CN109778772A - 一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置 - Google Patents

Abstract

一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，属于水利工程和市政工程泵站调水技术领域，在进水泵站进水池进口附近设置J型导流墩和可调翼型导流横档，通过J型导流墩的圆弧导流墩把河道中的水平顺地引入到进水池，圆弧导流墩和直导流墩的间隙可以平衡导流墩两侧水量，尽可能保证两侧水量一致；直导流墩可以对水流起到进一步的导流作用，可调翼型导流横档则可以分别对进水池内面层、中层和底层水流进行引导，避免纵向流动的发生，改善进水池内的流速分布和压力分布条件，使得水流平顺地流向水泵进水口，有效解决了侧向进水泵站进水池内存在的主流偏折、横向流动和严重旋涡的问题，提高了泵站运行的稳定性能。

Description

一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置

技术领域

本发明属于水利工程和市政工程泵站调水技术领域，涉及一种进水池流态导流装置，具体的说是涉及一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置。

背景技术

为了保证进水流态的平顺，泵站应布置为正向进水，当受到地形条件、土建规模和规划功能等因素的限制而无法采用正向进水布置时，需要采用侧向进水泵站。侧向进水泵站进水构筑物包括引渠、前池、翼墙、进水池和隔墩等，中小型泵站采用侧向进水形式的居多。由于侧向进水泵站进水池入流方向与主流方向不一致，造成主流严重偏折，进水池内主流偏向一侧，压力分布不均，发生旋涡或回流区等不良流态。上述不良流态会对水泵的吸水条件产生严重的干扰，严重影响泵站的稳定运行。

目前，针对进水池内不良流态进行改善的整流措施主要有导流墩、立柱和压水板等。但是，由于侧向进水泵站布置相对特殊，进水池内主流发生偏折不可避免，严重时可达90°，由此造成压力分布不均，进水池内发生横向流动，产生严重的旋涡或回流，吸水条件不好，泵站运行问题较多，常伴随运行振动和噪声。在解决上述问题的过程中，往往单一的整流措施的效果不够理想，无法充分保证侧向进水泵站水泵的吸水条件和稳定运行。

发明内容

本发明目的是针对目前侧向进水泵站布置相对特殊，进水池内主流发生偏折不可避免，严重时可达90°，造成压力分布不均，进水池内发生横向流动，产生严重的旋涡或回流，吸水条件不好，常伴随运行振动和噪声等不足，而目前进水池内不良流态进行改善的整流措施主要有导流墩、立柱和压水板，这些整流措施的效果不够理想，无法充分保证侧向进水泵站水泵的吸水条件和稳定运行，提出一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，通过该装置可有效解决侧向进水泵站进水池内存在的主流偏折、横向流动和严重旋涡的问题，提高泵站运行的稳定性能。

本发明的技术方案是：一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，包括引渠、闸和边坡形成的河道；其特征在于：所述河道一侧设有若干个并列设置的进水池，所述进水池由翼墙和进水池后壁构成，所述进水池与进水池之间设有隔墩，所述进水池进口处设有J型导流墩和可调节翼型导流横档，所述进水池内部靠近所述进水池后壁处设有水泵吸水管，所述J型导流墩由带有角度α的圆弧导流墩段和直导流墩段构成，所述圆弧导流墩段与直导流墩段之间设有间隙，所述圆弧导流墩段设置在所述进水池的入口处，所述圆弧导流墩段开口朝向水流动方向，所述直导流墩段的轴线与进水池的中轴线重合设置，所述可调翼型导流横档设置在所述直导流墩段的两侧，所述可调翼型导流横档的端面轮廓是由钝缘侧和锐缘侧形成的左右对称翼型结构，所述钝缘侧迎着水流方向设置，所述可调翼型导流横档的一端设有连杆并通过连杆与进水池壁活动连接，所述可调翼型导流横档的另一端设有滚轮，并通过直导流墩段上的凹槽与直导流墩壁相连接，所述可调翼型导流横档断面轮廓的中心线与水平面形成夹角β，通过调节夹角β的大小对进水池内流态进行调节。

所述进水池宽度是水泵吸水管直径的3倍。

所述圆弧导流墩段头部为圆头，尾部衔接设有小段直导流墩，小段直导流墩的长度是水泵吸水管直径的0.2倍，圆弧导流墩段头部中轴线与河道主流方向一致，尾部中点与进水池中轴线重合，圆弧导流墩段头部至进水池进口的距离为水泵吸水管直径的0.25～0.3倍。

所述圆弧导流墩段的宽度是水泵吸水管直径的0.2～0.4倍，圆弧导流墩段的长度是水泵吸水管直径的0.45～0.5倍，圆弧导流墩段的高度与水位齐平。

所述直导流墩段与圆弧导流墩段间的间隙为水泵吸水管直径的0.2～0.6倍，直导流墩段的宽度、高度均与圆弧导流墩一致，直导流墩段的长度是水泵吸水管直径的1.5～2.0倍，直导流墩段的尾部到水泵吸水管中心的距离为水泵吸水管直径的4.75～5.25倍。

