CN212582868U - 泵站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种泵站,包括泵站本体,泵站本体包括:底壁和设于底壁上的外周壁,外周壁上设有进液口,泵站还包括:导流板,设于泵站本体内,导流板位于进液口的下方,至少部分导流板构成倾斜部,倾斜部设置为向底壁倾斜延伸,并且在进液口的中轴线X的方向上,随着倾斜部与进液口之间的距离的增大而更靠近底壁;导流板的至少部分外周边缘连接底壁并将底壁分为第一底壁部和第二底壁部;至少部分导流板、第二底壁部和与第二底壁部的边缘连接的至少部分外周壁共同围成一个进液池;至少一个井筒,井筒的至少一部分设于泵站本体内;井筒的一进液端设于进液池内。本实用新型的泵站能够实现水流流态平稳,提升潜水泵运行的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及水利工程技术领域,尤其涉及一种泵站。
背景技术
随着城市建设的发展,市政雨水,污水的量越来越多,因此出现了各种各样的污水处理设备,泵站便是其中之一。
公开号为CN104454549A的中国专利申请公开了一种轴流式预制泵站,包括罐体、稳流板、井筒及轴流泵,井筒下端通过稳流板固定在罐体中心位置,轴流泵固定在井筒下端中心位置,从而在预制泵站运行时,因轴流泵及井筒安装在罐体及稳流板的中心位置,当流体从侧边的进水口冲进泵站后,流体的流态会变得不均匀,不均匀的流速、流线分布以及扰流等现象不利于水泵工作,不仅会影响水泵性能,而且长期不均匀载荷分布也会造成水泵的机械振动以及轴承等部件的损坏。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实用新型内容
本实用新型的一个主要目在于提供一种能够稳定运行的泵站。
为实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种泵站,包括泵站本体,所述泵站本体包括:底壁和设于所述底壁上的外周壁,所述外周壁上设有进液口,所述泵站还包括:导流板、至少一个井筒和水泵。其中,导流板设于所述泵站本体内,所述导流板位于所述进液口的下方,至少部分所述导流板构成倾斜部,所述倾斜部设置为向所述底壁倾斜延伸,并且在所述进液口的中轴线的延伸方向上,随着所述倾斜部与所述进液口之间的距离的增大而更靠近所述底壁;所述导流板的至少部分外周边缘连接所述底壁并将所述底壁分为远离所述进液口的第一底壁部和靠近所述进液口的第二底壁部;至少部分所述导流板、所述第一底壁部和与所述第一底壁部的边缘连接的至少部分所述外周壁共同围成一个进液池;所述井筒的至少一部分设于所述泵站本体内;所述井筒的一进液端设于所述进液池内。
根据本实用新型的一实施例,所述导流板的靠近所述进液口的一端到所述底壁的距离为H,所述井筒的内径为d,H≥3d。
根据本实用新型的一实施例,所述底壁的外轮廓为圆形、正方形、正六边形或正八边形;且所述底壁在沿所述进液口的中轴线的延伸方向上的尺寸为L,所述井筒的内径为d,3d≤L≤5d。
根据本实用新型的一实施例,所述第一底壁部沿所述进液口的中轴线的延伸方向上的尺寸为S,1.5d≤S≤2d。
根据本实用新型的一实施例,所述导流板的至少部分外周边缘连接所述外周壁的内壁。
根据本实用新型的一实施例,所述井筒的数量为两个,两个所述井筒垂直于所述底壁且平行间隔设置。
根据本实用新型的一实施例,还包括分隔板,垂直设于第一底壁部,且设于两个所述井筒之间,所述分隔板的外周边缘分别连接所述导流板、第一底壁部与所述外周壁的部分内壁,将两个所述井筒的进液端分隔。
根据本实用新型的一实施例,所述导流板包括:第一导流板,构成所述倾斜部,所述第一导流板与所述进液口的中轴线的夹角为α,30°≤α≤60°;第二导流板,与所述第一导流板连接,所述第二导流板的部分外周边缘连接所述底壁并将所述底壁分为远离所述进液口的第一底壁部和靠近所述进液口的第二底壁部;所述第二导流板和所述泵站本体的中轴线的夹角为β, 0°≤β≤30°。
根据本实用新型的一实施例,所述第二导流板垂直于所述底壁,所述第二导流板为一矩形板,所述矩形板的一侧边缘连接所述第一导流板。
根据本实用新型的一实施例,所述第二导流板的高度为h,所述井筒的内径为d,h≥1.5d。
根据本实用新型的一实施例,所述导流板还包括:第三导流板,所述第三导流板设置于所述第一导流板和所述第二导流板之间,并且同时连接所述第一导流板和所述第二导流板。
根据本实用新型的一实施例,所述第一导流板的外周边缘与所述外周壁的内壁密封连接。
根据本实用新型的一实施例,所述导流板为一体结构,且自所述导流板的靠近所述进液口的一端至靠近所述底壁的另一端呈曲面过渡。
根据本实用新型的一实施例,全部所述导流板构成所述倾斜部。
