一种双向流道泵装置顶板栅条消涡结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种双向流道泵装置顶板栅条消涡结构，属于水利工程、市政工程领域。


背景技术：

2.进水流道是为改善水泵吸水条件而设置的联结吸水池与水泵吸入口的水流通道。在沿江滨湖地区，针对灌溉排水结合的双向抽水需求，建设了众多双向抽水泵站，箱涵式双向流道泵站通过调节双向流道进出口闸门实现双向引水排水，得到广泛应用。由于箱涵式双向流道泵装置结构的特殊性，通过开启与关闭闸门使其正常运行时，进、出水流道总存在盲端，盲端处流态较差并产生回流至喇叭口附近，易具体水中气体形成气团吸入水泵，引发机组振动及噪声等问题，存在一定安全隐患。
3.根据涡发生的不同位置及发生在不同类型的装置情况，目前存在较多关于消涡的专利措施，由于开敞式进水池水泵上方为自由表面，更易产生吸气漩涡，较多专利基于此展开，阻断与空气接触得以消涡。根据封闭式进水池附壁涡发生位置，目前有专利通过设置立柱等整流措施避免了漩涡发生。针对附底涡，较多专利对底部导流墩形式展开优化，形成各类整流片、导流板等形式，主要目的依旧是避免了漩涡的发生条件。对于箱涵式双向流道内的消涡措施相对较少，进水流道回流的发生导致了喇叭口处易形成附壁涡，针对此问题，本专利采用一种双向流道泵装置顶板栅条消涡结构，可有效避免持续性较大涡带的形成，提高水泵运行稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种双向流道泵装置顶板栅条消涡结构。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种双向流道泵装置顶板栅条消涡结构，其特征是，包括进水流道、出水流道，进水流道的顶部设有进水流道顶板,出水流道设置于进水流道的上部；进水流道、出水流道之间设有喇叭管，进水流道、出水流道经喇叭管贯通，喇叭管的上端延伸至出水流道内，喇叭管的下端延伸至进水流道内；所述喇叭管内设有叶轮；
6.所述进水流道顶板的长度方向设有若干道第一顶板消涡栅条，且第一顶板消涡栅条分布于喇叭管沿进水流道顶板的长度方向的两侧；
7.所述进水流道顶板的宽度方向设有若干道第二顶板消涡栅条，且第二顶板消涡栅条分布于喇叭管沿进水流道顶板的宽度方向的两侧。
8.所述进水流道顶板长度方向位置设有8道第一顶板消涡栅条，进水流道顶板长度方向的喇叭管两侧分别设置4道第一顶板消涡栅条。
9.所述进水流道顶板宽度方向位置设有6道第二顶板消涡栅条，进水流道顶板宽度方向的喇叭管两侧分别设置3道第二顶板消涡栅条。
10.所述第一顶板消涡栅条的高度为叶轮直径的0.15倍，第一顶板消涡栅条的宽度为叶轮直径的0.14
‑
0.16倍，第一顶板消涡栅条与第一顶板消涡栅条之间的间隙为叶轮直径的0.14
‑
0.16倍；进水流道长度方向一侧的若干第一顶板消涡栅条布置范围为叶轮直径的0.98
‑
1.12倍，另一侧的若干第一顶板消涡栅条布置范围也为叶轮直径的0.98
‑
1.12倍；
11.所述第二顶板消涡栅条的高度为叶轮直径的0.15倍，第二顶板消涡栅条的宽度为叶轮直径的0.14
‑
0.16倍，第二顶板消涡栅条与第二顶板消涡栅条之间的间隙为叶轮直径的0.14
‑
0.16倍；进水流道宽度方向一侧的若干第二顶板消涡栅条布置范围为叶轮直径的0.7
‑