所述可调翼型导流横档设置在直导流墩段的两侧，每侧数量为3个，3个可调翼型导流横档分别设置在直导流墩段高度的1/4、1/2和3/4处。

所述可调翼型导流横档的轮廓断面长度是水泵吸水管直径的1倍，最大宽度是水泵吸水管直径的0.12倍，可调翼型导流横档的轮廓骨线中点与直导流墩段长度中点一致。

所述J型导流墩为现场浇筑，采用钢筋混凝土结构或金属结构，直导流墩两侧根据水位开设几组带有卡口的凹槽。

所述可调翼型导流横档采用PVC板或金属板通过预制形成。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，结构上，在进水泵站进水池进口附近设置J型导流墩和可调翼型导流横档，其中J型导流墩为圆弧导流墩段和直导流墩段，装置结构新颖，通过J型导流墩的圆弧导流墩把河道中的水平顺地引入到进水池，圆弧导流墩和直导流墩的间隙可以平衡导流墩两侧水量，尽可能保证两侧水量一致；直导流墩可以对水流起到进一步的导流作用；可调翼型导流横档则可以分别对进水池内面层、中层和底层水流进行引导，避免纵向流动的发生，改善进水池内的流速分布和压力分布条件，使得水流平顺地流向水泵进水口，为水泵提供良好的吸水条件，本发明所涉的联合导流措施结构简单，工程量小，容易制作，造价较低，便于制造和安装。对于侧向进水泵站而言，无需增加侧向进水泵站本身的施工量，也无需增加泵站占地，减少工程建设和优化成本，有效解决了侧向进水泵站进水池内存在的主流偏折、横向流动和严重旋涡的问题，提高了泵站运行的稳定性能。

附图说明

图1 为本发明在侧向进水泵站进水结构中的平面布置示意图。

图2 为本发明中进水池内结构示意图。

图3 为图2中A-A方向剖视结构示意图。

图中：进水池后壁1、引渠2、水泵吸水管3、河道4、J型导流墩5、进水池6、翼墙7、边坡8、隔墩9、可调翼型导流横档10、闸11、圆弧导流墩段12、直导流墩段13、喇叭口14、出水弯管15。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-3所示，一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，包括引渠2、闸11和边坡8形成的河道4；河道4一侧设有若干个并列设置的进水池6，进水池6由翼墙7和进水池后壁1构成，进水池6与进水池6之间设有隔墩9，进水池6进口处设有J型导流墩5和可调节翼型导流横档10，进水池6内部靠近进水池后壁1处设有水泵吸水管3，J型导流墩5由带有角度α的圆弧导流墩段12和直导流墩段13构成，圆弧导流墩段12与直导流墩段13之间设有间隙，圆弧导流墩段12设置在进水池6的入口处，圆弧导流墩段12开口朝向水流动方向，直导流墩段13的轴线与进水池6的中轴线重合设置，可调翼型导流横档10设置在直导流墩段13的两侧，可调翼型导流横档10的端面轮廓是由钝缘侧和锐缘侧形成的左右对称翼型结构，钝缘侧迎着水流方向设置，可调翼型导流横档10的一端设有连杆并通过连杆与进水池壁活动连接，可调翼型导流横档10的另一端设有滚轮，并通过直导流墩段13上的凹槽与直导流墩壁相连接，可调翼型导流横档10断面轮廓的中心线与水平面形成夹角β，通过调节夹角β的大小对进水池内流态进行调节。

如图1-3所示，一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，进水池6宽度是水泵吸水管3直径的3倍；圆弧导流墩段12头部为圆头，尾部衔接设有小段直导流墩，小段直导流墩的长度是水泵吸水管3直径的0.2倍，圆弧导流墩段12头部中轴线与河道4主流方向一致，尾部中点与进水池6中轴线重合，圆弧导流墩段12头部至进水池6进口的距离为水泵吸水管3直径的0.25～0.3倍；圆弧导流墩段12的宽度是水泵吸水管3直径的0.2～0.4倍，圆弧导流墩段12的长度是水泵吸水管3直径的0.45～0.5倍，圆弧导流墩段12的高度与水位齐平；直导流墩段13与圆弧导流墩段12间的间隙为水泵吸水管3直径的0.2～0.6倍，直导流墩段13的宽度、高度均与圆弧导流墩12一致，直导流墩段13的长度是水泵吸水管3直径的1.5～2.0倍，直导流墩段13的尾部到水泵吸水管3中心的距离为水泵吸水管3直径的4.75～5.25倍；可调翼型导流横档10设置在直导流墩段13的两侧，每侧数量为3个，3个可调翼型导流横档10分别设置在直导流墩段高度的1/4、1/2和3/4处；可调翼型导流横档10的轮廓断面长度是水泵吸水管直径的1倍，最大宽度是水泵吸水管直径的0.12倍，可调翼型导流横档10的轮廓骨线中点与直导流墩段长度中点一致；J型导流墩5为现场浇筑，采用钢筋混凝土结构或金属结构，直导流墩两侧根据水位开设几组带有卡口的凹槽；可调翼型导流横档10采用PVC板或金属板通过预制形成。

