[发明专利]一种大流量泵站除沙装置及其除沙方法

说明书

本发明公开了一种大流量泵站除沙装置，属于水利工程泵站技术领域。在大流量泵站引水渠沉沙段的底部设置多个垂直于水流方向的、断面形状为正方形的沉沙槽；根据流体力学原理和数值计算分析，水流在流经所述沉沙槽时会在槽中产生低速旋转运动，这种缓慢的旋转运动可使水流中含有的泥沙在流动过程中沉聚在沉沙槽中；在引水渠沉沙段水面的上空设置除沙工作桥，在除沙工作桥上设置移动式泥浆泵装置和排沙槽；移动式泥浆泵装置沿铺设在除沙工作桥面上的支撑轨道往返移动，在其移动过程中将沉沙槽中的泥浆抽送到排沙槽；泥浆在重力作用下沿排沙槽被送至引渠边的泥浆处理区。本发明还公开了一种除沙方法。本发明具有沉除沙方便的特点，适用于大流量泵站的连续除沙。

技术领域

本发明属于水利工程泵站技术领域，具体涉及一种大流量泵站除沙装置，主要用于解决从泥沙较多的河流中取水的大流量泵站的除沙问题。

背景技术

大流量泵站在引水工程中应用非常广泛，对于从含沙量较大的水源中取水的大流量泵站，除沙是一项十分重要而艰巨的任务。常用沉沙池的工作原理大体上分为两种，一种是以重力分离为基础，通过扩大沉沙段过流断面的办法，降低水流速度，使得沙粒在重力作用下沉积下来；另一种是以离心力分离为基础，采用特定的装置使水流旋转，使沙粒在离心力的作用下沉积下来。大流量泵站的流量特别大，小一些的流量为数十立方米每秒，大一些的流量达到200立方米每秒以上。上述两种工作原理的沉沙池都不适用大流量泵站，原因在于：（1）以重力分离为基础的沉沙池需要很大的过流断面才能使水流速度降低到可以沉沙的要求，对于大流量泵站来说，采用这种原理的沉沙池占地面积大、沉沙区域大、除沙难度大；（2）以离心力分离为基础的沉沙池，需要使水流旋转的专用装置，一般只能应用于流量较小的情况，需要连续除沙的大流量泵站采用这种沉沙原理不现实，其建设和运行成本都太高。

发明内容

本发明的目的就是针对上述两种工作原理沉沙池的缺陷，提出了一种适用于大流量泵站的连续沉除沙的装置。本发明的特征是：根据流体力学原理和数值计算分析结果，当水流从引水渠沉沙段流过时，流经沉沙槽中的水流受沉沙槽正方形断面的限制和水体粘性的影响，在沉沙槽内进行缓慢的旋转运动，随着沉沙槽中水流的缓慢旋转，水流中所含的泥沙沉聚于沉沙槽中，形成浓度较大的泥浆；在大流量泵站引水渠沉沙段的底部设置多个垂直于水流方向、断面形状为正方形的沉沙槽；在引水渠沉沙段水面的上空设置除沙工作桥，在除沙工作桥上设置移动式泥浆泵装置和排沙槽；移动式泥浆泵装置沿铺设在工作桥桥面上的支撑轨道往返移动，在其移动过程中连续不断地将沉沙槽中的泥浆抽送到排沙槽；泥浆在重力作用下沿排沙槽被送至引水渠边的泥浆处理区；随着沉沙槽中的泥浆被连续抽送至排沙槽，从沉沙槽上方流过的水流源源不断地补充进入沉沙槽。本发明具有沉除沙方便的特点，适用于大流量泵站的连续除沙。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：在大流量泵站引水渠沉沙段的底部设置多个沉沙槽，沉沙槽垂直于水流方向；在引水渠沉沙段水面的上空设置除沙工作桥，除沙工作桥垂直于引水渠沉沙段，在除沙工作桥上对应于每个沉沙槽设置1套移动式泥浆泵装置和支撑轨道；移动式泥浆泵装置沿铺设在除沙工作桥桥面上的支撑轨道往返移动，在移动式泥浆泵装置移动过程中连续不断地将沉沙槽中的泥浆抽送到排沙槽；泥浆在重力作用下沿排沙槽被送至引水渠边的泥浆处理区。

优选的，所述大流量泵站引水渠沉沙段的断面形状为矩形，在引水渠沉沙段的底部沿水流方向均匀设置2N个所述沉沙槽，沉沙槽的长度L与所述引水渠沉沙段的宽度相同，相邻沉沙槽之间设置厚度为0.8m的沉沙槽隔墙；沉沙槽的断面形状为正方形，正方形的边长为0.225L；N为自然数，N的取值视水流中泥沙含量的大小而定，含沙量愈大N的取值愈大。

优选的，所述除沙工作桥由桥面、桥梁、工作桥边墩组成，沿除沙工作桥桥面方向均匀设置（2N＋1）根桥梁，桥梁的下底面高于引水渠的最高水位，桥梁设置在对应的所述沉沙槽隔墙上，桥梁上设置桥面，桥面上设置2N个桥面缝，桥面缝位于对应的沉沙槽上方；工作桥边墩设置在引水渠沉沙段的两侧，桥梁两端设置在工作桥边墩上。