0.8倍，另一侧的若干第二顶板消涡栅条布置范围也为叶轮直径的0.7
‑
0.8倍。
12.所述进水流道长度方向喇叭管一侧第一顶板消涡栅条与喇叭管另一侧第一顶板消涡栅条间隔与喇叭口直径相等；
13.所述进水流道宽度方向喇叭管一侧第二顶板消涡栅条与喇叭管另一侧第二顶板消涡栅条间隔与喇叭口直径相等。
14.所述进水流道顶板的长度方向为进水流道内水流方向；进水流道顶板的宽度方向为与进水流道内水流方向相垂直的方向。
15.本实用新型结构合理、使用方便，通过本实用新型提供的一种双向流道泵装置顶板栅条消涡结构，可有效解决箱涵式双向进水流道顶板处水气集聚而形成顶板附壁涡的情况发生，从而提高水泵运行稳定性。本实用新型所述一种双向流道泵装置顶板栅条消涡结构，目的是为了避免进水流道顶板处附壁涡的形成，提高泵站运行效率及稳定性。顶板栅条消涡结构于喇叭口外缘正上方开始布置，根据水泵直径按一定尺寸在周向布置栅条，流道长度方向水泵两侧各布置四道栅条（第一顶板消涡栅条），流道宽度方向水泵两侧各布置三道栅条（第二顶板消涡栅条），避免顶板气团形成吸气附壁涡。
16.根据对箱涵式双向进水流道内流态分析，水流通过进水流道流动至水泵并被吸入，由于双向流道结构特点，进水流道盲端处流线较少，存在大量回流且进水口持续进水，喇叭口附近流态较为复杂，不同方向水流汇集于此。喇叭口形状及底部导流墩可有效改善入泵流态，然而流道内水流常伴随一定体积分数的水气，由于进水方向及盲端水流汇集于喇叭口处，水气由于浮力作用向上附于喇叭口上顶板处，长时间将汇聚形成气团，被水泵吸入将形成持续性吸气涡，引发振动及噪声。顶板附壁涡发生范围小，位置相对固定，为此在喇叭口上方布置如图1所示的顶板栅条消涡结构，该消涡结构于喇叭口上方顶板处周向布置，根据漩涡常发生位置，在流道长度方向水泵两侧各布置四道栅条（第一顶板消涡栅条），流道宽度方向水泵两侧各布置三道栅条（第二顶板消涡栅条），布置栅条后，原本顶板处的水体结构被打散，水气被阻挡在栅条以外，不在附壁涡发生范围，降低了漩涡发生的可能性，同时，在栅条以内聚集的水气由于受限于布置的栅条，水气只能横向及纵向分布，不易形成持续性吸气漩涡，避免了水泵的振动噪声发生，从而达到了消涡目的。
17.有益效果：布置的双向流道泵装置顶板栅条消涡结构可以有效隔绝水中气体汇聚于顶板附壁涡频繁发生区域，附壁涡发生区域水体结构被栅条打散重新分配，由于缺乏大量气团汇集，有效抑制了持续性吸气涡的形成，从根源消除了顶板处漩涡的发生。本实用新型应用于泵站建设与改造，可有效提高泵站运行效率，消除顶板入泵漩涡。
附图说明
18.图1为本实用新型结构示意图；
19.图2 为本实用新型中顶板栅条消涡结构正视图；
20.图3 为本实用新型中顶板栅条消涡结构侧视图；
21.图4 为本实用新型中顶板栅条消涡结构俯视图；
22.图中：1进水流道、2出水流道、3叶轮、4喇叭管、5进水流道顶板、6
‑
1、第一顶板消涡栅条、6
‑
2第二顶板消涡栅条。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
24.一种双向流道泵装置顶板栅条消涡结构，包括进水流道1、出水流道2，在进水流道1的顶部设置进水流道顶板5，出水流道,2设置于进水流道1的上部；进水流道1、出水流道2之间设置喇叭管4，进水流道1、出水流道2经喇叭管4贯通，喇叭管4的上端延伸至出水流道2内，喇叭管4的下端延伸至进水流道1内；喇叭管4内设有叶轮3。