如图1-3所示，一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置的工作原理如下：侧向进水泵站几何特征使得河道和进水池主流方向不一致，流动偏折严重，压力分布不均，横向流动频生，旋涡、回流时有发生。本发明中J型导流墩的圆弧导流墩作用是把河道中的水平顺地引入到进水池；圆弧导流墩和直导流墩的间隙可以平衡导流墩两侧水量，尽可能保证两侧水量一致；直导流墩可以对水流起到进一步的导流作用，有效防止进水池内的横向流动，干预偏流；可调翼型导流横档则可以分别对进水池内面层、中层和底层水流进行引导，避免纵向流动的发生，改善进水池内的流速分布和压力分布条件，使得水流平顺地流向水泵进水口，为水泵提供良好的吸水条件。

Claims (9)

1.一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，包括引渠(2)、闸(11)和边坡(8)形成的河道(4)；其特征在于：所述河道(4)一侧设有若干个并列设置的进水池(6)，所述进水池(6)由翼墙(7)和进水池后壁(1)构成，所述进水池(6)与进水池(6)之间设有隔墩(9)，所述进水池(6)进口处设有J型导流墩(5)和可调节翼型导流横档(10)，所述进水池(6)内部靠近所述进水池后壁(1)处设有水泵吸水管(3)，所述J型导流墩(5)由带有角度α的圆弧导流墩段(12)和直导流墩段(13)构成，所述圆弧导流墩段(12)与直导流墩段(13)之间设有间隙，所述圆弧导流墩段(12)设置在所述进水池(6)的入口处，所述圆弧导流墩段(12)开口朝向水流动方向，所述直导流墩段(13)的轴线与进水池(6)的中轴线重合设置，所述可调翼型导流横档(10)设置在所述直导流墩段(13)的两侧，所述可调翼型导流横档(10)的端面轮廓是由钝缘侧和锐缘侧形成的左右对称翼型结构，所述钝缘侧迎着水流方向设置，所述可调翼型导流横档(10)的一端设有连杆并通过连杆与进水池壁活动连接，所述可调翼型导流横档(10)的另一端设有滚轮，并通过直导流墩段(13)上的凹槽与直导流墩壁相连接，所述可调翼型导流横档(10)断面轮廓的中心线与水平面形成夹角β，通过调节夹角β的大小对进水池内流态进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，其特征在于：所述进水池(6)宽度是水泵吸水管(3)直径的3倍。

3.根据权利要求1所述的一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，其特征在于：所述圆弧导流墩段(12)头部为圆头，尾部衔接设有小段直导流墩，小段直导流墩的长度是水泵吸水管(3)直径的0.2倍，圆弧导流墩段(12)头部中轴线与河道(4)主流方向一致，尾部中点与进水池(6)中轴线重合，圆弧导流墩段(12)头部至进水池(6)进口的距离为水泵吸水管(3)直径的0.25～0.3倍。

4.根据权利要求1所述的一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，其特征在于：所述圆弧导流墩段(12)的宽度是水泵吸水管(3)直径的0.2～0.4倍，圆弧导流墩段(12)的长度是水泵吸水管(3)直径的0.45～0.5倍，圆弧导流墩段(12)的高度与水位齐平。

5.根据权利要求1所述的一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，其特征在于：所述直导流墩段(13)与圆弧导流墩段(12)间的间隙为水泵吸水管(3)直径的0.2～0.6倍，直导流墩段(13)的宽度、高度均与圆弧导流墩(12)一致，直导流墩段(13)的长度是水泵吸水管(3)直径的1.5～2.0倍，直导流墩段(13)的尾部到水泵吸水管(3)中心的距离为水泵吸水管(3)直径的4.75～5.25倍。

6.根据权利要求1所述的一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，其特征在于：所述可调翼型导流横档(10)设置在直导流墩段(13)的两侧，每侧数量为3个，3个可调翼型导流横档(10)分别设置在直导流墩段高度的1/4、1/2和3/4处。

7.根据权利要求1所述的一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，其特征在于：所述可调翼型导流横档(10)的轮廓断面长度是水泵吸水管直径的1倍，最大宽度是水泵吸水管直径的0.12倍，可调翼型导流横档(10)的轮廓骨线中点与直导流墩段长度中点一致。

8.根据权利要求1所述的一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，其特征在于：所述J型导流墩(5)为现场浇筑，采用钢筋混凝土结构或金属结构，直导流墩两侧根据水位开设几组带有卡口的凹槽。

9.根据权利要求1所述的一种改善侧向进水泵站进水池流态的联合导流装置，其特征在于：所述可调翼型导流横档(10)采用PVC板或金属板通过预制形成。