新型开敞式水泵进水池的制作方法

专利名称：新型开敞式水泵进水池的制作方法技术领域：本实用新型涉及工业、农业、市政等领域的湿室型泵站工程，为水泵进口提供良好流态的进水池，属于水利工程技术领域。背景技术：进水池是安装水泵进水管供泵吸水的泵站建筑物。进水池的主要作用是为水泵进口提供良好的进水条件。如果进水池内流速分布不均，甚至还有涡带必然会显著降低水泵的能量性能和汽蚀性能，甚至会导致水泵机组产生振动、无法工作。泵站开敞式进水池边壁形状有矩形、多边形、圆形、半圆形及蜗壳形五种形式，其中矩形、多边形、半圆形及蜗壳形均为进水池的后壁形状，其两侧壁均为矩形，而圆形进水池即为与水泵叶轮同心的圆弧。在工程实际中，因矩形后壁施工方便，所以在中小型泵站(指叶轮直径不超过Im)中采用最多。根据试验资料，就进水池后壁形状对水泵吸水管管口水力损失系数的影响来看，蜗壳形最小，多边形、矩形次之，半圆形、圆形较大。若当进水池后壁圆弧与吸水口为同心圆时，还将会产生绕泵的旋转环流，对水泵的正常运行产生危害，需避免水流在进入水泵前产生绕泵的旋转环流，确保为水泵提供良好的入流条件。现有的各种开敞式进水池均会产生附底涡带，附底涡带的产生将会对水泵的正常运行产生危害，需采取防涡消涡措施。水流经过传统进水池的整流后均具有一定的环量，具有环量的水流提供给水泵会影响其水力性能，而喇叭口的设计需尽量满足叶轮对叶轮室进口所要求的水力设计条件，因此应尽量提高喇叭口出口断面的轴向速度分布均匀度和速度加权平均角，采取一定的措施减小甚至消除喇叭管内的水流的环量并控制其发生预旋。目前开敞式进水池控制尺寸与消涡防涡设施的控制尺寸设计基本是分开的，未能给出以某一变量为基准的无量化控制参数，结合已有的开敞式进水池结构特点、进水池的涡带问题以及喇叭管内水流具有环量的问题，设计一种具有防涡消涡功能、水力损失小且为水泵提供更好地入流条件的新型泵站开敞式进水池，其意义及推广应用价值均很大，不仅可解决泵站工程实际的问题，还可提高泵站的效率。实用新型内容本实用新型的目的就是针对上述现有技术存在的不足，提供一种具有防涡消涡功能及水力损失小的开敞式水泵进水池，为水泵进口提供良好的入流条件，保证水泵安全稳定可靠地运行，有利于提高水泵运行的效率，进而达到降低能源消耗的目的。本实用新型的目的是这样实现的，新型开敞式水泵进水池，包括底板和两侧壁，其特征是，设有ω形后壁、组合式防涡锥和组合式吸水喇叭管，组合式防涡锥位于组合式吸水喇叭管中心正下方的底板上。所述组合式吸水喇叭管由吸水喇叭管和4块径向挡板组成，吸水喇叭管壁面为双曲面，径向挡板底面距吸水喇叭管底面高度为0.04吸水喇叭管进口直径，挡板厚为0.04吸水喇叭管进口直径，挡板下端长为0.263吸水喇叭管进口直径，挡板高为0.108吸水喇叭管进口直径，挡板上端与水平方向夹角为15°，4块径向挡板90°夹角对称布置于吸水喇叭管内壁。所述ω形后壁的型线由两条弧线组成，且两弧线所在的圆内切。所述组合式防涡锥由光滑防涡锥体和4块消涡隔板构成，锥底面距吸水喇叭管进口高度为0.55^0.70吸水喇叭管进口直径，锥面为椭圆曲线，消涡隔板以90°夹角对称布置环绕光滑防涡锥体，消涡隔板高为0.075吸水喇叭管进口直径，长度为0.433吸水喇叭管进口直径，宽度为0.04、.10吸水喇叭管进口直径。