一种缩短泵站虹吸式出水流道虹吸形成时间的出水流道及其使用方法与流程

本发明涉及一种缩短泵站虹吸式出水流道虹吸形成时间的出水流道及其使用方法，属于水利工程技术领域。

背景技术

出水流道是连接水泵导叶出口与出水池的通道，大部分应用于低扬程的大、中型泵站。它是泵站建筑物中的一个重要组成部分，它的作用是为了让水流从水泵导叶出口到出水池的过程中更好地转向和扩散，在不发生脱流或漩涡的条件下尽可能地减少水头损失。出水流道有多种形式，一般有虹吸式出水流道、直管式出水流道、斜式出水流道等。

传统的虹吸式出水流道由扩散段、弯管段、上升段、驼峰段、下降段和出口段组成的,它的工作原理是水泵启动后，流道内的空气通过真空破坏阀排出流道，而当水流充满全流道后，进入正常运行状态。

当水泵停机时，可即时打开真空破坏阀，使空气进入流道顶部，破坏流道内真空，从而能够截断水流，防止出水池的水倒流进入进水池。

然而在虹吸形成的过程中，流道驼峰段的压力波动较大，容易引起机组的振动，从而影响整体泵装置的稳定性和安全性，所以需要对传统的虹吸式出水流道进行创新设计，来尽可能地缩短虹吸形成的时间。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有虹吸式出水流道虹吸形成时间长、机组振动大的问题，提供一种缩短泵站虹吸式出水流道虹吸形成时间的出水流道及其使用方法。

本发明的目的是这样实现的，一种缩短泵站虹吸式出水流道虹吸形成时间的出水流道，其特征是：包括依次贯通连接的出水弯管段、圆管段、圆变方管段、方管段、上升管段、驼峰管段、下降管段、出口管段；所述驼峰管段的下方设有圆柱体连通段，圆柱体连通段的两端分别与上升管段、下降管段贯通连接；

所述上升管段上设有第一真空破坏阀，下降管段上设有第二真空破坏阀，驼峰管段上设有第三真空破坏阀；所述圆柱体连通段的中点处设置一个电磁阀，通过电磁阀的打开与关闭来控制圆柱体连通段的连通与断开。

所述第一真空破坏阀设置于上升管段中心处，第二真空破坏阀设置于下降管段中心处，第三真空破坏阀设置于驼峰管段上表面中心处。

所述圆柱体连通段采用钢筋混凝土浇筑。

所述圆柱体连通段中心点距驼峰段的距离为方管段与驼峰段之间垂直距离的0.5倍；所述圆柱体连通段的圆柱体圆直径为驼峰段高度的1倍；所述圆柱体连通段前端与上升管段相连，后端与下降管段相连。

一种缩短泵站虹吸式出水流道虹吸形成时间的出水流道进行使用的方法，其特征是：

出水流道与水泵机组配合使用，将出水流道中的出水弯管段连接于水泵机组上，在水泵机组启动前，打开第一真空破坏阀、第二真空破坏阀、第三真空破坏阀，打开电磁阀，水泵机组启动后，水经出水弯管段、圆管段、圆变方管段、方管段、上升管段、驼峰管段、圆柱体连通段、下降管段、出口管段流出，出水流道内的水位迅速上升，当水位超过第一真空破坏阀、第二真空破坏阀的位置时，关闭第一真空破坏阀、第二真空破坏阀；水位继续上升，当水流充满全出水流道后，关闭第三真空破坏阀，关闭电磁阀，水泵机组进入正常运行状态；

当水泵机组需要停机时，先打开第三真空破坏阀，空气迅速进入出水流道内，破坏出水流道内的真空，水位开始下降，然后当水位下降到第一真空破坏阀、第二真空破坏阀的位置时，再打开第一真空破坏阀、第二真空破坏阀，水位继续下降，当水位下降到水位不再下降时，水泵机组停机结束。

本发明结构合理、生产制造容易、使用方便，通过本发明，设置三个真空破坏阀，第一真空破坏阀在虹吸式出水流道上升段中心处，第二真空破坏阀在虹吸式出水流道下降段中心处，第三真空破坏阀在虹吸式出水流道驼峰段上表面中心处。设置出水流道圆柱体连通段连接出水流道上升管段和下降管段，圆柱体连通段采用钢筋混凝土浇筑，圆柱体连通段中心点距驼峰段为0.5倍的方管段与驼峰管段之间垂直距离，圆柱体连通段的圆柱体圆直径为1倍的驼峰管段高度，圆柱体连通段前端与虹吸式出水流道上升管段相连，圆柱体连通段后端与虹吸式出水流道下降管段相连，圆柱体连通段的中点处设置一个电磁阀，通过阀门的打开与关闭来控制圆柱体连通段的连通与断开。

本发明的工作原理如图2、图3、图4、图5、图6所示，水泵机组启动前，打开第一真空破坏阀、第二真空破坏阀、第三真空破坏阀，打开电磁阀，水泵机组启动后，出水流道内的水位迅速上升，当水位超过第一真空破坏阀、第二真空破坏阀的位置时，关闭第一真空破坏阀、第二真空破坏阀。水位继续上升，当水流充满全流道后，关闭第三真空破坏阀，关闭电磁阀，水泵进入正常运行状态。当水泵机组需要停机时，先打开第三真空破坏阀，空气迅速进入出水流道内，破坏出水流道内的真空，水位开始下降，然后当水位下降到第一真空破坏阀、第二真空破坏阀的位置时，再打开第一真空破坏阀、第二真空破坏阀，水位继续下降，当水位下降到水位不再下降时，水泵机组停机结束。

