[发明专利]一种基于费马螺线的进水结构控涡装置

说明书

本发明涉及一种基于费马螺线的进水结构控涡装置，制作时，包括以下步骤：步骤1）、以进水结构的宽度L₁和喇叭管的喇叭管口直径D为约束条件，采用费马螺线方程进行设计；根据进水结构的宽度L₁和喇叭管口直径D的尺寸，合理确定a的具体数值后将费马螺线绘制成平面曲线；步骤2）、根据喇叭管悬空高L₂和平面单根螺线相邻的间隙数m；步骤3）、将平面曲线采用钢筋按同比例进行加工制作，制作后在钢筋表面涂刷防锈漆，再按L3的垂直间距进行垂直拉伸布置，获得三维立体的控涡装置；将控涡装置固定于进水结构的底板上，控涡装置的中心与喇叭管的喇叭管口的中心位于同一条垂线。通过本发明，能有效破坏附底涡的能量集聚，从源头消灭附底涡产生的根源。

技术领域

本发明涉及一种基于费马螺线的进水结构控涡装置，属于泵站工程技术领域。

背景技术

中小型灌排泵站常采用湿室型泵房，该泵房的进水结构多采用箱涵式进水结构或开敞式进水池，该进水结构是供水泵喇叭管及吸水管直接吸水的构筑物。对于轴流泵及导叶式混流泵，喇叭管与吸水管均为进水结构与叶轮室进口之间的过渡段，喇叭管与吸水管内部流态必然受到进水结构内部流态的影响。进水结构的主要作用是为水泵进口提供良好的进水条件。若进水结构内部流速分布不均，甚至还有涡带产生，则必然会显著降低水泵的能量性能和汽蚀性能，而且还易导致泵站机组产生振动、无法正常安全稳定工作。现有的湿室型泵房进水结构底部常产生附底涡，而附底涡的产生往往就在喇叭管口正对进水结构底板区域的周边，一旦产生便随水流进入水泵内，影响水泵的安全可靠性，目前在各种喇叭管悬空高度情况下均可能产生附底涡。

现有的泵站为获取良好的进水条件，常在进水结构中设置导流墩、导流板和导流锥等消涡措施，这些消涡措施均为实心结构，耗材多，现场浇筑需立模板，加工制造不方便。针对中小型泵站进水结构面临的这些共同问题，设计一种抑制附底涡产生的控涡装置其意义及推广应用价值均很大，不仅可解决泵站工程实际的消涡问题，改善水流条件，还可降低加工制造成本，且对面临相同问题的工业泵站也可采用该控涡装置。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，为解决上述中小型泵站进水结构面临的问题，提供了一种基于费马螺线的进水结构控涡装置，该发明设计方法简单，加工制造方便，节省材料，便于实际工程的推广应用。

本发明的目的是这样实现的，一种基于费马螺线的进水结构控涡装置，包括进水结构内设置的控涡装置，控涡装置上设有吸水管以及与吸水管贯通的喇叭管，且喇叭管置于进水结构内；其特征是，所述控涡装置安装于喇叭管的正下方，控涡装置制作时，包括以下步骤：

步骤1）、以进水结构的宽度L₁和喇叭管的喇叭管口直径D为约束条件，采用费马螺线方程对控涡装置进行设计，以喇叭管中心点在进水结构底面的投影点为极点，构建费马螺线方程，则费马螺线方程为：

R²=a²θ

式中：R为极径，θ为极角，a为常数；

约束条件为：0.5D≤R≤0.5L₁，a为3 ~ 6之间的整数；