本实用新型针对开敞式水泵进水池的结构形式及参数化设计，给出基于吸水喇叭管进口直径D的参数化控制尺寸，便于工程人员的设计和现场施工方便，以叶轮进口流场评判指标结合泵站进水池设计原则进行设计，以达到:(I)进水池内无涡带产生；(2)为水泵进口提供良好的进水条件；(3)施工建造方便，利于模块化设计。 为了给水泵提供最好的入流条件，需满足轴向速度分布均匀度为100%，速度加权平均角为90°，但这两个值只是理想值，实际工程中不可能达到理想值的情况下，只能通过优化设计和工程措施来提高水泵进口的入流条件。泵站进水池的设计原则是:(1)各过水断面有较均匀的流速分布；(2)无漩涡，特别是无伸入泵内的习气漩涡产生；(3)较小的水力损失；(4)线形简单，施工方便；(5)有利于降低土建投资。新型开敞式水泵进水池共由5个部分构件组成，分别为底板、进水池两侧壁、ω形后壁，组合式防涡锥(光滑防涡锥体和消涡隔板)，组合式吸水喇叭管(吸水喇叭管和径向挡板)。组合式防涡锥位于组合式吸水喇叭管中心的正下方。ω形后壁型线由两条弧线组成，且两弧线所在的圆内切。组合式防涡锥(光滑防涡锥体和4块消涡隔板构成)位于喇叭口中心线下，锥底面距喇叭口高度为(0.55、.70从(吸水喇叭管进口直径)。消涡隔板以90°夹角对称布置环绕消涡锥，消涡隔板高为0.075Λ长度为0.433队宽度为(0.04、.10)队组合式吸水喇叭管(吸水喇叭管和4块径向挡板)，径向挡板底面距吸水喇叭管底面高度为0.04^,挡板厚为0.04/ ,挡板下端长为0.2.,挡板高为0.108久挡板上端与水平方向夹角为15°，4块径向挡板90°夹角对称布置于吸水喇机管内壁。ω形后壁可消除传统开敞式矩形进水池后壁处的涡带。采用组合式防涡锥达到预防和消除开敞式进水池内涡带的目的，采用组合式吸水喇叭管为了减小甚至消除进入喇叭管内水流的环量和控制水流发生预旋，同时又不会妨碍进口处中心部分的流动，可为叶轮进口提供更好的入流条件，从而达到为水泵进口提供良好的入流条件，保证水泵安全稳定可靠地运行，有利于提高水泵运行的效率，进而达到降低能源消耗的目的。适用于中小型开敞式泵站的建设，便于实际工程的推广应用。图1为本实用新型的结构示意图。[0023]图2为图1中A-A剖面结构示意图。图3a为本实用新型的组合式吸水喇叭管结构示意图。图3b为图3a中B-B剖面结构示意图。图4a为本实用新型的组合式防涡锥结构示意图。图4b为图4a中C-C剖面结构示意图。图中:1导叶体；2叶轮；3吸水喇叭管；4径向挡板；5消涡隔板；6光滑防涡锥体；7吸水管；8 ω形后壁；9侧壁。具体实施方式新型开敞式水泵进水池，包括底板、两侧壁9、ω形后壁8、组合式防涡锥和组合式吸水喇叭管，组合式防涡锥位于组合式吸水喇叭管中心正下方的底板上。所述组合式吸水喇叭管由吸水喇叭管和4块径向挡板组成，吸水喇叭管壁面为双曲面，径向挡板底面距吸水喇叭管底面高度为0.04倍吸水喇叭管进口直径，挡板厚为0.04倍吸水喇叭管进口直径，挡板下端长为0.263倍吸水喇叭管进口直径，挡板高为0.108倍吸水喇叭管进口直径，挡板上端与水平方向夹角为15°，4块径向挡板90°夹角对称布置于吸水喇叭管内壁。