25.进水流道顶板5的长度方向设置若干道第一顶板消涡栅条6
‑
1，且第一顶板消涡栅条6
‑
1分布于喇叭管4沿进水流道顶板5的长度方向的两侧；进水流道顶板5的宽度方向设置若干道第二顶板消涡栅条6
‑
2，且第二顶板消涡栅条6
‑
2分布于喇叭管4沿进水流道顶板5的宽度方向的两侧。
26.进水流道顶板5的长度方向为进水流道1内水流方向；进水流道顶板5的宽度方向为与进水流道1内水流方向相垂直的方向。
27.进一步的，进水流道顶板5长度方向位置设置8道第一顶板消涡栅条6
‑
1，进水流道顶板5长度方向的喇叭管4两侧分别设置4道第一顶板消涡栅条6
‑
1。进水流道顶板5宽度方向位置设有6道第二顶板消涡栅条6
‑
2，进水流道顶板5宽度方向的喇叭管4两侧分别设置3道第二顶板消涡栅条6
‑
2。第一顶板消涡栅条6
‑
1的高度为叶轮3直径的0.15倍，第一顶板消涡栅条6
‑
1的宽度为叶轮3直径的0.14
‑
0.16倍，第一顶板消涡栅条6
‑
1与第一顶板消涡栅条6
‑
1之间的间隙为叶轮3直径的0.14
‑
0.16倍；进水流道1长度方向一侧的若干第一顶板消涡栅条6
‑
1布置范围为叶轮3直径的0.98
‑
1.12倍，另一侧的若干第一顶板消涡栅条6
‑
1布置范围也为叶轮3直径的0.98
‑
1.12倍；
28.所述第二顶板消涡栅条6
‑
2的高度为叶轮3直径的0.15倍，第二顶板消涡栅条6
‑
2的宽度为叶轮3直径的0.14
‑
0.16倍，第二顶板消涡栅条6
‑
2与第二顶板消涡栅条6
‑
2之间的间隙为叶轮3直径的0.14
‑
0.16倍；进水流道1宽度方向一侧的若干第二顶板消涡栅条6
‑
2布置范围为叶轮3直径的0.7
‑
0.8倍，另一侧的若干第二顶板消涡栅条6
‑
2布置范围也为叶轮3直径的0.7
‑
0.8倍。所述进水流道1长度方向喇叭管4一侧第一顶板消涡栅条6
‑
1与喇叭管4另一侧第一顶板消涡栅条6
‑
1间隔与喇叭口4直径相等；进水流道1宽度方向喇叭管4一侧第二顶板消涡栅条6
‑
2与喇叭管4另一侧第二顶板消涡栅条6
‑
2间隔与喇叭口4直径相等。
29.图1中，向右的箭头方向为水流方向。
30.顶板栅条消涡结构正视图见图2，于进水流道1长度方向进水流道顶板位置布置在喇叭管4两侧，每侧布置4道第一顶板消涡栅条6
‑
1。其中水泵叶轮直径为d，喇叭管直径为dl，第一顶板消涡栅条6
‑
1高度h（h=0.15d），第一顶板消涡栅条6
‑
1宽度b（b=(0.14~0.16)
d），各第一顶板消涡栅条6
‑
1布置间隙s（s=(0.14~0.16)d），进水流道1长度方向单侧第一顶板消涡栅条6
‑
1布置范围l1(l1=(0.98~1.12)d)。
31.顶板栅条消涡结构侧视图见图3，于进水流道宽度方向进水流道顶板位置布置在喇叭管4两侧，每侧布置3道第二顶板消涡栅条6
‑
2。第二顶板消涡栅条6
‑
2参数范围与上述第一顶板消涡栅条6
‑
1，其中进水流道1宽度方向单侧第二顶板消涡栅条6
‑
2布置范围l2(l2=(0.7~0.8)d)。
32.顶板栅条消涡结构俯视图见图4，所述进水流道1长度方向喇叭管4一侧第一顶板消涡栅条6
‑
1与喇叭管4另一侧第一顶板消涡栅条6
‑
1间隔为喇叭口直径dl；进水流道1宽度方向喇叭管4一侧第二顶板消涡栅条6
‑
2与喇叭管4另一侧第二顶板消涡栅条6
‑
2间隔为喇叭口直径dl。