CN114495678A - 一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，包括进水池，所述进水池中从左至右依次设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板与所述进水池可拆卸连接，第一喇叭管垂直设置于所述第一隔板左侧通过管道连接第一泵，所述第一泵的出口连接进水池，第二喇叭管水平设置在所述第一隔板和第二隔板之间通过管道连接所述第一泵，所述进水池右侧通过管道连接第二泵，所述第二泵出口连接管道设置于所述进水池左侧。本发明可以在两种不同流态条件下开展实验，在喇叭管附近流域采用透明有机玻璃材质，设置波纹管，用以补偿管道位移，吸收振动能量，设置稳流栅，消除不均匀来流的影响。

Description

一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台
技术领域
本发明涉及试验台技术领域，具体涉及一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台。
背景技术
黄河是世界上含沙量最大的河流，在黄河上有很多以黄河为水源的泵站，而饮水必引沙，泥沙的存在会恶化水流流态，加剧水泵的磨损，降低水泵的效率，而进水池位于泵房之前，对水泵内流态起着关键作用，进水池内水流的流态将直接影响水泵机组的运行状况。当下，泥沙对黄河上水流流态的影响程度以及作用机理还不清楚，含沙条件下进水池流态问题的相关研究较少，所以建立进水池试验台研究含沙条件下进水池的流态问题是非常有必要的。目前，黄河上的泵站进水位置主要分为两种，水源处及各级泵站进水池，取水的环境和条件并不相同，水源处取水是在流动的河里(动水条件)取水，而各级泵站通常是修建进水池取水，目前缺少两者兼顾的相关进水池试验台。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台。
本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：
一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，包括进水池，所述进水池中从左至右依次设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板与所述进水池可拆卸连接，第一喇叭管垂直设置于所述第一隔板左侧通过管道连接第一泵，所述第一泵的出口连接进水池，第二喇叭管水平设置在所述第一隔板和第二隔板之间通过管道连接所述第一泵，所述进水池右侧通过管道连接第二泵，所述第二泵出口连接管道设置于所述进水池左侧。
进一步地，所述第二泵入口前设置泥沙过滤器。
进一步地，所述第二泵出口后设置稳流罐。
进一步地，所述进水池左侧设有稳流栅。
进一步地，所述进水池底部设有排沙孔。
进一步地，所述第一泵入口端和出口端均设有波纹管。
进一步地，所述第一泵入口端设有第一阀门，出口端设有第二阀门，第一喇叭管出口端设有第三阀门，第二喇叭管出口端设有第四阀门。
进一步地，所述第一喇叭管和第二喇叭管管口外壁面弧形为四分之一椭圆，其中第一喇叭管中心线到进水池底板的距离为0.3～0.5倍喇叭管进口直径，喇叭管管口中心到隔板的距离为0.75倍的喇叭口直径，第二喇叭管中心距离底板的距离为喇叭口直径。
进一步地，所述第一喇叭管、第二喇叭管、进水池侧壁以及底板采用透明有机玻璃材质。
进一步地，所述第一喇叭管和第二喇叭管连接第一泵的公共之间管道上设有电磁流量计。
与现有技术相比，本发明所产生的有益效果在于：
1.本试验台可以模拟黄河上水源泵站以及各梯级泵站的取水情况，可以同时满足含沙和动水的实验工况。试验台设置可拆卸的透明隔板，便于在不同工况下进行切换。设置泥沙过滤器，保证了动水条件下进水池内泥沙含量稳定，设置稳流罐，保证了动水条件下流入进水池内水流的稳定性。
2.在喇叭管附近的观测段均采用透明有机玻璃材质，可以更好地观察和拍照记录进水池内水流的流动状态，从流动的本质出发，更利于科学研究。
附图说明
图1为试验台整体设计方案俯视图；
图2为试验台整体设计方案正视图；
图3为排沙孔俯视图；
图4为排沙孔正视图；
图中，1-第一泵，2-第二泵；3-电磁流量计；4-第一阀门，5-第二阀门，6-第三阀门，7-第四阀门；8-稳流栅；9-第一喇叭管，10-第二喇叭管；11-第一隔板，12-第二隔板；13-管路进口；14-排沙孔；15-泥沙过滤器；16-稳流罐。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，对本发明作进一步具体的说明。
如图1-4所示所示的实施例，本实施例提供一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，包括进水池，所述进水池中从左至右依次设有第一隔板11和第二隔板12，第一隔板11和第二隔板12与所述进水池可拆卸连接，且第一隔板11和第二隔板12将进水池分隔成左中右三个空间，其中第一喇叭管9垂直设置于所述第一隔板11左侧，第二喇叭管10水平设置在所述第一隔板11和第二隔板12之间，第一喇叭管9和第二喇叭管10分别连结公共管道后连接第一泵1，第一泵1的出口连接进水池，进水池右侧通过管道连接第二泵2，第二泵2出口连接管道设置于所述进水池左侧。进水池管路进口13依次连接泥沙过滤器15、第二泵2、稳流罐16，最终从稳流罐16的出口流回到进水池中。上述实施例中，泥沙过滤器15既可以减少泥沙对水泵等设备的磨损，也保证了进水池中的泥沙含量在一定范围内稳定。稳流罐16保证在不断的水循环条件下水流的速度均匀，确保实验的整体稳定性。
