[发明专利]一种箱涵式双向流道内流线型消涡结构及其消涡的方法

说明书

本发明涉及一种箱涵式双向流道内流线型消涡结构及其消涡的方法，包括箱涵式进水流道、箱涵式出水流道、喇叭管，所述喇叭管的喇叭管进水口设有流线型消涡结构，流线型消涡结构与喇叭管外缘紧密相接；所述流线型消涡结构剖面轮廓线为圆弧线，剖面轮廓线的内轮廓线、外轮廓线圆心相同；所述流线型消涡结构的俯视方向呈圆环形；所述流线型消涡结构的表面均匀布有若干组透水孔，每组设有若干个透水孔。通过本发明，通过在箱涵式进水流道内设置流线型消涡结构可以显著改善进水流道内部流态，减小流道内回流区范围及回流强度，并能够消除盲端顶板附壁涡。流线型消涡结构可以会有效改善进水流道内流态，减弱喇叭管前后回流强度，起到整流作用。

技术领域

本发明涉及一种箱涵式双向流道内流线型消涡结构及其消涡的方法，属于水利工程、市政工程领域。

背景技术

进水流道是大中型泵站中应用广泛的一种进水建筑物，进水流道是泵站前池与水泵叶轮室之间的过渡段，主要起到调节来流流速和方向，为水泵提供更好的进水条件的作用。进水流道型式多样，箱涵式双向流道是目前在沿江滨湖地区较为常见的一种流道型式。箱涵式双向流道结构特殊，同时具有双向引排水功能。但是正因为双向流道结构特殊，所以在正常运行工况下，流道存在盲端，盲端容易产生回流区，导致喇叭口周围进水流态较紊乱，水泵进水条件较差，降低了水泵效率。同时，在进水条件过差时，进水流道顶板壁面形成附壁漩涡。附壁漩涡具有发生范围较小、位置固定而且危害较小等特点。但是一旦附壁漩涡被水泵吸入，会导致泵装置性能下降，振动噪声增加，如果附壁漩涡持续被泵吸入，会严重影响泵站运行的安全稳定性。

进水池和进水流道同为连接泵站前池和水泵叶轮室的进水建筑物。目前，关于进水池内消涡的专利措施有很多，但主要都是针对开敞式进水池内漩涡，鲜有针对箱涵式进水流道内的消涡措施。而且目前绝大多数消涡措施主要是通过打破原有水体结构来消除漩涡，这种消涡措施虽然能够消除涡带，但不能保证泵装置内部流态得到优化调整，甚至有可能导致流态更加紊乱，降低了泵装置的效率。本发明针对以上问题，采用一种带透水孔的流线型消涡结构，在有效防止涡带入泵的基础上，还能够有效调整喇叭口处水流流态，提高水泵运行效率和安全稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种箱涵式双向流道内流线型消涡结构及其消涡的方法，在解决封闭式箱涵式进水流道顶板附壁漩涡入泵的问题基础上，还能有效改善进水流道内喇叭口周围流态，优化水流入泵条件，提高水泵运行效率和安全稳定性。

本发明的目的是这样实现的，包括箱涵式进水流道、箱涵式出水流道、喇叭管、水泵，箱涵式出水流道置于箱涵式进水流道上边，箱涵式进水流道上设有顶板、后壁，顶板位于箱涵式进水流道的顶部，顶板将箱涵式进水流道、箱涵式出水流道之间的腔体隔开；喇叭管与顶板相连，箱涵式进水流道、箱涵式出水流道之间经喇叭管贯通，所述喇叭管的喇叭管进水口、喇叭管出水口均为喇叭状，喇叭管的喇叭管进水口与箱涵式进水流道贯通，喇叭管的喇叭管出水口与箱涵式出水流道贯通；

所述箱涵式出水流道顶部固定有水泵电机，所述水泵置于喇叭管内，所述水泵电机的动力输出轴与水泵连接；

其特征在于：所述喇叭管的喇叭管进水口设有流线型消涡结构，流线型消涡结构与喇叭管外缘紧密相接；所述流线型消涡结构剖面轮廓线为圆弧线，剖面轮廓线的内轮廓线、外轮廓线圆心相同；所述流线型消涡结构的俯视方向呈圆环形；

所述流线型消涡结构的表面均匀布有若干组透水孔，每组设有若干个透水孔。

所述流线型消涡结构内缘半径r与喇叭管内缘半径r0相同，流线型消涡结构的外缘半径R为喇叭管外缘半径r0的2.1~2.3倍。

所述流线型消涡结构中，R₁=(1.8~2.2) r₀，R₂=(1.7~2.1) r₀，R₃=0.5B ；