根据本实用新型的一实施例,在所述进液口的中轴线的延伸方向上,所述导流板设置为:所述导流板的切平面与所述进液口的中轴线的夹角随着所述导流板与所述进液口之间的距离的增大而增大。
根据本实用新型的一实施例,所述导流板的靠近所述进液口的一端的切平面与所述进液口的中轴线的夹角为γ,0°≤γ≤60°;所述导流板的靠近所述底壁的一端的切平面和所述泵站本体的中轴线的夹角为δ,0°≤δ≤30°。
根据本实用新型的一实施例,所述导流板的靠近所述进液口的上部开设有透气孔。
根据本实用新型的一实施例,所述导流板的外周边缘与所述外周壁连接的部分为第一外周边缘,所述导流板的外周边缘与所述底壁连接的部分为第二外周边缘,所述第一外周边缘与所述第二外周边缘过渡连接,在过渡连接位置处,所述导流板的外周边缘与所述外周壁、所述底壁之间设有弯折形的排水口。
由上述技术方案可知,本实用新型具备以下优点和积极效果中的至少之一:
泵站内部通过设置导流板构建进液池,且导流板具有倾斜部,水流在通过进液口进入泵站本体后,部分流体先冲击至导流板的倾斜部而消耗部分能量,改善流体从进液口进入泵站本体内部到泵站底壁落差较大而产生的“跌水现象;同时避免由于惯性作用,流体进入泵站内部后在平面上产生环流和漩涡等不利的水利条件,改善内置于泵站内的大流量轴流泵/贯流泵的入口流态,避免在泵站安装水泵后,各种漩涡夹带气体致使水泵叶片负荷不均,泵运行不稳定,产生振动和噪声,从而保证泵的安全可靠运行,提高泵的工作效率。
泵站紧凑的内部空间可以容纳两台大流量轴流泵/贯流泵,因此,此类泵站可用于城市排水泵站系统,包括一般雨水泵站、雨污混合泵站、及城市立交等地道泵站等场景;特别适用于建设用地规模有限的新建或改造泵站需求。
泵站内部简洁的设计,结合泵站底壁自清洁的设计,可以减少运营管理单位对泵站维修保养工作。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式,本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1为根据一示例性实施方式示出的泵站的结构示意图;
图2为根据一示例性实施方式从另一个角度示出的泵站的结构示意图;
图3为根据一示例性实施方式从另一个角度示出的泵站的结构示意图;
图4为根据一示例性实施方式示出的泵站的侧面示意图;
图5是根据一示例性实施方式示出的泵站的剖面示意图;
图6为根据另一示例性实施方式示出的泵站的剖面示意图;
图7为根据另一示例性实施方式示出的泵站的剖面示意图;
图8为根据另一示例性实施方式示出的泵站的剖面示意图;
图9为根据一示例性实施方式示出的泵站的俯视图;
图10为根据另一示例性实施方式示出的泵站的俯视图;
图11为根据另一示例性实施方式示出的泵站的俯视图;
图12为根据一示例性实施方式示出的泵站设置有排水口的局部结构示意图;
图13为根据一示例性实施方式示出的泵站的顶盖的结构示意图;
图14为根据一示例性实施方式示出的泵站中设有格栅的结构示意图;
图15为从另一角度示出的图14的泵站中设有格栅结构示意图;
图16为图14的俯视图;
图17为根据一示例性实施方式示出的格栅的示意图;
图18为本实用新型的泵站在泵水时利用仿真软件所得的流线图;
图19为本实用新型的泵站在泵水时利用仿真软件所得的速度云图;
图20为对比设计一的泵站在泵水时利用仿真软件所得的流线图;
图21为对比设计一的泵站在泵水时利用仿真软件所得的速度云图;
图22为对比设计二的泵站在泵水时利用仿真软件所得的流线图;
图23为对比设计二的泵站在泵水时利用仿真软件所得的速度云图。
附图标记说明:
100、泵站本体;1、底壁;101、第一底壁部;102、第二底壁部;2、外周壁;3、进液口;4、导流板;41、第一导流板;42、第二导流板;43、第三导流板;44、透气孔;5、井筒;6、排水口;7、分隔板;8、顶盖; 81、开口;9、第一加强筋;10、第二加强筋;11、出液口;12、出液管; 13、水泵;20、格栅;P、进液池;X、进液口的中轴线X;Y、泵站本体的中轴线;α、第一导流板与进液口中轴线的夹角;β、第二导流板与泵站本体中轴线的夹角;δ、导流板的靠近底壁的一端的切平面与泵站本体中轴线的夹角;d、井筒的内径;H、导流板的高度;L、底壁沿进液口中轴线延伸方向的尺寸;S、第一底壁部沿进液口中轴线延伸方向的尺寸;h、第二导流板的高度。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中,参照附图进行,附图形成本公开的一部分,并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构。系统和步骤。应理解的是,可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案,并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且,虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件,但是这些术语用于本文中仅出于方便,例如根据附图中的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。此外,权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅作为标记使用,不是对其对象的数字限制。
