本發(fā)明屬于水利工程、市政工程雨水泵站技術領域，具體涉及一種改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置。

背景技術：

近年來，城市內澇已成為我國城市發(fā)展的一大軟肋，這種由強降水或連續(xù)性降水超過城市排水系統(tǒng)能力導致城市內積水的災害現(xiàn)象，已備受人們廣泛關注。在城市的排水系統(tǒng)中，用于排除城市積水的雨水泵站，有利于避免城市內澇災害，有效改善城市居民的居住環(huán)境，同時對于城市形象的建設具有重要的意義。

但是對于位處平原地區(qū)的城市而言，由于其雨水管渠的埋深相對較大，且起點與河道的距離通常相隔較遠，通過雨水泵站排出的積水往往很難保證均勻分配給出水箱涵的各進水口，使得出水箱涵各孔內的水流速度不均，引起部分出水箱涵孔內出現(xiàn)排水滯后、淤積堵塞等問題，嚴重影響雨水泵站的安全穩(wěn)定運行。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題，在現(xiàn)有雨水泵站的基礎上提出一種能夠有效改善出水箱涵流量分配不均勻、出水箱涵孔內排水滯后、淤積堵塞等技術問題的整流裝置。

本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置，所述整流裝置設置于出水井內，出水井的上游設置有泵房，出水井的下游設置有出水箱涵，出水井的長度為L、寬度為W，出水井位于上游的側壁上均勻設置有多個半徑為R的水泵出水管，出水井位于下游的側壁上設置有出水箱涵的進水口；出水井內沿其長度方向設置有橫梁和支撐柱，橫梁座設于間隔設置的多個支撐柱頂端，支撐柱和橫梁呈“T”形設置，以起到對水流進行有效分流；

橫梁的兩端與出水井的內壁之間間距為D4，D4取值范圍為0~0.1L，以確保橫梁對水泵出水管水流的整流作用；橫梁正對水泵出水管的管口且兩者的水平距離為D3，D3取值范圍為0.2~0.6W，D3取值小于0.2W會引起較大的水流沖擊損失，D3取值大于0.6W，會造成整流效果不佳；

橫梁中心位于水泵出水管的中心線上方且兩者垂直距離為D1，D1取值范圍為0.05~0.4R，D1取值小于0.05R，會造成較大的水流沖擊損失，而D1取值大于0.4R，將會降低對水流整流的作用；每個支撐柱均位于相鄰兩個水泵出水管的中間位置，相鄰兩個支撐柱之間的間距均為D2，D2取值范圍為0.1~0.4L，D2過小取值小于0.1L，支撐柱的數(shù)量增多不僅會引起額外的水力損失，同時也會減小出水井內的過水斷面面積；D2取值大于0.4L，會降低對出水井內的水流整流效果。

進一步地，本發(fā)明所述的改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置，所述每個支撐柱的橫截面均為矩形且其長和寬的取值均為0.05~0.2W，所述橫梁的寬度與支撐柱寬度相同，以方便加工制作。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述支撐柱和橫梁為金屬結構或混凝土結構，以保障整流裝置能夠滿足雨水泵站的設計使用要求。

作為一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明所述的改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置，泵房內裝有5臺水泵機組，支撐柱數(shù)量為4根，出水井的長度L為21m、寬度W為5.4m，水泵出水管的半徑R為 0.75m，橫梁的兩端與出水井的內壁之間間距D4為1.1m，橫梁與水泵出水管的管口水平間距D3為2m，橫梁中心與水泵出水管的中心線之間的垂直間距D1為0.05m，相鄰兩個支撐柱之間的間距D2為4.4m；每個支撐柱的長和寬均為0.4m，橫梁的橫截面為正方形且其邊長為0.4m。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述的整流裝置能夠將泵站多臺水泵流入到出水井的水流進行有效均勻化，提高泵站出水箱涵各進口流量分配的均勻性，有利于保障雨水泵站始終具有穩(wěn)定、良好的排水性能，能夠有效解決出水箱涵孔內排水滯后、淤積堵塞等技術問題。

本發(fā)明所提供的整流裝置結構簡單、容易施工且制作成本較低，無需額外增加用地面積，便于在水工建筑物布置較為局促的城市雨水泵站以及其他類似排水系統(tǒng)的建設與改造工程中推廣應用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立面布置及尺寸示意圖；

