CN110185102B - 一种设置均匀配水装置的圆形泵站集水池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，分上下两层结构，下层结构包括进水箱涵、配水箱涵，上层结构包括水泵进水流道、隔墩和水泵机组，所述上层结构与下层结构之间由均匀配水装置衔接；所述均匀配水装置由导流板、支撑立柱及压板组成，所述导流板包括垂直交叉布置的横向导流板和纵向导流板，所述压板包括自下而上分级布置的第一层压板、第二层压板、第三层压板。本发明提供的集水池，有效改善底部水流的回流、旋流流态，均化迎水面和背水面的流量分配，利用逐级配置的三层压板，使得集水池上层水流在平面方向上均匀向四周扩散，立面方向上均匀配流，从而实现泵站均匀出流的目的，改善水泵的进流条件，保证水泵安全、高效运行。

Description

一种设置均匀配水装置的圆形泵站集水池
技术领域
本发明涉及一种设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，属于城市给排水泵站工程技术领域。
背景技术
城市给排水泵站中，集水池是连接进水管涵与水泵机组的过水建筑物，集水池水流流态的优劣直接关系到水泵的安全、高效运行。集水池通常布置为正向集水池、侧向集水池等形式，当集水池中存在偏流、回流、旋涡等不良流态时，在集水池中布置导流墩、底坎、导流板等整流措施，可以较好的调整集水池水流，使得水泵能够获得良好的进流条件，从而保障水泵机组的安全、高效运行。但受城市用地和进、出流条件限制，部分泵站可能采用单侧管涵进流、四周环向出流的圆形集水池布置形式，圆形集水池中通常存在水流顶冲、配水不均、偏流等现象，从而使得水泵进流条件不佳。由于水流周向出流，采用传统方式的整流措施难以对圆形集水池内的流速分布进行有效调整，水泵稳定、高效运行受到极大挑战。因此，设计一种能有效调整圆形集水池的流速分布、均化周向出流的配水流量、改善水泵进流条件的均匀配水装置，对圆形泵站集水池的设计运行有着重要的意义。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，使得圆形集水池亦能获得良好的水流流态，从而保障水泵机组的安全、高效运行。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，分上下两层结构，下层结构包括进水箱涵、配水箱涵，上层结构包括水泵进水流道、隔墩和水泵机组，所述上层结构与下层结构之间由均匀配水装置衔接；所述均匀配水装置由导流板、支撑立柱及压板组成，所述导流板包括垂直交叉布置的横向导流板和纵向导流板，所述压板包括自下而上分级布置的第一层压板、第二层压板、第三层压板。
进一步地，所述横向导流板前缘位于圆形集水池的中心位置，后缘延伸至配水箱涵后壁；所述纵向导流板为“倒T型”结构，纵向导流板两侧板顶高程低于配水箱涵顶高程，中部板顶高程高于配水箱涵顶高程且低于第一层压板底高程。
进一步地，所述纵向导流板悬空式设置，悬空高度H0＝H/3～H/2，其中H为均匀配水装置所在位置处配水箱涵高度。
进一步地，所述第一层压板、第二层压板、第三层压板均为圆形环结构，外环直径相等，内环直径由下至上逐渐减小。
进一步地，所述第一层压板内径D1＝(70％～90％)D0，第二层压板内径D2＝(50％～70％)D0，第三层压板内径D3＝(30％～50％)D0；三层压板外径均为D＝(150％～200％)D0，其中D0为集水池上层结构进口的圆孔直径。
进一步地，所述第三层压板的顶高程H3低于集水池的上层设计水位，H3＝h1+h2+h3+3h，90％Hdesign≤H3≤Hdesign，其中Hdesign为集水池上层结构设计水位，h1为第一层压板底高程，h2为第一层压板与第二层压板之间的净距离，h3为第二层压板与第三层压板之间的净距离，h为每层压板的厚度。
有益效果：本发明提供的设置有均匀配水装置的圆形泵站集水池可以有效改善圆形集水池的周向流量分配和进水流道流速分布，所述均匀配水装置是由导流板、压板以及支撑结构组合而成的组合式整流技术，整流效果好。所述横向导流板布置于下层配水箱涵，可以改善底部水流的回流和旋流流态，具有减小局部水力损失、促使水流均匀平顺向上流动的作用；所述纵向导流板为悬空式布置，呈“倒T型”结构，可以减小水流的顶冲作用，使得迎水面和背水面均有较好的配水效果；所述压板为环形结构，分三层布置，通过逐级配水，使得水流在平面方向上向四周均匀扩散，三层压板外环直径相等，内环直径由下至上逐渐减小，这有利于水流沿立面方向逐级配送，从而实现均匀出流的目的。
附图说明
图1为本发明集水池平面布置示意图；
图2为集水池下层结构示意图；
图3为集水池上层结构示意图；
图4为图1的横断面示意图；
图5为图1的纵断面示意图；
图6为实施例1的泵站进水流道进口流速分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1～图5所示，一种设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，分为上下两层结构，下层结构平面上呈现梯形，包括进水箱涵1、配水箱涵2，所述配水箱涵2为进水箱涵1和泵站集水池上层之间的连接建筑物，来流侧连接进水箱涵1，出流侧通过一个平面方向的圆形孔口与集水池上层结构相连；上层结构平面上呈现圆形，包括水泵进水流道10、隔墩11和水泵机组9；所述上层结构与下层结构之间由均匀配水装置衔接。