本实用新型的“下游”是指沿着水流的流动方向,某点相对于另一点位于后方,例如,B点位于A点的下游,或者成为下游侧,即在水流的流动方向上,水流先经过A点,再经过B点。
本实用新型的一个实施例提供一种泵站,参考图1至图11,图1至图 11分别从不同的角度示出了本实用新型的泵站的结构示意图。如图1至11 所示,泵站包括泵站本体100,泵站本体100包括:底壁1和设于底壁1 上的外周壁2,外周壁2上设有进液口3。泵站还包括:导流板4、至少一个井筒5。其中,导流板4设于泵站本体100内,导流板4位于进液口3 的下方,至少部分导流板4构成倾斜部,倾斜部设置为向底壁1倾斜延伸,并且在进液口3的中轴线X的延伸方向上,随着倾斜部与进液口3之间的距离的增大而更靠近底壁1。导流板4的至少部分外周边缘连接底壁1并将底壁1划分为远离进液口3的第一底壁部101和靠近进液口3的第二底壁部102;至少部分导流板4、第一底壁部101和与第一底壁部101的边缘连接的至少部分外周壁2共同围成一个进液池P(pump intake pool)。井筒 5的至少一部分设于泵站本体100内,井筒5的一进液端设于进液池P内。在另一实施例中,该泵站还可以包括水泵13,水泵13设于井筒5内。流体从进液口3流经导流板4后,进入进液池P中,通过井筒15的进液端被水泵13抽吸后经出液口11流出泵站。
本实用新型上述实施例的泵站,由于泵站内部通过设置导流板4构建进液池P,且导流板具有倾斜部,水流在通过进液口3进入泵站本体100 后,部分流体先冲击至导流板4的倾斜部而消耗部分能量,改善流体从进液口3进入泵站本体100内部到泵站底壁1落差较大而产生的“跌水现象;同时避免由于惯性作用,流体进入泵站内部后在平面上产生环流和漩涡等不利的水利条件,改善内置于泵站内的大流量轴流泵/贯流泵的入口流态,避免在泵站安装水泵后,各种漩涡夹带气体致使水泵叶片负荷不均,泵运行不稳定,产生振动和噪声,从而保证泵的安全可靠运行,提高泵的工作效率。
泵站紧凑的内部空间可以容纳两台大流量轴流泵/贯流泵,因此,此类泵站可用于城市排水泵站系统,包括一般雨水泵站、雨污混合泵站、及城市立交等地道泵站等场景;特别适用于建设用地规模有限的新建或改造泵站需求。泵站内部简洁的设计,结合泵站底壁自清洁的设计,可以减少运营管理单位对泵站维修保养工作。
下面对本实用新型的泵站的各部分进行详细的说明。
如图4所示,定义进液口的中轴线X,进液口的中轴线X穿过进液口 3的中心。可以理解的是,该进液口的中轴线X的延伸方向可以平行于底壁1。定义泵站本体的中轴线Y,泵站本体100为圆筒状或者中空的长方体状、正方体状,泵站本体的中轴线Y为穿过底壁1中心的泵站的中心轴。在一实施例中,为了更加清晰准确地示出进液池P,如图4所示,其中阴影部分表示的填充空间为进液池P,进液池P由全部导流板4、第一底壁部 101和与第一底壁部101的边缘连接的至少部分外周壁2共同围成,当然,该进液池P还可以是部分导流板4、第一底壁部101和与第一底壁部101 的边缘连接的至少部分外周壁2共同围成,此处不做特殊限定。本实用新型中的“上”、“下”是指相对泵站而言,底壁1位于泵站的下部,进液口3位于底壁1的上方。
如图5所示,导流板4与进液池P的尺寸设计如下:导流板4的靠近进液口3的一端到底壁1的距离为H,井筒5的内径为d,则H≥3d,优选地为H≥4d,底壁1在沿进液口3的中轴线X的延伸方向上的尺寸为L, 3d≤L≤5d,第一底壁部101的沿进液口的中轴线X的延伸方向的距离为S,则1.5d≤S≤2d。如此设计可以实现在竖直方向上保证有足够距离引导流体,使得流体的流速分布均匀,同时进液池P底部尺寸的设计可以使得水泵13 吸液口附近的流体速度分布均匀,且平均速度高于0.3m/s,可以将不溶于流体的固体垃圾等物体泵送出泵站,避免淤积。
可以理解的是,底壁1的外轮廓可以是圆形、正方形、正六边形或正八边形,也可以是其他几何形状,此处不做特殊限定。另外需说明的是,当底壁1为圆形时,底壁1在沿进液口3的中轴线X的延伸方向上的尺寸为L则为底壁1的直径,当底壁1的外轮廓为上述的其他几何形状时,表示尺寸L的直线与进液口3的中轴线X在底壁1的投影重叠,表示尺寸L 的直线为底壁1的外轮廓相对的两边上各取一点的连线,该点一般为中点。