所述ω形后壁的型线由两条弧线组成，且两弧线所在的圆内切。所述组合式防涡锥由光滑防涡锥体和4块消涡隔板构成，锥底面距吸水喇叭管进口高度为0.55、.70倍吸水喇叭管进口直径，锥面为椭圆曲线，消涡隔板以90°夹角对称布置环绕光滑防涡锥体，消涡隔板高为0.075倍吸水喇叭管进口直径，长度为0.433倍吸水喇叭管进口直径，宽度为0.04、.10倍吸水喇叭管进口直径。新型开敞式进水池采用ω形后壁，ω形后壁”的控制参数为:在喇叭管正下方设置组合式消涡防涡锥(光滑防涡锥体和4块消涡隔板)，在喇叭管内壁对称布置4块径向挡板。实施的关键在于组合式消涡锥的中心和组合式喇叭管的中心要与叶轮中心共线，其余各尺寸的精度允许误差在±0.3%以内。开敞式进水池的两边壁可采用钢筋混凝土进行建造，ω后壁既可采用钢筋混凝土立模板浇筑也可采用钢板等金属材料加工，组合式吸水喇叭管采用金属加工现场安装的方法，组合式消涡锥也可选择现场立模浇筑也可选择金属加工现场安装，防涡锥的曲面和喇叭管的曲面均为规则的4分之一椭圆型线，且曲线方程明确，便于加工制作。权利要求1.新型开敞式水泵进水池，包括底板和两侧壁，其特征是，设有ω形后壁、组合式防涡锥和组合式吸水喇叭管，组合式防涡锥位于组合式吸水喇叭管中心正下方的底板上。2.根据权利要求1所述的新型开敞式水泵进水池，其特征是，所述组合式吸水喇叭管由吸水喇叭管和4块径向挡板组成，吸水喇叭管壁面为双曲面，径向挡板底面距吸水喇叭管底面高度为0.04吸水喇叭管进口直径，挡板厚为0.04吸水喇叭管进口直径，挡板下端长为0.263吸水喇叭管进口直径，挡板高为0.108吸水喇叭管进口直径，挡板上端与水平方向夹角为15°，4块径向挡板90°夹角对称布置于吸水喇叭管内壁。3.根据权利要求1所述的新型开敞式水泵进水池，其特征是，所述ω形后壁的型线由两条弧线组成，且两弧线所在的圆内切。4.根据权利要求1所述的新型开敞式水泵进水池，其特征是，所述组合式防涡锥由光滑防涡锥体和4块消涡隔板构成，锥底面距吸水喇叭管进口高度为0.55、.70吸水喇叭管进口直径，锥面为椭圆曲线，消涡隔板以90°夹角对称布置环绕光滑防涡锥体，消涡隔板高为0.075吸水喇叭管进口直径，长度为0.433吸水喇叭管进口直径，宽度为0.04、.10吸水喇叭管进口直径。专利摘要新型开敞式水泵进水池，属于水利工程技术领域。由底板、两侧壁、ω形后壁、组合式防涡锥和组合式吸水喇叭管等构成，组合式防涡锥位于组合式吸水喇叭管中心正下方的底板上。所述组合式吸水喇叭管由吸水喇叭管和4块径向挡板组成，所述ω形后壁的型线由两条弧线组成，且两弧线所在的圆内切。所述组合式防涡锥由光滑防涡锥体和4块消涡隔板构成，新型开敞式水泵进水池可为叶轮进口提供更好的入流条件，从而达到为水泵进口提供良好的入流条件，保证水泵安全稳定可靠地运行，有利于提高水泵运行的效率，进而达到降低能源消耗的目的。适用于中小型开敞式泵站的建设，便于实际工程的推广应用。文档编号F04D29/66GK203067358SQ20132003855公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日发明者刘超, 杨帆, 周济人 申请人:扬州大学