一种改善雨水泵站出水箱涵流量分配均匀性的整流装置的制作方法

本发明属于水利工程、市政工程雨水泵站技术领域，具体涉及一种改善雨水泵站出水箱涵流量分配均匀性的整流装置。

背景技术：

近年来，城市内涝已成为我国城市发展的一大软肋，这种由强降水或连续性降水超过城市排水系统能力导致城市内积水的灾害现象，已备受人们广泛关注。在城市的排水系统中，用于排除城市积水的雨水泵站，有利于避免城市内涝灾害，有效改善城市居民的居住环境，同时对于城市形象的建设具有重要的意义。

但是对于位处平原地区的城市而言，由于其雨水管渠的埋深相对较大，且起点与河道的距离通常相隔较远，通过雨水泵站排出的积水往往很难保证均匀分配给出水箱涵的各进水口，使得出水箱涵各孔内的水流速度不均，引起部分出水箱涵孔内出现排水滞后、淤积堵塞等问题，严重影响雨水泵站的安全稳定运行。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，在现有雨水泵站的基础上提出一种能够有效改善出水箱涵流量分配不均匀、出水箱涵孔内排水滞后、淤积堵塞等技术问题的整流装置。

本发明通过以下技术方案实现：

一种改善雨水泵站出水箱涵流量分配均匀性的整流装置，所述整流装置设置于出水井内，出水井的上游设置有泵房，出水井的下游设置有出水箱涵，出水井的长度为L、宽度为W，出水井位于上游的侧壁上均匀设置有多个半径为R的水泵出水管，出水井位于下游的侧壁上设置有出水箱涵的进水口；出水井内沿其长度方向设置有横梁和支撑柱，横梁座设于间隔设置的多个支撑柱顶端，支撑柱和横梁呈“T”形设置，以起到对水流进行有效分流；

横梁的两端与出水井的内壁之间间距为D4，D4取值范围为0~0.1L，以确保横梁对水泵出水管水流的整流作用；横梁正对水泵出水管的管口且两者的水平距离为D3，D3取值范围为0.2~0.6W，D3取值小于0.2W会引起较大的水流冲击损失，D3取值大于0.6W，会造成整流效果不佳；

横梁中心位于水泵出水管的中心线上方且两者垂直距离为D1，D1取值范围为0.05~0.4R，D1取值小于0.05R，会造成较大的水流冲击损失，而D1取值大于0.4R，将会降低对水流整流的作用；每个支撑柱均位于相邻两个水泵出水管的中间位置，相邻两个支撑柱之间的间距均为D2，D2取值范围为0.1~0.4L，D2过小取值小于0.1L，支撑柱的数量增多不仅会引起额外的水力损失，同时也会减小出水井内的过水断面面积；D2取值大于0.4L，会降低对出水井内的水流整流效果。

进一步地，本发明所述的改善雨水泵站出水箱涵流量分配均匀性的整流装置，所述每个支撑柱的横截面均为矩形且其长和宽的取值均为0.05~0.2W，所述横梁的宽度与支撑柱宽度相同，以方便加工制作。

优选地，本发明所述支撑柱和横梁为金属结构或混凝土结构，以保障整流装置能够满足雨水泵站的设计使用要求。

作为一个优选实施例，本发明所述的改善雨水泵站出水箱涵流量分配均匀性的整流装置，泵房内装有5台水泵机组，支撑柱数量为4根，出水井的长度L为21m、宽度W为5.4m，水泵出水管的半径R为 0.75m，横梁的两端与出水井的内壁之间间距D4为1.1m，横梁与水泵出水管的管口水平间距D3为2m，横梁中心与水泵出水管的中心线之间的垂直间距D1为0.05m，相邻两个支撑柱之间的间距D2为4.4m；每个支撑柱的长和宽均为0.4m，横梁的横截面为正方形且其边长为0.4m。

本发明的有益效果是：

本发明所述的整流装置能够将泵站多台水泵流入到出水井的水流进行有效均匀化，提高泵站出水箱涵各进口流量分配的均匀性，有利于保障雨水泵站始终具有稳定、良好的排水性能，能够有效解决出水箱涵孔内排水滞后、淤积堵塞等技术问题。