另外,设泵站本体100的进液口3的截面面积为A,则该截面面积的设计可以依照下述关系:A=Q/v,其中v是进液口的流体流速,0.4m/s~ 0.8m/s之间,Q是泵站的设计处理流量,为1~5m3/s。通过单个筒体泵站运行或多个筒体泵站并联运行,设计流量可覆盖1m3/s至20m3/s范围。
如图1所示,可以理解的是,导流板4的至少部分外周边缘连接外周壁2的内壁,以增强导流板4与泵站本体100的稳固性。
如图1至4所示,导流板4可以包括两部分,即第一导流板41和第二导流板42,且第一导流板41和第二导流板42相互连接。第一导流板41 位于进液口3的下方,第一导流板41设置为向底壁1倾斜延伸,即构成倾斜部,并且在进液口3的中轴线X的延伸方向上,第一导流板41设置为:随着第一导流板41与进液口3之间的距离的增大而更靠近底壁1,换句话说,第一导流板41自上而下向远离进液口3的方向倾斜设置。如图5所示,第一导流板41与进液口的中轴线X的夹角为α,30°≤α≤60°,如此,可实现第一导流板41倾斜地设置,使得流体冲击至倾斜的第一导流板41后消耗部分能量,在竖直方向受到缓冲,进而流体在竖直方向的流速降低,并沿着第二导流板42流入至进液池P,在这个过程中流态得到适当的均化。
如图1所示,第一导流板41可以为具有弧形边缘和非弧形边缘的平板,至少部分弧形边缘连接于进液口3下方的外周壁2,即该连接部分的弧形边缘的曲率与外周壁2的内壁曲面的曲率相同,使得该弧形边缘部分能够与该外周壁2的内侧面匹配连接。非弧形边缘连接于第二导流板42的上端部。
可以理解的是,第一导流板41的非弧形边缘可以是直线、折线或者不规则的几何线,该非弧形边缘的形状与第二导流板42的上端部的形状相匹配,使得两者能够最大程度地进行密封连接,以提高耐冲击性以及泵站的稳定性。
继续参考图1至3,该第一导流板41具有弧形边缘与直线边缘,其直线边缘与第二导流板42的上端部完全接合,实现二者密封连接,同时也便于加工。关于第一导流板41和第二导流板42的连接关系,两者可以是一体成型,也可以是通过粘接、焊接或者卡接等方式,在此不做限定。
如图1至4所示,第一导流板41的圆弧边缘与外周壁2的内壁密封连接,使得水流从进液口3流入后,能够较大程度地随着导流板4的倾斜部流入进液池P,同时密封连接也增强了二者的连接强度,提高了泵站的整体强度。
可以理解的是,第一导流板41还可以是一个矩形平板(图中未示出),在其相对的两侧中,一侧与进液口3下方的外周壁2连接,另一侧与第二导流板42的上端部连接,具体的连接方式,可以参考上述实施例中的第一导流板41具有弧形边缘的连接关系,此处不再赘述。将第一导流板41设计成矩形板,能够便于加工。另外,该矩形的第一导流板41还可以进一步设计为:第一导流板41的与第二导流板42相对的侧边的两个角隅部为倒圆,以方便与弧形面的外周壁2连接。
如图5所示,其示出了图1中的泵站沿A-A的剖面示意图。从图中可以得知,第二导流板42垂直于底壁1设置,且第二导流板42为一矩形板,该矩形板的一侧边缘连接第一导流板41,第二导流板42的相对的另一侧 (即底端边缘)与底壁1密封连接,侧边边缘与外周壁2连接。采用矩形的板,可以便于加工制造。当然,可以理解的是,第二导流板42还可以设置为其他结构,例如当第二导流板42的边缘为非直线时,为了与第一导流板41连接,第一导流板41的顶端边缘可以设置为与其互补的非直线边缘。
如图1、5至6所示,第二导流板42的部分外周边缘连接底壁1,将底壁1分为上述的第一底壁部101和第二底壁部102。第二导流板42垂直地设于底壁1上,可以使水流在竖直方向上得到足够的缓冲,流态得到较好的稳定。当然,第二导流板42也可以与底壁1不垂直,如上述实施例所述,同时参考图6,第二导流板42与泵站本体的中轴线Y的夹角为 0°≤β≤30°。如此设计,延长了水流进入进液池P的行程,使水流进入进液池P后的流态得到稳定。
承上,第二导流板42的高度为h,井筒5的内径为d,则h≥1.5d,优选地,h≥2d。如此设计能够实现在竖直方向上保证有足够的距离引导流体,使得流体的流速分布均匀。
如图7所示,在上述实施例的基础上,导流板4还可以包括:第三导流板43,第三导流板43设置于第一导流板41和第二导流板42之间,并且同时连接第一导流板41和第二导流板42。设置第三导流板43,能够对第一导流板41和第二导流板42之间的连接起到缓冲的作用,即进一步增加了流体的行程,对流体起到进一步的缓冲作用。当然,还可以设置第四导流板、第五导流板等,其依次连接于第一导流板41和第二导流板42之间,本领域技术人员可以根据实际需要设定,此处不做特殊限定。
