專利名稱：新型開敞式水泵進水池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政等領(lǐng)域的濕室型泵站工程，為水泵進口提供良好流態(tài)的進水池，屬于水利工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
進水池是安裝水泵進水管供泵吸水的泵站建筑物。進水池的主要作用是為水泵進口提供良好的進水條件。如果進水池內(nèi)流速分布不均，甚至還有渦帶必然會顯著降低水泵的能量性能和汽蝕性能，甚至?xí)?dǎo)致水泵機組產(chǎn)生振動、無法工作。泵站開敞式進水池邊壁形狀有矩形、多邊形、圓形、半圓形及蝸殼形五種形式，其中矩形、多邊形、半圓形及蝸殼形均為進水池的后壁形狀，其兩側(cè)壁均為矩形，而圓形進水池即為與水泵葉輪同心的圓弧。在工程實際中，因矩形后壁施工方便，所以在中小型泵站(指葉輪直徑不超過Im)中采用最多。根據(jù)試驗資料，就進水池后壁形狀對水泵吸水管管口水力損失系數(shù)的影響來看，蝸殼形最小，多邊形、矩形次之，半圓形、圓形較大。若當(dāng)進水池后壁圓弧與吸水口為同心圓時，還將會產(chǎn)生繞泵的旋轉(zhuǎn)環(huán)流，對水泵的正常運行產(chǎn)生危害，需避免水流在進入水泵前產(chǎn)生繞泵的旋轉(zhuǎn)環(huán)流，確保為水泵提供良好的入流條件?，F(xiàn)有的各種開敞式進水池均會產(chǎn)生附底渦帶，附底渦帶的產(chǎn)生將會對水泵的正常運行產(chǎn)生危害，需采取防渦消渦措施。水流經(jīng)過傳統(tǒng)進水池的整流后均具有一定的環(huán)量，具有環(huán)量的水流提供給水泵會影響其水力性能，而喇叭口的設(shè)計需盡量滿足葉輪對葉輪室進口所要求的水力設(shè)計條件，因此應(yīng)盡量提高喇叭口出口斷面的軸向速度分布均勻度和速度加權(quán)平均角，采取一定的措施減小甚至消除喇叭管內(nèi)的水流的環(huán)量并控制其發(fā)生預(yù)旋。目前開敞式進水池控制尺寸與消渦防渦設(shè)施的控制尺寸設(shè)計基本是分開的，未能給出以某一變量為基準(zhǔn)的無量化控制參數(shù)，結(jié)合已有的開敞式進水池結(jié)構(gòu)特點、進水池的渦帶問題以及喇叭管內(nèi)水流具有環(huán)量的問題，設(shè)計一種具有防渦消渦功能、水力損失小且為水泵提供更好地入流條件的新型泵站開敞式進水池，其意義及推廣應(yīng)用價值均很大，不僅可解決泵站工程實際的問題，還可提高泵站的效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種具有防渦消渦功能及水力損失小的開敞式水泵進水池，為水泵進口提供良好的入流條件，保證水泵安全穩(wěn)定可靠地運行，有利于提高水泵運行的效率，進而達到降低能源消耗的目的。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，新型開敞式水泵進水池，包括底板和兩側(cè)壁，其特征是，設(shè)有ω形后壁、組合式防渦錐和組合式吸水喇叭管，組合式防渦錐位于組合式吸水喇叭管中心正下方的底板上。所述組合式吸水喇叭管由吸水喇叭管和4塊徑向擋板組成，吸水喇叭管壁面為雙曲面，徑向擋板底面距吸水喇叭管底面高度為0.04吸水喇叭管進口直徑，擋板厚為0.04吸水喇叭管進口直徑，擋板下端長為0.263吸水喇叭管進口直徑，擋板高為0.108吸水喇叭管進口直徑，擋板上端與水平方向夾角為15°，4塊徑向擋板90°夾角對稱布置于吸水喇叭