进一步优选的实施例中，进水池左侧设有稳流栅8，消除不均匀来流的影响。进水池底部设有排沙孔14，便于泥沙的排出和进水池的清理。开始实验前，将沙子和水按一定比例倒入试验台，实验结束后将沙和水从排沙孔14排出。第一泵1入口端和出口端均设有波纹管，波纹管用以补偿管道位移，吸收振动能量。第一泵1入口端设有第一阀门4，出口端设有第二阀门5，第一喇叭管9出口端设有第三阀门6，第二喇叭管10出口端设有第四阀门7。第一喇叭管9和第二喇叭管10管口外壁面弧形为四分之一椭圆，第一喇叭管中心线到进水池底板的距离为0.3～0.5倍喇叭管进口直径，喇叭管管口中心到隔板的距离为0.75倍的喇叭口直径，第二喇叭管中心距离底板的距离为喇叭口直径。第一喇叭管9、第二喇叭管10、进水池侧壁以及底板采用透明有机玻璃材质。第一喇叭管9和第二喇叭管10连接第一泵1的公共之间管道上设有电磁流量计3。喇叭管附近流域采用有机玻璃材质，喇叭管、进水池侧壁以及底板均透明，可以达到实验可视化的效果
试验台模拟泵站进水池运行如下：
当安装第一隔板11时，试验台模拟梯级泵站垂直进水情况。实验时启动第一泵1，打开第一阀门4，第二阀门5，第三阀门6，关闭第二泵2和第四阀门7。实验过程中水流从第一喇叭管9处流入管道，经过第一泵1后，流回到进水池中，经过稳流栅8后，继续向前流动，继续从第一喇叭管9处流入管道，完成循环。
当将第一隔板11和第一喇叭管9拆除，保留第二隔板12和第二喇叭管10时，可以模拟梯级泵站水平进水情况。实验时启动第一泵1，打开第一阀门4，第二阀门5，第四阀门7，关闭第二泵2和第三阀门6。实验过程中水流从第二喇叭管10流入管道，经过第一泵1，流回到进水池中，经过稳流栅8后，继续向前流动，继续从第二喇叭管10处流入管道，完成循环。
当将第一隔板11和第二隔板12以及第二喇叭管10拆除，保留第一喇叭管9时，可以模拟模拟水源泵站进水情况。实验时需启动第一泵1，第二泵2，打开第一阀门4，第二阀门5，第三阀门6，关闭第四阀门7。实验过程中，先启动第二泵2，水流从管路进口13处吸入，依次经过泥沙过滤器15、第二泵2、稳流罐16，最终从稳流罐16的出口流回到进水池中，从而制造了动水条件，之后启动第一泵1，水流从第一透明喇叭管9处流入管道，流经第一泵1从第二阀门5处流回到进水池。此种情况下，需定期将1泥沙过滤器15过滤的泥沙放回到进水池中，保证进水池中的泥沙含量保持在稳定水平。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为其中的一种实施例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明范围内所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
最后应说明的是：以上仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照具体实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明具体实施方式技术方案的精神与范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：包括进水池，所述进水池中从左至右依次设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板与所述进水池可拆卸连接，第一喇叭管垂直设置于所述第一隔板左侧通过管道连接第一泵，所述第一泵的出口连接进水池，第二喇叭管水平设置在所述第一隔板和第二隔板之间通过管道连接所述第一泵，所述进水池右侧通过管道连接第二泵，所述第二泵出口连接管道设置于所述进水池左侧。
2.根据权利要求1所述的一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：所述第二泵入口前设置泥沙过滤器。
3.根据权利要求1所述的一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：所述第二泵出口后设置稳流罐。
4.根据权利要求1所述的一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：所述进水池左侧设有稳流栅。
5.根据权利要求1所述的一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：所述进水池底部设有排沙孔。
6.根据权利要求1所述的一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：所述第一泵入口端和出口端均设有波纹管。
7.根据权利要求1所述的一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：所述第一泵入口端设有第一阀门，出口端设有第二阀门，第一喇叭管出口端设有第三阀门，第二喇叭管出口端设有第四阀门。
8.根据权利要求1所述的一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：所述第一喇叭管和第二喇叭管管口外壁面弧形为四分之一椭圆，其中第一喇叭管中心线到进水池底板的距离为0.3～0.5倍喇叭管进口直径，喇叭管管口中心到隔板的距离为0.75倍的喇叭口直径，第二喇叭管中心距离底板的距离为喇叭口直径。
9.根据权利要求1所述的一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：所述第一喇叭管、第二喇叭管、进水池侧壁以及底板采用透明有机玻璃材质。
10.根据权利要求1所述的一种可用于含沙和动水条件下的进水池试验台，其特征在于：所述第一喇叭管和第二喇叭管连接第一泵的公共之间管道上设有电磁流量计。
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