本发明所提供的整流装置结构简单、容易施工且制作成本较低，无需额外增加用地面积，便于在水工建筑物布置较为局促的城市雨水泵站以及其他类似排水系统的建设与改造工程中推广应用。

附图说明

图1是本发明的立面布置及尺寸示意图；

图2是本发明的平面布置及尺寸示意图；

图3是本发明实施例的立面布置示意图；

图4是本发明实施例的平面布置示意图；

图5是采用本发明整流前后出水箱涵各进口的流量系数对比图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1-4所示，本发明涉及支撑柱1、横梁2、出水井3、泵房4、出水箱涵5、水泵出水管6、水泵7、出水箱涵上侧进口8、出水箱涵下侧进口9等技术特征。

如图1所示，本发明一种改善雨水泵站出水箱涵流量分配均匀性的整流装置设置于出水井3内，所述整流装置由支撑柱1和横梁2构成，且两者垂直相交呈“T”形；出水井3设置于泵房4和出水箱涵5之间，出水井长度为L、宽度为W；所述出水井3与泵房4之间的侧壁上设有水泵出水管6，水泵出水管的管口半径为R；所述出水井3的另一侧壁上设有出水箱涵5的进水口；

由图1、2所示，所述支撑柱1的断面为矩形，其长度A=0.05~0.2W、宽度B=0.05~0.2W，支撑柱1安放于相邻两个水泵出水管6的中间位置处，相邻两个支撑柱之间的间距与相邻两个水泵出水管6的间距相等，均为D2，D2=0.1~0.4L，支撑柱的数量比水泵出水管的数量少1个；所述横梁2沿着出水井3的长度方向布置，数量为1根，横梁2的断面为正方形，其边长与支撑柱1的宽度B相同，横梁2正对水泵出水管6的出口且两者的水平距离D3=0.2~0.6W，横梁2的中心位于水泵出水管6的中心上方且两者垂直距离为D1=0.05~0.4R，横梁2的两侧边与出水井3的两侧边墙距离均为D4=0~0.1L；

以上所述支撑柱1与横梁2为金属结构或混凝土结构，可在泵站工程建设或改造现场进行焊接或浇筑成型。

实施例

如图3、4所示，在某城市雨水泵站的出水井3中，设置有本发明提出的整流装置，包括支撑柱1和横梁2，两者垂直相交呈“T”形；其中，出水井位于雨水泵房4和出水箱涵5之间，泵房4内装有5台水泵机组，水泵出水管的管口半径R=0.75m；对于出水井，其长度L=21m、宽度W=5.4m，支撑柱1位于相邻两个水泵出水管的中间，支撑柱数量为4根、相邻两个支撑柱的间距D2=4.4m，支撑柱1的断面矩形的长度A和宽度B均为0.4m；横梁2的断面为正方形且其边长为0.4m，横梁距离水泵出水口的水平距离D3=2m，横梁2的中心位于水泵出水管6的中心上方且两者垂直距离为D1=0.05m，横梁2的两侧边与出水井3的两侧边墙距离均为D4=1.1m；支撑柱1和横梁2采用钢筋混凝土制作。

如图5所示，采用三维流动数值模拟方法，对比分析采用本发明上述实施例的整流装置进行整流前、后（整流前：未设置本发明整流装置，整流后：在出水井内设置了本发明整流装置）的出水箱涵各进水口截面上的流量系数值Q/Q_总，其中Q为出水箱涵各进口流量，Q_总为排水总流量。针对实施例，对比整流前后的出水箱涵各进口的流量系数值可以看出，经本发明整流后的出水箱涵各进口的流量分配变得均匀，其中，整流前的出水箱涵上侧进口和出水箱涵下侧进口的流量系数分别为0.59和0.41，整流前的出水箱涵上、下侧进水口的流量相差较大，而整流后的出水箱涵上侧进口和出水箱涵下侧进口的流量系数分别为0.503和0.497，显然整流后的出水箱涵上、下侧进水口的流量相差很小。由此说明本发明所提出的整流装置显著提高了雨水泵站出水箱涵各进水口流量分配的均匀性，有助于保障雨水泵站具有良好的排水性能。