管內(nèi)壁。所述ω形后壁的型線由兩條弧線組成，且兩弧線所在的圓內(nèi)切。所述組合式防渦錐由光滑防渦錐體和4塊消渦隔板構(gòu)成，錐底面距吸水喇叭管進口高度為0.55^0.70吸水喇叭管進口直徑，錐面為橢圓曲線，消渦隔板以90°夾角對稱布置環(huán)繞光滑防渦錐體，消渦隔板高為0.075吸水喇叭管進口直徑，長度為0.433吸水喇叭管進口直徑，寬度為0.04、.10吸水喇叭管進口直徑。本實用新型針對開敞式水泵進水池的結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)化設(shè)計，給出基于吸水喇叭管進口直徑D的參數(shù)化控制尺寸，便于工程人員的設(shè)計和現(xiàn)場施工方便，以葉輪進口流場評判指標(biāo)結(jié)合泵站進水池設(shè)計原則進行設(shè)計，以達到:(I)進水池內(nèi)無渦帶產(chǎn)生；(2)為水泵進口提供良好的進水條件；(3)施工建造方便，利于模塊化設(shè)計。 為了給水泵提供最好的入流條件，需滿足軸向速度分布均勻度為100%，速度加權(quán)平均角為90°，但這兩個值只是理想值，實際工程中不可能達到理想值的情況下，只能通過優(yōu)化設(shè)計和工程措施來提高水泵進口的入流條件。泵站進水池的設(shè)計原則是:(1)各過水?dāng)嗝嬗休^均勻的流速分布；(2)無漩渦，特別是無伸入泵內(nèi)的習(xí)氣漩渦產(chǎn)生；(3)較小的水力損失；(4)線形簡單，施工方便；(5)有利于降低土建投資。新型開敞式水泵進水池共由5個部分構(gòu)件組成，分別為底板、進水池兩側(cè)壁、ω形后壁，組合式防渦錐(光滑防渦錐體和消渦隔板)，組合式吸水喇叭管(吸水喇叭管和徑向擋板)。組合式防渦錐位于組合式吸水喇叭管中心的正下方。ω形后壁型線由兩條弧線組成，且兩弧線所在的圓內(nèi)切。組合式防渦錐(光滑防渦錐體和4塊消渦隔板構(gòu)成)位于喇叭口中心線下，錐底面距喇叭口高度為(0.55、.70從(吸水喇叭管進口直徑)。消渦隔板以90°夾角對稱布置環(huán)繞消渦錐，消渦隔板高為0.075Λ長度為0.433隊寬度為(0.04、.10)隊組合式吸水喇叭管(吸水喇叭管和4塊徑向擋板)，徑向擋板底面距吸水喇叭管底面高度為0.04^,擋板厚為0.04/ ,擋板下端長為0.2.,擋板高為0.108久擋板上端與水平方向夾角為15°，4塊徑向擋板90°夾角對稱布置于吸水喇機管內(nèi)壁。ω形后壁可消除傳統(tǒng)開敞式矩形進水池后壁處的渦帶。采用組合式防渦錐達到預(yù)防和消除開敞式進水池內(nèi)渦帶的目的，采用組合式吸水喇叭管為了減小甚至消除進入喇叭管內(nèi)水流的環(huán)量和控制水流發(fā)生預(yù)旋，同時又不會妨礙進口處中心部分的流動，可為葉輪進口提供更好的入流條件，從而達到為水泵進口提供良好的入流條件，保證水泵安全穩(wěn)定可靠地運行，有利于提高水泵運行的效率，進而達到降低能源消耗的目的。適用于中小型開敞式泵站的建設(shè)，便于實際工程的推廣應(yīng)用。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖2為圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a為本實用新型的組合式吸水喇叭管結(jié)構(gòu)示意圖。圖3b為圖3a中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4a為本實用新型的組合式防渦錐結(jié)構(gòu)示意圖。圖4b為圖4a中C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1導(dǎo)葉體；2葉輪；3吸水喇叭管；4徑向擋板；5消渦隔板；6光滑防渦錐體；7吸水管；8 ω形后壁；9側(cè)壁。
具體實施方式