圖2是本發(fā)明的平面布置及尺寸示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的立面布置示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例的平面布置示意圖；

圖5是采用本發(fā)明整流前后出水箱涵各進口的流量系數(shù)對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

如圖1-4所示，本發(fā)明涉及支撐柱1、橫梁2、出水井3、泵房4、出水箱涵5、水泵出水管6、水泵7、出水箱涵上側進口8、出水箱涵下側進口9等技術特征。

如圖1所示，本發(fā)明一種改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置設置于出水井3內，所述整流裝置由支撐柱1和橫梁2構成，且兩者垂直相交呈“T”形；出水井3設置于泵房4和出水箱涵5之間，出水井長度為L、寬度為W；所述出水井3與泵房4之間的側壁上設有水泵出水管6，水泵出水管的管口半徑為R；所述出水井3的另一側壁上設有出水箱涵5的進水口；

由圖1、2所示，所述支撐柱1的斷面為矩形，其長度A=0.05~0.2W、寬度B=0.05~0.2W，支撐柱1安放于相鄰兩個水泵出水管6的中間位置處，相鄰兩個支撐柱之間的間距與相鄰兩個水泵出水管6的間距相等，均為D2，D2=0.1~0.4L，支撐柱的數(shù)量比水泵出水管的數(shù)量少1個；所述橫梁2沿著出水井3的長度方向布置，數(shù)量為1根，橫梁2的斷面為正方形，其邊長與支撐柱1的寬度B相同，橫梁2正對水泵出水管6的出口且兩者的水平距離D3=0.2~0.6W，橫梁2的中心位于水泵出水管6的中心上方且兩者垂直距離為D1=0.05~0.4R，橫梁2的兩側邊與出水井3的兩側邊墻距離均為D4=0~0.1L；

以上所述支撐柱1與橫梁2為金屬結構或混凝土結構，可在泵站工程建設或改造現(xiàn)場進行焊接或澆筑成型。

實施例

如圖3、4所示，在某城市雨水泵站的出水井3中，設置有本發(fā)明提出的整流裝置，包括支撐柱1和橫梁2，兩者垂直相交呈“T”形；其中，出水井位于雨水泵房4和出水箱涵5之間，泵房4內裝有5臺水泵機組，水泵出水管的管口半徑R=0.75m；對于出水井，其長度L=21m、寬度W=5.4m，支撐柱1位于相鄰兩個水泵出水管的中間，支撐柱數(shù)量為4根、相鄰兩個支撐柱的間距D2=4.4m，支撐柱1的斷面矩形的長度A和寬度B均為0.4m；橫梁2的斷面為正方形且其邊長為0.4m，橫梁距離水泵出水口的水平距離D3=2m，橫梁2的中心位于水泵出水管6的中心上方且兩者垂直距離為D1=0.05m，橫梁2的兩側邊與出水井3的兩側邊墻距離均為D4=1.1m；支撐柱1和橫梁2采用鋼筋混凝土制作。

如圖5所示，采用三維流動數(shù)值模擬方法，對比分析采用本發(fā)明上述實施例的整流裝置進行整流前、后（整流前：未設置本發(fā)明整流裝置，整流后：在出水井內設置了本發(fā)明整流裝置）的出水箱涵各進水口截面上的流量系數(shù)值Q/Q_總，其中Q為出水箱涵各進口流量，Q_總為排水總流量。針對實施例，對比整流前后的出水箱涵各進口的流量系數(shù)值可以看出，經本發(fā)明整流后的出水箱涵各進口的流量分配變得均勻，其中，整流前的出水箱涵上側進口和出水箱涵下側進口的流量系數(shù)分別為0.59和0.41，整流前的出水箱涵上、下側進水口的流量相差較大，而整流后的出水箱涵上側進口和出水箱涵下側進口的流量系數(shù)分別為0.503和0.497，顯然整流后的出水箱涵上、下側進水口的流量相差很小。由此說明本發(fā)明所提出的整流裝置顯著提高了雨水泵站出水箱涵各進水口流量分配的均勻性，有助于保障雨水泵站具有良好的排水性能。