如图8所示,导流板4还可以为一体结构,且自一体结构的靠近进液口3的一端至靠近底壁1的另一端呈曲面过渡,至少部分导流板4的外周边缘连接外周壁2的内壁和/或底壁1。例如,导流板4自进液口3下方自上而下倾斜地延伸至底壁1。该导流板4可以是如上所述的第一导流板41 和第二导流板42一体成型的情形,也可以是具有不同曲率的曲面的导流板 4,总之,其作用与上述的第一导流板41和第二导流板42的作用相同。
继续参考图8,该一体结构的导流板4可以是一块弯曲板,即全部导流板4构成上述的倾斜部。在图8中的该弯曲板的截面中,在所述进液口 3的中轴线X的延伸方向上,导流板4设置为:导流板4的切平面与进液口3的中轴线X的夹角随着导流板4与进液口3之间的距离的增大而增大。即自上而下,该导流板4的结构设计为由平缓过度为陡峭,这样设计的效果是:水流从进液口3进入后,先冲击该平缓的部分,使水流在竖直方向上得到足够的缓冲,流态得到较好的稳定,之后以较稳定的状态流入进液池P中,不仅能够稳定流态,还能够节省空间,减小泵站的体积,进而减小占地面积。
具体地,导流板4的靠近进液口3的一端的切平面与进液口3的中轴线X的夹角为γ,0°≤γ≤60°,具体地,γ可以为30°、45°或50°;导流板4的靠近底壁1的一端的切平面和泵站本体100的中轴线Y的夹角为δ, 0°≤δ≤30°,具体地,δ可以为15°、20°或25°。
可以理解的是,导流板4的外周边缘可以完全密封地连接外周壁2的内壁和底壁1,也可以是与外周壁2和底壁1非完全密封连接,例如,参考图12所示,导流板4的外周边缘与外周壁2连接的部分为第一外周边缘,导流板4的外周边缘与底壁1连接的部分为第二外周边缘,第一外周边缘与第二外周边缘过渡连接,在过渡连接位置处,导流板4的外周边缘与外周壁2、底壁1之间设有弯折形的排水口6。
具体地,如图12所示,该排水口6为导流板4的外周边缘与外周壁2、底壁1之间的间隙。水流进入到进液池P中后,可以通过该排水口6进入第二底壁部102与外周壁2形成的空间中,如此能够实现以下效果:当水流的流速较大时,水流进入进液池P后仍然存在湍流运动,而通过排水口 6将进液池P的水流缓慢地排至第二底壁部102形成的空间中,减小了湍流运动,即进一步减少了进液池P中的水流的漩涡,使流态得到进一步地稳定。
承上,关于导流板4与外周壁2和底壁1的连接关系,还可以是导流板4的外周边缘连接于外周壁2的内壁和底壁1,提高导流板与泵站本体 100的连接强度,提高泵站的稳定性。
如图1至3所示,第一导流板41的靠近进液口3的上部开设有透气孔 44。该透气孔44可以是圆形孔、椭圆形孔、矩形孔或方形孔,此处不做限定。当水流通过排气口排至第二底壁部102和外周壁2形成的空间中后,其原来的空气可以通过该排气孔排出,保证了水流能够顺利地通过排水口 6进入第二底壁部102和外周壁2形成的空间中,进而保证了水流流态的优化。
还可以理解的是,在一体结构的导流板4在靠近进液口3的上部也开设有透气孔44,该透气孔44的位置、形状和效果等同上述实施例中的排气孔,此处不再赘述。
如图1至3所示,泵站本体100中可以设置两个井筒5,两个井筒5 设于进液池P中,垂直于底壁1且平行间隔设置。每个井筒5中可以设置一个水泵13,该水泵13可以是轴流泵或贯流泵,进而实现双泵吸水。因此,本实用新型的实施例中设置两个井筒5,加大了对水流的抽吸量,能够及时将流体排出,单台水泵的处理能力高达1.2m3/s至2m3/s,适于雨洪排涝的应用,另外,两个井筒5内的两台泵也可以一备一用,防止一个水泵出现故障而不能持续排水的情况发生,每个井筒5的直径可以为 500mm~1200mm,例如可以是600mm、800mm、900mm,使得泵站的内部空间紧凑,另外,当泵站本体100为圆筒状时,其直径可以为3000mm~4200mm,若为正方体形状时,其横截面的边长可以为4000mm,基于此,整个泵站的占地面积大大缩减。
继续参考图1至3以及图5至12,泵站还可以包括分隔板7,该分隔板7垂直地设于底壁1上,且设于两个井筒5之间。分隔板7的外周边缘分别连接导流板4、第一底壁部101与外周壁2的部分内壁,将两个井筒5 的进液端分隔。具体地,该分隔板7可以将第一底壁部101分为具有相同面积的两部分,如此,分隔板7将进液池P进一步平均分为两个相同的区域,每个区域中设置有一个井筒5和一个水泵13,如此,水流经过导流板 4流入进液池P时被分为两部分,两个区域中的水流中的紊流部分撞击导流板4的下部(或者第二导流板42)、外周壁2和分隔板7,进而消耗大部分的能量,使得紊流很大程度地消失,水流的流态更加均匀化,流速降低更多,另外,还能够防止两个水泵在吸水时发生互相干涉,为潜水泵创造良好的进水条件,提升潜水泵运行的稳定性。另外,由于设置两个潜水泵,在各个区域中进行抽水,能够及时迅速的将稳态化的水流抽走,提高了抽水效率。