新型開敞式水泵進水池，包括底板、兩側(cè)壁9、ω形后壁8、組合式防渦錐和組合式吸水喇叭管，組合式防渦錐位于組合式吸水喇叭管中心正下方的底板上。所述組合式吸水喇叭管由吸水喇叭管和4塊徑向擋板組成，吸水喇叭管壁面為雙曲面，徑向擋板底面距吸水喇叭管底面高度為0.04倍吸水喇叭管進口直徑，擋板厚為0.04倍吸水喇叭管進口直徑，擋板下端長為0.263倍吸水喇叭管進口直徑，擋板高為0.108倍吸水喇叭管進口直徑，擋板上端與水平方向夾角為15°，4塊徑向擋板90°夾角對稱布置于吸水喇叭管內(nèi)壁。所述ω形后壁的型線由兩條弧線組成，且兩弧線所在的圓內(nèi)切。所述組合式防渦錐由光滑防渦錐體和4塊消渦隔板構(gòu)成，錐底面距吸水喇叭管進口高度為0.55、.70倍吸水喇叭管進口直徑，錐面為橢圓曲線，消渦隔板以90°夾角對稱布置環(huán)繞光滑防渦錐體，消渦隔板高為
0.075倍吸水喇叭管進口直徑，長度為0.433倍吸水喇叭管進口直徑，寬度為0.04、.10倍吸水喇叭管進口直徑。新型開敞式進水池采用ω形后壁，ω形后壁”的控制參數(shù)為:在喇叭管正下方設(shè)置組合式消渦防渦錐(光滑防渦錐體和4塊消渦隔板)，在喇叭管內(nèi)壁對稱布置4塊徑向擋板。實施的關(guān)鍵在于組合式消渦錐的中心和組合式喇叭管的中心要與葉輪中心共線，其余各尺寸的精度允許誤差在±0.3%以內(nèi)。開敞式進水池的兩邊壁可采用鋼筋混凝土進行建造，ω后壁既可采用鋼筋混凝土立模板澆筑也可采用鋼板等金屬材料加工，組合式吸水喇叭管采用金屬加工現(xiàn)場安裝的方法，組合式消渦錐也可選擇現(xiàn)場立模澆筑也可選擇金屬加工現(xiàn)場安裝，防渦錐的曲面和喇叭管的曲面均為規(guī)則的4分之一橢圓型線，且曲線方程明確，便于加工制作。
權(quán)利要求1.新型開敞式水泵進水池，包括底板和兩側(cè)壁，其特征是，設(shè)有ω形后壁、組合式防渦錐和組合式吸水喇叭管，組合式防渦錐位于組合式吸水喇叭管中心正下方的底板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型開敞式水泵進水池，其特征是，所述組合式吸水喇叭管由吸水喇叭管和4塊徑向擋板組成，吸水喇叭管壁面為雙曲面，徑向擋板底面距吸水喇叭管底面高度為0.04吸水喇叭管進口直徑，擋板厚為0.04吸水喇叭管進口直徑，擋板下端長為0.263吸水喇叭管進口直徑，擋板高為0.108吸水喇叭管進口直徑，擋板上端與水平方向夾角為15°，4塊徑向擋板90°夾角對稱布置于吸水喇叭管內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型開敞式水泵進水池，其特征是，所述ω形后壁的型線由兩條弧線組成，且兩弧線所在的圓內(nèi)切。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型開敞式水泵進水池，其特征是，所述組合式防渦錐由光滑防渦錐體和4塊消渦隔板構(gòu)成，錐底面距吸水喇叭管進口高度為0.55、.70吸水喇叭管進口直徑，錐面為橢圓曲線，消渦隔板以90°夾角對稱布置環(huán)繞光滑防渦錐體，消渦隔板高為0.075吸水喇叭管進口直徑，長度為0.433吸水喇叭管進口直徑，寬度為0.04、.10吸水喇叭管進口直徑。
專利摘要新型開敞式水泵進水池，屬于水利工程技術(shù)領(lǐng)域。由底板、兩側(cè)壁、ω形后壁、組合式防渦錐和組合式吸水喇叭管等構(gòu)成，組合式防渦錐位于組合式吸水喇叭管中心正下方的底板上。所述組合式吸水喇叭管由吸水喇叭管和4塊徑向擋板組成，所述ω形后壁的型線由兩條弧線組成，且兩弧線所在的圓內(nèi)切。所述組合式防渦錐由光滑防渦錐體和4塊消渦隔板構(gòu)成，新型開敞式水泵進水池可為葉輪進口提供更好的入流條件，從而達到為水泵進口提供良好的入流條件，保證水泵安全穩(wěn)定可靠地運行，有利于提高水泵運行的效率，進而達到降低能源消耗的目的。適用于中小型開敞式泵站的建設(shè)，便于實際工程的推廣應(yīng)用。
文檔編號F04D29/66GK203067358SQ20132003855
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者劉超, 楊帆, 周濟人 申請人:揚州大學(xué)