CN113389736A - 一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置 - Google Patents

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梁波
桂绍波
崔磊
谌睿
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Abstract

本发明公开了一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置，涉及水利水务领域。它包括包括输水干渠、流道全断面泵组、人工水垫塘、泵组功率控制柜和水垫塘高度调节器；流道全断面泵组内有螺旋轴流泵组；泵组功率控制柜与螺旋轴流泵组连接，水垫塘高度调节器与水垫塘高度调节器连接。本发明提在干渠的不同位置设置可加大流速、提高局部区段水头的控流提升系统，从而使输水干渠不再被动自流，而变为具有全范围内可控可调节水动力流，能现实水资源动态配置和最大利用，具有显著的社会效益和经济效益。

Description

一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置
技术领域
本发明涉及水利水务领域，更具体地说它是一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置。
背景技术
输水干渠，特别是人工输水干渠，一般均采用自流的方式，如南水北调中线工程总干渠，长达1200km的输水渠道全程采用自流的方式。在干渠的流道上共设置了控制性功能的节制闸64座。南水北调中线干渠由于总水头最高只有100m，而且流道长达1200km，因此在自流方式下渠道内水流速较慢，平均不到0.9m/s，过慢的流速不仅使输水量受限，而且容易导致水质受到面源及大气沉降污染，导致水质变差。南水北调中线干渠的这些现象已成为采用自流方式输水干渠的普遍问题。
因此，研发一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置很有必要。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置，其特征在于：包括输水干渠、流道全断面泵组、人工水垫塘、泵组功率控制柜和水垫塘高度调节器；
所述流道全断面泵组位于输水干渠内，流道全断面泵组内有螺旋轴流泵组；
所述人工水垫塘位于输水干渠流道底部；
所述泵组功率控制柜和水垫塘高度调节器位于输水干渠的马道上，泵组功率控制柜通过泵组动力电缆与螺旋轴流泵组连接，水垫塘高度调节器通过水垫塘液压动力电缆与水垫塘高度调节器连接。
在上述技术方案中，还包括门槽；所述门槽与流道全断面泵组顶部连接，门槽上方有门机。
在上述技术方案中，所述门槽通过多个泵组提升机构与全断面泵组顶部连接。
在上述技术方案中，所述泵组功率控制柜上有螺旋轴流泵组轴线角度控制调节装置，螺旋轴流泵组轴线角度控制调节装置用于调节和控制螺旋轴流泵组轴线角度，角度调节范围为0-30°。
在上述技术方案中，所述泵组提升机构上有泵组倾角调节机械联动结构，使得泵组提升机构倾角与螺旋轴流泵组倾角保持一致。
在上述技术方案中，所述流道全断面泵组整体结构为网孔状。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明提在干渠的不同位置设置可加大流速、提高局部区段水头的控流提升系统，从而使输水干渠不再被动自流，而变为具有全范围内可控可调节水动力流，能现实水资源动态配置和最大利用，具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置，其特征在于：包括输水干渠1、流道全断面泵组2、人工水垫塘4、泵组功率控制柜5和水垫塘高度调节器6；
所述流道全断面泵组2位于输水干渠1内，流道全断面泵组2内有螺旋轴流泵组21；
所述人工水垫塘4位于输水干渠1流道底部；
所述泵组功率控制柜5和水垫塘高度调节器6位于输水干渠1的马道11上，泵组功率控制柜5通过泵组动力电缆51与螺旋轴流泵组21连接，水垫塘高度调节器6通过水垫塘液压动力电缆61与水垫塘高度调节器6连接。
还包括门槽3；所述门槽3与流道全断面泵组2顶部连接，门槽3上方有门机。通过门机提升流道全断面泵组2，现实流速从0(全关闭)到150％-200％(断面原流速)范围内无极调节。
所述门槽3通过多个泵组提升机构7与全断面泵组2顶部连接。
所述泵组功率控制柜5上有螺旋轴流泵组轴线角度控制调节装置52，螺旋轴流泵组轴线角度控制调节装置52用于调节和控制螺旋轴流泵组轴线角度，角度调节范围为0-30°。
所述泵组提升机构7上有泵组倾角调节机械联动结构71，使得泵组提升机构7倾角与螺旋轴流泵组21倾角保持一致。
所述流道全断面泵组2整体结构为网孔状。
实际使用中，输水干渠1为开敞式输水明渠，渠道一般为人工混凝土衬砌流道，上方无遮盖。衬砌渠道两侧设有运行巡视及运输检修设备用的马道11，马道11为混凝土或沥青路面，马道11两侧一般还设有缓冲保护林带，用以封闭式管理和保障水质安全。
流道全断面泵组2为混凝土预制或钢结构，整体结构为网孔状，可装螺旋轴流泵组21，流道全断面泵组2上部为平台结构，可作为检修维护通道，或作为太阳能光伏板的支持平台，具有多种功能。
螺旋轴流泵组21顺水流方向布置于流道全断面泵组2中，为有源驱动，泵组功率、转速可调可控。
人工水垫塘4为不等高渠道底部基础，用于水头抬升，可为整体钢板弧面固定结构，也可以采用组合导叶、液压可调前后高度差的结构；人工水垫塘4位于输水干渠1流道底部，形成输水干渠1底部的高差变化。
泵组功率控制柜5用于控制螺旋轴流泵组21的功率。
泵组动力电缆51用于向螺旋轴流泵组21提供动力，可为水下电缆或其它耐水防水电缆。
螺旋轴流泵组轴线角度控制调节装置52用于调节和控制螺旋轴流泵组21轴线角度，一般角度调节范围为0-30°。
水垫塘高度调节器6用于控制调节人工水垫塘4的高度，可采用液压的方式(固定式水垫塘无此设备)。
泵组倾角调节机械联动结构71用于保持螺旋轴流泵组21倾角的一致性，以减少水阻。
水垫塘液压动力电缆61用于向人工水垫塘4液压系统供动力，可为水下电缆或其它耐水防水电缆。
门槽3设在流道全断面泵组2的两侧，流道全断面泵组2整体可沿门槽3移动、吊出、吊入。
泵组提升机构7设置流道全断面泵组2的上方，利用泵组提升机构7可整体或局部单元提升，从而能够从0-200％的范围内调节流速。
本发明在输水干渠1的流道断面设置流道全断面泵组2、门槽3和泵组提升机构7，全断面泵组2内设多个贯流式螺旋轴流泵，螺旋轴流泵的倾斜角可调节，门槽3和泵组提升机构7沿水流方向的底部高程呈螺旋轴流泵同样的或相似的倾斜角布置，以形成入口和出口处的底部高程差(约0.5m-1.0m)。
利用外部电源，通过全断面、密集布置的螺旋轴流泵，可实现两侧的水头(主要为提升)、流速(主要为加速)形成差异，从而可以调节流道断面流速，调节流道输水量；此外，螺旋轴流泵的转速可调，工作组数、个数可调，与人工水垫塘4的高程差可调，且螺旋轴流泵和人工水垫塘4高程差可以联调联动，联动的方式可以为机械联动、电气联动。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (6)

