[发明专利]一种灯泡体前置式贯流泵装置进水流道及应用方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程泵站技术领域，具体涉及一种水力性能优异的灯泡体前置式贯流泵装置进水流道及应用方法，适用于指导工程技术人员设计高性能大流量泵站的灯泡体前置式贯流泵装置进水流道。

背景技术

灯泡式贯流泵装置适用于扬程低于3m、年运行数千小时的大流量泵站，该型式泵装置的特点是将动力机、轴承及齿轮箱等设备设置在一个封闭的俗称“灯泡体”的金属壳体内。进一些年来大流量泵站都习惯性地采用灯泡体后置式的贯流泵装置，即：将所述灯泡体置于出水流道内。更为深入的研究发现：在灯泡体后置的情况下，从水泵导叶体流出的具有环量的水流在流经灯泡体时，会在其尾部产生较大的、偏向一侧的旋涡区。这种现象加大了出水流道的水头损失，且导致了出水流道内水流的压力脉动和不稳定。

发明内容

本发明的目的就是针对上述情况，提供了一种水力性能优异的灯泡体前置式贯流泵装置进水流道及应用方法。本发明的特征是：将灯泡体从出水流道内移出，彻底解决因出水流道内水流的流动属性为扩散流动而极易产生旋涡的问题；将灯泡体置于进水流道内，利用进水流道内水流的流动属性为收缩流动的特点，保证水流流经灯泡体时不因脱流而产生旋涡；所述进水流道沿水流方向顺序分为直线形进口段、灯泡体过流段和瓶颈形圆台整流段等3段，在灯泡体过流段与水泵叶轮室之间设置用于调整进水流态的瓶颈形圆台整流段，可保证水流进入水泵叶轮室的流态满足要求；对包含灯泡体、进人孔、灯泡体支撑、灯泡体瓶颈形圆台等各过流部件的进水流道进行优化水力设计研究，提供水力性能优异、应用方便的进水流道三维形体过流面；所述进水流道各过流面的几何尺寸均用以水泵叶轮直径 D₀为基准值的相对值表示，将相对值乘以泵站拟采用的水泵叶轮直径D₀即可得该泵站进水流道实际需要的尺寸；出水流道的主要尺寸可在一定范围内进行调整，以适应不同泵站的实际需要。应用本发明所得到的灯泡体前置式贯流泵装置进水流道不仅水力性能优异，而且彻底解决了灯泡体后置式贯流泵装置进水流道内的旋涡问题，对于确保大流量泵站安全、稳定和高效运行具有十分重要的意义。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

1.一种水力性能优异的灯泡体前置式贯流泵装置进水流道，沿水流方向顺序分为直线形进口段、灯泡体过流段和瓶颈形圆台整流段等3段；

所述灯泡体前置式贯流泵装置进水流道各几何尺寸均用以水泵叶轮直径D₀为基准值的相对值表示；

直线形进口段位于灯泡体前置式贯流泵装置进水流道的前部，其作用是适应泵房上部结构布置的需要和对水流进行初步整流；在该段中部设置中隔墩，该段进水流道的内壁形线为直线；该段进水流道的长度L_进口段＝2.183D₀、进口断面高度H_{进口段进口}＝1.887D₀、进口断面宽度B_{进口段进口}＝2.467D₀、出口断面高度H_{进口段出口}＝1.714D₀、出口断面宽度B_{进口段出口}＝ 2.130D₀、进口顶板圆弧半径R_顶板＝1m，中隔墩的长度L_隔墩＝2.183D₀、厚度B_隔墩＝0.8m、头部圆弧半径R_隔墩头部＝0.4m、尾部圆弧半径R_隔墩尾部＝0.4m；