如图1至图3所示,可以理解的是,分隔板7可以是矩形板,也可以是具有弧形边缘的板,只要其中一对相对的两侧能够分别与导流板4的下部连接,另一侧与外周壁2连接,以将进液池P划分为两部分即可,此处不做特殊限定。另外,分隔板7的底端可以与底壁1密封连接,也可以非密封连接,即可以在分隔板7和底壁1之间设有一条缝隙,使两个区域中的水流能够缓慢地交换,进一步稳定水流的流态。
如图5所示,在垂直于所述底壁1的方向上(即泵站本体的中轴线Y 的延伸方向上),分隔板7的高度等于第二导流板42的高度。如此设计,能够充分利用分隔板7和导流板4的导流及分流作用,而且节省原材料且便于加工及安装。当然,如图6至7所示,分隔板7也可以高于或低于第二导流板42,本领域技术人员可以根据具体的应用环境确定,此处不做限定。
如图10所示,其示出了泵站的俯视图,其能够显示分隔板7的横截面的形状,上述实施例中的分隔板7的相对的两侧可以具有倒角,使分隔板 7的靠近相对的两侧的部分的厚度逐渐增加。具体地,该相对的两侧是指分别于外周壁2和导流板4连接的两侧,使得分隔板7具有类似于沙漏的形状,使得水流进入进液池P后能够得到进一步的缓冲,优化进液池P内部的水流的流态。
如图11所示,其示出了泵站本体采用另一种形状的分隔板7的俯视图,从图11中可知,该分隔板7也可以是与导流板4连接的一侧具有倒角,另一侧与外周壁2连接而不具有倒角。
当然,分隔板7还可以是其厚度自中间位置向上述实施例中的相对的两侧逐渐增大,且分隔板7的表面自中间位置向两侧以平滑曲面的形式过度。此设计能够进一步优化进液池P内部的水流的流态。
继续参考图10,其示出了泵站本体100为长方体的形状的示意图,其中,除了分隔板7的相对的两侧可以具有倒角,导流板4在与外周壁2接触的相对的两侧也具有倒角,如此能够进一步地缓冲水流的冲击,提高水流的稳态。
综上,由于泵站在进液口3下游侧设置导流板4,导流板4具有倾斜部,并且倾斜部设置为沿着进液口3的中轴线X的延伸方向上,随着倾斜部与进液口3之间的距离的增大而更靠近底壁1,水流在通过进液口3进入泵站本体100后,部分流体先冲击至导流板4而消耗部分能量,进而沿着导流板4的倾斜面流入至进液池P,在这个过程中流态得到适当的均化。当水流流入至进液池P中后,被分隔板7分成两部分,流体被限定在导流板4、分隔板7和外周壁2形成的两个空间中,由于水流的紊流受到导流板4、分隔板7和外周壁2的阻挡,该紊流受到冲击消耗大部分能量,使得流态更加均匀化,流速降低更多,为潜水泵创造良好的进水条件,提升潜水泵运行的稳定性。
当然,可以理解的是,本实用新型的泵站本体100中还可以设置一个井筒5、三个井筒5或四个井筒5或其他数量的多个井筒5,当设置三个井筒5或四个井筒5或其他数量的多个井筒5时,可以在每相邻的两个井筒 5之间设置上述的分隔板7,分隔板7的结构、位置及作用与上述实施例中的分隔板7相同,此处不再赘述。关于具体的井筒5的数量以及分隔板7的设置,本领域技术人员可以根据实际需要进行设置,此处不做限定。另外,井筒5的底部通过地脚螺栓与泵站的底部连接,在现场施工过程中,再通过对泵站的底部进行二次灌浆,确保泵站与混凝土地基固定连接,保证泵站的强度。
如图13所示,其示出了本实用新型实施例的泵站的顶盖8的结构示意图。如图所示,顶盖8密封地设于外周壁2的顶部,顶盖8上开设有至少一个开口81,开口81的直径大于井筒5的外径。可以理解的是,开口81 对应井筒5设置,开口81的数量与井筒5的数量相同,开口81的直径大于每个对应的井筒5的外径,使得在泵站的组装过程中,方便将井筒5准确地装入泵站本体100中。
继续参考图13,在每个开口81处设置法兰,井筒5的顶部通过该法兰实现与顶盖8的连接。由于法兰较大,因此便于井筒5的安装。另外,可以将电缆出口设置于井筒5顶部的外壁上,其出口方向垂直于井筒5的中心轴,方便线缆的安装与梳理。
如图1至4所示,泵站本体100的外周壁2上设有两个出液口11,两个出液管12分别通过两个出液口11垂直地与两个井筒5连通。可以理解的是,出液口11对应每个井筒5设置,其数量与井筒5的数量相同,此处不做特殊限定。
如图2所示,该泵站还包括:多个第一加强筋9,平行且间隔地设于第二底壁部102;至少一个第二加强筋10,垂直地与多个第一加强筋9交叉连接,并沿垂直于第一加强筋9的方向延伸。如图2所示,该泵站在第二底壁部102设置两个第一加强筋9。当然该第一加强筋9的数量还可以是3个、5个、8个、10个等,本领域技术人员可以根据第一加强筋9的大小及实际应用场景去设置,在此不做限定。
继续参考图2,在第二底壁部102上设置有一个第二加强筋10,且该第二加强筋10设于第二底壁部102的中部,与两个平行的第一加强筋9 垂直穿插。当然,该第二加强筋10也可以是多个,多个第二加强筋10间隔平行地设置,并且均与多个第一加强筋9垂直穿插。该多个第二加强筋 10的数量可以是2个、3个,5个,7个,8个或10个,本领域技术人员可以根据第二加强筋10的大小和应用场景进行设置。