所述均匀配水装置由导流板、支撑立柱3及压板组成，所述导流板包括垂直交叉布置的横向导流板4和纵向导流板5，所述压板包括自下而上分级布置的第一层压板6、第二层压板7、第三层压板8。通过两个导流板作用，使得水流均匀向上配水，通过三个压板作用，使得水流在平面方向上均匀向四周扩散，从而达到均化各进水流道的流速分布，改善水泵的进流条件，保证水泵的安全、高效运行的目的。
所述横向导流板4前缘位于圆形集水池的中心位置，后缘延伸至配水箱涵2后壁；所述纵向导流板5为“倒T型”结构，两侧板顶高程低于配水箱涵2顶高程，中部板顶高程高于配水箱涵2顶高程且低于第一层压板6底高程。所述纵向导流板5悬空式布置，悬空高度H0＝H/3～H/2，其中H为均匀配水装置所在位置处配水箱涵高度，参见图5。
所述第一层压板6、第二层压板7、第三层压板8均为圆形环结构，外环直径相等，内环直径右下至上逐渐减小。第一层压板6内径D1＝(70％～90％)D0，第二层压板7内径D2＝(50％～70％)D0，第三层压板8内径D3＝(30％～50％)D0；三层压板外径均为D＝(150％～200％)D0，其中D0为集水池上层结构进口的圆孔直径。
所述第三层压板8的顶高程H3低于集水池的上层设计水位，H3＝h1+h2+h3+3h，90％Hdesign≤H3≤Hdesign，其中Hdesign为集水池上层结构设计水位，h1为第一层压板6底高程，h2为第一层压板6与第二层压板7之间的净距离，h3为第二层压板7与第三层压板8之间的净距离，h为每层压板的厚度；第一层压板6底高程h1以及各层压板之间的净距h2、h3应基本相当。
实施例1
具体实施时参数设置如下：
泵站抽水流量Q为36.6m3/s，单泵流量Q′为3.66m3/s，配水箱进口宽度B为18m，出口宽度B′为8m，均匀配水装置所在位置处配水箱涵高度H为2.20m，集水池上层结构进口的圆孔直径D0为5m，纵向导流板悬空高度H0为0.8m，纵向导流板两侧板顶距配水箱涵底部高度为1.5m，纵向导流板中部板顶距配水箱涵底部高度为3.9m，第一层压板底高程h1及三层压板之间净距h2、h3均为1.6m，压板厚度h为0.3m，第一层压板内径D1为4.2m，第二层压板内径D2为3.4m，第三层压板内径D3为2.4m，三层压板外径D为8.6m，集水池设计运行水位距池底的水深Hdesign为6.0m。
根据物理模型试验结果可知，参考图6，实施例中的圆形泵站集水池，在设计水位下运行时，各台水泵进水流道进口流速分布均为均匀，各断面平均流速在0.13m/s～0.22m/s之间，中间流速稍大，两侧流速稍小，立面流速分布上，上层流速稍小，在0.06～0.12之间，下层流速稍大，在0.15～0.30之间，这有利于水泵喇叭口的平顺吸水。另外，实测泵站进水系统水头损失约为0.24m，可见该形式的均匀配水装置可以使得泵站进水系统控制在较小的水头损失，且集水池具有较好的配水效果，水泵吸水条件良好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，其特征在于：所述集水池分上下两层结构，下层结构包括进水箱涵(1)、配水箱涵(2)，上层结构包括水泵进水流道(10)、隔墩(11)和水泵机组(9)，所述上层结构与下层结构之间由均匀配水装置衔接；所述均匀配水装置由导流板、支撑立柱(3)及压板组成，所述导流板包括垂直交叉布置的横向导流板(4)和纵向导流板(5)，所述压板包括自下而上分级布置的第一层压板(6)、第二层压板(7)、第三层压板(8)。
2.根据权利要求1所述的设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，其特征在于：所述横向导流板(4)前缘位于圆形集水池的中心位置，后缘延伸至配水箱涵(2)后壁；所述纵向导流板(5)为“倒T型”结构，纵向导流板(5)两侧板顶高程低于配水箱涵(2)顶高程，中部板顶高程高于配水箱涵(2)顶高程且低于第一层压板(6)底高程。
3.根据权利要求1或2所述的设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，其特征在于：所述纵向导流板(5)悬空式设置，悬空高度H0＝H/3～H/2，其中H为均匀配水装置所在位置处配水箱涵高度。
4.根据权利要求1所述的设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，其特征在于：所述第一层压板(6)、第二层压板(7)、第三层压板(8)均为圆形环结构，外环直径相等，内环直径由下至上逐渐减小。
5.根据权利要求1或4所述的设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，其特征在于：所述第一层压板(6)内径D1＝(70％～90％)D0，第二层压板(7)内径D2＝(50％～70％)D0，第三层压板(8)内径D3＝(30％～50％)D0；三层压板外径均为D＝(150％～200％)D0，其中D0为集水池上层结构进口的圆孔直径。
6.根据权利要求1或4所述的设置均匀配水装置的圆形泵站集水池，其特征在于：所述第三层压板(8)的顶高程H3低于集水池的上层设计水位，H3＝h1+h2+h3+3h，90％Hdesign≤H3≤Hdesign，其中Hdesign为集水池上层结构设计水位，h1为第一层压板(6)底高程，h2为第一层压板(6)与第二层压板(7)之间的净距离，h3为第二层压板(7)与第三层压板(8)之间的净距离，h为每层压板的厚度。
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