1.一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置，其特征在于：包括输水干渠(1)、流道全断面泵组(2)、人工水垫塘(4)、泵组功率控制柜(5)和水垫塘高度调节器(6)；
所述流道全断面泵组(2)位于输水干渠(1)内，流道全断面泵组(2)内有螺旋轴流泵组(21)；
所述人工水垫塘(4)位于输水干渠(1)流道底部；
所述泵组功率控制柜(5)和水垫塘高度调节器(6)位于输水干渠(1)的马道(11)上，泵组功率控制柜(5)通过泵组动力电缆(51)与螺旋轴流泵组(21)连接，水垫塘高度调节器(6)通过水垫塘液压动力电缆(61)与水垫塘高度调节器(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置，其特征在于：还包括门槽(3)；所述门槽(3)与流道全断面泵组(2)顶部连接，门槽(3)上方有门机。
3.根据权利要求2所述的一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置，其特征在于：所述门槽(3)通过多个泵组提升机构(7)与全断面泵组(2)顶部连接。
4.根据权利要求3所述的一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置，其特征在于：所述泵组功率控制柜(5)上有螺旋轴流泵组轴线角度控制调节装置(52)，螺旋轴流泵组轴线角度控制调节装置(52)用于调节和控制螺旋轴流泵组轴线角度，角度调节范围为0-30°。
5.根据权利要求4所述的一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置，其特征在于：所述泵组提升机构(7)上有泵组倾角调节机械联动结构(71)，使得泵组提升机构(7)倾角与螺旋轴流泵组(21)倾角保持一致。
6.根据权利要求5所述的一种输水干渠径流断面微提升水头加大流速的装置，其特征在于：所述流道全断面泵组(2)整体结构为网孔状。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114016469A (zh) * 2021-10-29 2022-02-08 长江勘测规划设计研究有限责任公司 设置临时前池改变渠底坡度加大流速的装置及使用方法

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