第一加强筋9和第二加强筋10可以是一体成型,也可以是拼接而成。如果采用拼接的方式,则可以将每个第一加强筋9分为多段,相邻的两段之间设有第二加强筋10,反之亦然。
如图14至18所示,泵站还可以包括格栅20,设于泵站本体100内,以拦截从所述进液口3流入的流体中的杂质。
由于本公开的井筒5并未设置于泵站本体100的中心位置,而是设于具有进液口3较远的第一底壁部101,因此,就会在泵站本体100内节省出较大的空间来安装上述的格栅20。
具体地,该格栅20设置于进液口3的下游侧,且可以贴合于进液口3 的边缘设置。该格栅20可以为提篮格栅,即通过控制格栅20的升降,来实现将格栅20设置于泵站本体100内并对杂质进行拦截。格栅20可以采用液压提升装置或卷扬机的方式进行升降,液压提升装置或卷扬机可以与格栅20的顶部连接。
在相关技术中,一般井筒设置在泵站本体100的中心处,不具备设置提篮格栅的条件,由于格栅一般设置于河道中,因此一般采用机械格栅和人工格栅,操作比较费时费力。而本公开能够实现在泵站本体100内安装格栅20,进一步对流体中的杂质进行拦截,并且能够对格栅的自动控制,减轻人工清掏的劳动强度。并且,本公开的格栅20还可以与图像捕捉设备电连接,能够远程控制格栅。
另外,在相关技术中,传统的提篮格栅的尺寸一般都在1m*1m以下,而本公开的提篮格栅的尺寸的可以达到2.6m*2.6m,实现了更大范围的拦截。
为了突出本实用新型的泵站的水流流态稳定,请参考图18至23,其中,图18至19分别为本实用新型的上述实施例中所述的泵站利用仿真软件得到的流线图和速度云图,图20至21分别为对比对比设计一所述的泵站利用仿真软件得到的流线图和速度云图,图22至23分别为对比对比设计二所述的泵站利用仿真软件得到的流线图、速度云图和另一部分整流设置的流线图。其中,对比设计一种的泵站中并未设置导流板4,对比设计二中则是将一个挡板垂直地设在底壁1上,使得水流从进液口3进入后直接冲击到垂直的挡板上。
从图18中可以得知,本实用新型的上述实施例的泵站的流线走向相对均匀,整流效果明显,尤其是在水泵吸液口附近的区域的效果更加明显。从图19中可以得知,本实用新型的上述实施例的泵站的进水断面的速度分布相对比较均匀,泵站的底部的平均的流体速度为0.3m/s,能够避免淤积发生。
从图20中可以得知,对比设计一的泵站流线分布并不均匀,在水泵进液口3附件的整流效果没有本实用新型的上述实施例的泵站的整流效果明显。从图21中可以得知,两台水泵运行有干涉,泵站底部靠近角落部分速度分布不理想,低于0.3m/s,有可能发生淤积。
从图22中可以得出,流线分布比较凌乱,虽然增加了整流装置(挡板),但是效果不是很理想。从图23中可以得出,进水断面速度分布显示两台水泵运行有干涉,泵站底部的整体速度分布并不均匀。
关于泵站的进口预旋角度的平均值以及轴向速度最大偏移量可参考下表:
表一
从上述的模拟图中可以得出,本实用新型的上述实施例中的泵站的进口预旋角度的平均值符合ANSI/HI的标准建议,轴向速度最大偏移量符合 ANSI/HI的标准建议,说明泵站底部的水流是从四周进入到潜水泵吸液口,且两个区域中的潜水泵的吸液口的流态分布更为均匀,为潜水泵提供了良好的流态,从而保证泵站整体的有效运行。流体的流态稳定,而对比设计一和对比设计二的泵站的进口预旋角度的平均值和轴向速度最大偏移量均超出了ANSI/HI的标准建议,说明了流体的流态不稳定,尤其是在水泵进液口3处发生干涉。
应可理解的是,本实用新型不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本实用新型能够具有其他实施方式,并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本实用新型的范围内。应可理解的是,本说明书公开和限定的本实用新型延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本实用新型的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本实用新型的最佳方式,并且将使本领域技术人员能够利用本实用新型。
Claims (18)
1.一种泵站,包括泵站本体(100),所述泵站本体(100)包括:底壁(1)和设于所述底壁(1)上的外周壁(2),所述外周壁(2)上设有进液口(3),其特征在于,所述泵站还包括:
