道导水锥（5）部分伸于进水流道喇叭口（3）内；所述出水流道的顶部内侧设有出水流道导水锥（7），出水流道导水锥（7）位于出水流道喇叭口（6）的上部，且出水流道导水锥（7）部分伸于出水流道喇叭口（6）内；所述进水流道喇叭口（3）、进水流道导水锥（5）、出水流道喇叭口（6）、出水流道导水锥（7）为垂直同心布置；

所述进水流道的一端为进水端（1），进水流道上与进水端（1）对称的另一端为进水流道盲端（8）；所述出水流道的一端为出水流道盲端（9），出水流道上与出水流道盲端（9）对称的另一端为出水端（2）；所述进水流道的进水端（1）与出水流道盲端（9）在同一端，出水流道的出水端（2）与进水流道盲端（8）在同一端；

所述进水流道两端、出水流道两端均设有隔墩（10），进水流道两端的隔墩（10）分别置于进水端（1）与水泵之间的进水流道内、进水流道盲端（8）与水泵之间的进水流道内，隔墩（10）沿进水流道长度方向布置，且隔墩（10）的宽度小于进水流道的宽度；

出水流道两端的隔墩（10）分别置于出水流道盲端（9）与水泵之间的出水流道内、出水端（2）与水泵之间的出水流道内，隔墩（10）沿出水流道长度方向布置，且出水流道隔墩（10）的宽度小于进水流道的宽度；

所述隔墩（10）的两侧均加设有异型薄板式消除回流装置（11），异型薄板式消除回流装置（11）上设有若干透水孔（12）；

所述异型薄板式消除回流装置（11）的高度与隔墩（10）的高度相同，异型薄板式消除回流装置（11）的宽度为隔墩（10）宽度的1/6，异型薄板式消除回流装置（11）中心距隔墩（10）边缘距离为隔墩（10）长度的1/2，异型薄板式消除回流装置（11）中部的宽度为隔墩（10）宽度的2/3，异型薄板式消除回流装置（11）顶部的宽度为隔墩（10）宽度的1/6，异型薄板式消除回流装置（11）的高度为隔墩（10）宽度的4/3。

2.根据权利要求1所述的一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，其特征是：所述透水孔（12）为方形透水孔，若干方形透水孔沿异型薄板式消除回流装置（11）自上而下依次设置。

3.根据权利要求2所述的一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，其特征是：所述透水孔（12）中，透水孔（12）的长度为隔墩（10）宽度的7/50-7/12，透水孔（12）的高度为隔墩（10）宽度的1/4，透水孔（12）的宽度为隔墩（10）宽度的1/6，透水孔（12）与透水孔（12）之间的间距为隔墩（10）宽度的1/6。

4.根据权利要求1所述的一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，其特征是：所述异型薄板式消除回流装置（11）上的若干透水孔（12）沿异型薄板式消除回流装置（11）上的中心线对称布置。

5.根据权利要求1所述的一种箱式双向流道内异型薄板式消除回流装置，其特征是：所述隔墩（10）与隔墩（10）两侧的异型薄板式消除回流装置（11）一同浇筑，为一整体。