本发明结构上简单合理，是基于流体力学和泵站设计理论，对虹吸式出水流道传统结构的创新，所述圆柱体连通段以及三个真空破坏阀（第一真空破坏阀、第二真空破坏阀、第三真空破坏阀）能让机组启动时流道内水位上升速度更快，它与安装单个真空破坏阀的传统虹吸式出水流道相比，虹吸形成的时间更短，机组启动过程中的振动更小，从而保证了水泵在启动过程中安全性和稳定性较好。当水泵停机时，打开三个真空破坏阀，空气能迅速进入流道内，与传统虹吸式出水流道相比，截断水流的时间更短。

本发明结构上简单合理，是基于流体力学和泵站设计理论，对虹吸式出水流道传统结构的创新，它与安装单个真空破坏阀的传统虹吸式出水流道相比，虹吸形成的时间更短，机组启动过程中的振动更小，从而保证了水泵在启动过程中安全性和稳定性较好。

随着国家大中型泵站新建工程和技术改造的实施，有许多座泵站的虹吸式出水流道需要新建或改造，因此本专利可应用和实施，对于虹吸式出水流道虹吸形成工程中振动大的问题，有显著的改善效果，从而可以保证泵装置运行的稳定性和安全性。这将会产生较大的经济价值和社会效益。

附图说明

图1为本发明的三维实体透视图。

图2为在水泵机组启动第一阶段时第一真空破坏阀、第二真空破坏阀、第三真空破坏阀、电磁阀打开的工作原理图。

图3为在水泵机组启动第二阶段时第一真空破坏阀、第二真空破坏阀关闭、第三真空破坏阀、电磁阀打开的工作原理图。

图4为在水泵机组运行阶段时第一真空破坏阀、第二真空破坏阀、第三真空破坏阀、电磁阀关闭的工作原理图。

图5为在水泵机组停机第一阶段时第一真空破坏阀、第二真空破坏阀和电磁阀关闭、第三真空破坏阀打开的工作原理图。

图6为在水泵机组停机第二阶段时第一真空破坏阀、第二真空破坏阀、第三真空破坏阀打开、电磁阀关闭的工作原理图。

图中：1出水弯管段、2圆管段、3圆变方段、4方管管段、5上升管段、6驼峰管段、7下降管段、8出口管段、9圆柱体连通段、10第一真空破坏阀、11第三真空破坏阀、12第二真空破坏阀、13电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

在虹吸式出水流道上升段中心处设置真空破坏阀1，在虹吸式出水流道下降段中心处设置真空破坏阀2，在虹吸式出水流道驼峰段上表面中心处设置真空破坏阀3。在出水流道上升段和下降段之间设置出水流道圆柱体连通段，圆柱体连通段采用钢筋混凝土浇筑，圆柱体连通段中心点距驼峰段为0.5倍的方管段与驼峰段之间垂直距离，其圆柱体圆直径为1倍的驼峰断面高度，连通段前端与虹吸式出水流道上升段相连，连通段后端与虹吸式出水流道下降段相连，连通段的中点处设置一个电磁阀，通过阀门的打开与关闭来控制连通段的连通与断开。

如图1所述，一种缩短泵站虹吸式出水流道虹吸形成时间的出水流道，包括依次贯通连接的出水弯管段1、圆管段2、圆变方管段3、方管段4、上升管段5、驼峰管段6、下降管段7、出口管段8；在驼峰管段6的下方设置圆柱体连通段9，圆柱体连通段9的两端分别与上升管段5、下降管段7贯通连接。

在上升管段5上设置第一真空破坏阀10，下降管段7上设置第二真空破坏阀12，驼峰管段6上设置第三真空破坏阀11；在圆柱体连通段9的中点处设置一个电磁阀13，通过电磁阀13的打开与关闭来控制圆柱体连通段9的连通与断开。

所述第一真空破坏阀10设置于上升管段5中心处，第二真空破坏阀12设置于下降管段7中心处，第三真空破坏阀11设置于驼峰管段6上表面中心处。所述圆柱体连通段9采用钢筋混凝土浇筑。在圆柱体连通段9中心点距驼峰段6的距离为方管段4与驼峰段6之间垂直距离的0.5倍；圆柱体连通段9的圆柱体圆直径为驼峰段6高度的1倍；圆柱体连通段9前端与上升管段5相连，后端与下降管段7相连。

如图2所述，使用时，出水流道与水泵机组配合使用，将出水流道中的出水弯管段1连接于水泵机组上，在水泵机组启动前，打开第一真空破坏阀10、第二真空破坏阀12、第三真空破坏阀11，打开电磁阀13，水泵机组启动后，水经出水弯管段1、圆管段2、圆变方管段3、方管段4、上升管段5、驼峰管段6、圆柱体连通段9、下降管段7、出口管段8流出，出水流道内的水位迅速上升，当水位超过第一真空破坏阀10、第二真空破坏阀12的位置时，关闭第一真空破坏阀10、第二真空破坏阀12；水位继续上升，当水流充满全出水流道后，关闭第三真空破坏阀11，关闭电磁阀13，水泵机组进入正常运行状态；

当水泵机组需要停机时，先打开第三真空破坏阀11，空气迅速进入出水流道内，破坏出水流道内的真空，水位开始下降，然后当水位下降到第一真空破坏阀10、第二真空破坏阀12的位置时，再打开第一真空破坏阀10、第二真空破坏阀12，水位继续下降，当水位下降到水位不再下降时，水泵机组停机结束。