导流板(4),设于所述泵站本体(100)内,所述导流板(4)位于所述进液口(3)的下方,至少部分所述导流板(4)构成倾斜部,所述倾斜部设置为向所述底壁(1)倾斜延伸,并且在所述进液口(3)的中轴线(X)的延伸方向上,随着所述倾斜部与所述进液口(3)之间的距离的增大而更靠近所述底壁(1);所述导流板(4)的至少部分外周边缘连接所述底壁(1)并将所述底壁(1)分为远离所述进液口(3)的第一底壁部(101)和靠近所述进液口(3)的第二底壁部(102);至少部分所述导流板(4)、所述第一底壁部(101)和与所述第一底壁部(101)的边缘连接的至少部分所述外周壁(2)共同围成一个进液池(P);
至少一个井筒(5),所述井筒(5)的至少一部分设于所述泵站本体(100)内;所述井筒(5)的一进液端设于所述进液池(P)内。
2.根据权利要求1所述的泵站,其特征在于,所述导流板(4)的靠近所述进液口(3)的一端到所述底壁(1)的距离为H,所述井筒(5)的内径为d,H≥3d。
3.根据权利要求1所述的泵站,其特征在于,所述底壁(1)的外轮廓为圆形、正方形、正六边形或正八边形;且
所述底壁(1)在沿所述进液口(3)的中轴线(X)的延伸方向上的尺寸为L,所述井筒(5)的内径为d,3d≤L≤5d。
4.根据权利要求1所述的泵站,其特征在于,所述第一底壁部(101)沿所述进液口(3)的中轴线(X)的延伸方向上的尺寸为S,1.5d≤S≤2d。
5.根据权利要求1所述的泵站,其特征在于,所述导流板(4)的至少部分外周边缘连接所述外周壁(2)的内壁。
6.根据权利要求1所述的泵站,其特征在于,所述井筒(5)的数量为两个,两个所述井筒(5)垂直于所述底壁(1)且平行间隔设置。
7.根据权利要求6所述的泵站,其特征在于,还包括分隔板(7),垂直设于第一底壁部(101),且设于两个所述井筒(5)之间,所述分隔板(7)的外周边缘分别连接所述导流板(4)、第一底壁部(101)与所述外周壁(2)的部分内壁,将两个所述井筒(5)的进液端分隔。
8.根据权利要求1所述的泵站,其特征在于,所述导流板(4)包括:
第一导流板(41),构成所述倾斜部,所述第一导流板(41)与所述进液口(3)的中轴线(X)的夹角为α,30°≤α≤60°;
第二导流板(42),与所述第一导流板(41)连接,所述第二导流板(42)的部分外周边缘连接所述底壁(1)并将所述底壁(1)分为远离所述进液口(3)的第一底壁部(101)和靠近所述进液口(3)的第二底壁部(102);所述第二导流板(42)和所述泵站本体(100)的中轴线(Y)的夹角为β,0°≤β≤30°。
9.根据权利要求8所述的泵站,其特征在于,所述第二导流板(42)垂直于所述底壁(1),所述第二导流板(42)为一矩形板,所述矩形板的一侧边缘连接所述第一导流板(41)。
10.根据权利要求8所述的泵站,其特征在于,所述第二导流板(42)的高度为h,所述井筒(5)的内径为d,h≥1.5d。
11.根据权利要求8所述的泵站,其特征在于,所述导流板(4)还包括:
第三导流板(43),所述第三导流板(43)设置于所述第一导流板(41)和所述第二导流板(42)之间,并且同时连接所述第一导流板(41)和所述第二导流板(42)。
12.根据权利要求9所述的泵站,其特征在于,所述第一导流板(41) 的外周边缘与所述外周壁(2)的内壁密封连接。
13.根据权利要求1所述的泵站,其特征在于,所述导流板(4)为一体结构,且自所述导流板(4)的靠近所述进液口(3)的一端至靠近所述底壁(1)的另一端呈曲面过渡。
14.根据权利要求13所述的泵站,其特征在于,全部所述导流板(4)构成所述倾斜部。
15.根据权利要求14所述的泵站,其特征在于,在所述进液口(3)的中轴线(X)的延伸方向上,所述导流板(4)设置为:所述导流板(4)的切平面与所述进液口(3)的中轴线(X)的夹角随着所述导流板(4)与所述进液口(3)之间的距离的增大而增大。
16.根据权利要求15所述的泵站,其特征在于,所述导流板(4)的靠近所述进液口(3)的一端的切平面与所述进液口(3)的中轴线(X)的夹角为γ,0°≤γ≤60°;所述导流板(4)的靠近所述底壁(1)的一端的切平面和所述泵站本体(100)的中轴线(Y)的夹角为δ,0°≤δ≤30°。
17.根据权利要求1所述的泵站,其特征在于,所述导流板(4)的靠近所述进液口(3)的上部开设有透气孔(44)。
18.根据权利要求1所述的泵站,其特征在于,所述导流板(4)的外周边缘与所述外周壁(2)连接的部分为第一外周边缘,所述导流板(4)的外周边缘与所述底壁(1)连接的部分为第二外周边缘,所述第一外周边缘与所述第二外周边缘过渡连接,在过渡连接位置处,所述导流板(4)的外周边缘与所述外周壁(2)、所述底壁(1)之间设有弯折形的排水口(6)。
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