一种封闭式进水池后壁方形立柱消涡装置的制作方法

本实用新型涉及一种封闭式进水池后壁方形立柱消涡装置, 属于泵站工程设计技术领域。

背景技术：

开敞式进水池是供水泵吸水管吸水的构筑物，具有自由水面，通常用于中小型泵站。封闭式进水池是在开敞式进水池水泵梁的位置设置一道混凝土盖板，将开敞式进水池封闭起来。这种改造方法的优点是使进水池没有自由水面，不会因为自由水面波动和池内流动紊乱引发表面涡。封闭式进水池虽然避免了可能发生的表面涡的危害，但是对于进水池内出现的另一种有害涡——附壁涡的防治作用不明显。封闭式进水池中附壁涡产生后，使得进水池内水流脉动加剧，有可能引起多种有害的低频水力振动，极易导致泵房及其附近设施发生共振，危及整个泵站运行安全。

开敞式进水池内常用的附壁涡防治方法有设置后隔板、后墙隔板等措施。但由于封闭式进水池内流速较大，传统的开敞式进水池消涡措施并不适用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供能够能够有效消除封闭式进水池后壁附壁涡的一种封闭式进水池后壁方形立柱消涡装置。

本实用新型的目的是这样实现的，一种封闭式进水池后壁方形立柱消涡装置，包括封闭式进水池以及设置于封闭式进水池内的吸水管，所述封闭式进水池包括封闭式进水池侧壁、封闭式进水池后壁、封闭式进水池顶板、封闭式进水池底板，所述吸水管置于封闭式进水池内的一端设有喇叭管，喇叭管上设有喇叭口；其特征是：所述喇叭管后方两侧对称安装有第二方形立柱、第三方形立柱，第二方形立柱、第三方形立柱的中心距封闭式进水池后壁的长度均为喇叭口直径的0.553倍，第二方形立柱中心距靠近第二方形立柱一侧封闭式进水池侧壁的距离为喇叭口直径的0.334倍，第三方形立柱中心距靠近第三方形立柱一侧封闭式进水池侧壁的距离为喇叭口直径的0.334倍；

所述喇叭管的正后方设有第一方形立柱，第一方形立柱的中心距封闭式进水池后壁的长度为喇叭口直径的0.25倍。

所述第一方形立柱的长度为喇叭口直径的0.2倍，高度为喇叭口直径的2.5倍。

所述第二方形立柱、第三方形立柱的边长均为喇叭口直径的0.267倍，高度均为喇叭口直径的1.667倍。

一种封闭式进水池后壁方形立柱消涡方法，其特征是：包括封闭式进水池以及设置于封闭式进水池内的吸水管，封闭式进水池包括封闭式进水池侧壁、封闭式进水池后壁、封闭式进水池顶板、封闭式进水池底板，吸水管置于封闭式进水池内的一端设有喇叭管，喇叭管上设有喇叭口；喇叭管后方两侧对称安装有第二方形立柱、第三方形立柱，第二方形立柱、第三方形立柱的中心距封闭式进水池后壁的长度均为喇叭口直径的0.553倍，第二方形立柱中心距靠近第二方形立柱一侧封闭式进水池侧壁的距离为喇叭口直径的0.334倍，第三方形立柱中心距靠近第三方形立柱一侧封闭式进水池侧壁的距离为喇叭口直径的0.334倍；所述喇叭管的正后方设有第一方形立柱，第一方形立柱的中心距封闭式进水池后壁的长度为喇叭口直径的0.25倍；

水流流入封闭式进水池时，通过在喇叭管后方两侧对称安装的第二方形立柱、第三方形立柱，封闭式进水池两侧的靠近封闭式进水池侧壁处易产生漩涡的空间被第二方形立柱、第三方形立柱填补，水流经过第二方形立柱、第三方形立柱后，在第二方形立柱、第三方形立柱的立柱棱边处发生流动分离，改变了水流原本的流动状态，加剧了第二方形立柱、第三方形立柱周围各层水流的能量交换强度；在喇叭管正后方设置的第一方形立柱，分隔封喇叭管后方水流，使得水流分别从两侧经喇叭口流入喇叭管、吸水管，避免了后方水流相互干扰、产生漩涡，实现消涡目的。

所述第一方形立柱的长度为喇叭口直径的0.2倍，高度为喇叭口直径的2.5倍。

所述第二方形立柱、第三方形立柱的边长均为喇叭口直径的0.267倍，高度均为喇叭口直径的1.667倍。

本实用新型的结构合理、方法先进科学，通过本实用新型，将两根方形立柱（第二方形立柱、第三方形立柱）对称安装在封闭式进水池喇叭管后方，第二方形立柱、第三方形立柱中心距封闭式进水池后壁0.553D（D为喇叭口直径），第二方形立柱、第三方形立柱中心距封闭式进水池侧壁0.334D。第二方形立柱、第三方形立柱的边长均为0.267D，高度均为1.667D。一根方形立柱（第一方形立柱）布置喇叭管的正后方，第一方形立柱长0.2D，高2.5D，第一方形立柱中心距封闭式进水池后壁0.25D。

通过在封闭式进水池两侧对称设置两根方形立柱（第二方形立柱、第三方形立柱），封闭式进水池两侧易产生漩涡的空间被立柱填补，水流经过立柱后，在立柱（第二方形立柱、第三方形立柱）的棱边处发生流动分离，水体被打散，改变了水流原本的流动状态，各层水流能量交换，加剧了第二方形立柱、第三方形立柱周围各层水流的能量交换强度。在喇叭管正后方设置一根方形立柱（第一方形立柱），分隔封喇叭管后方水流，使得水流分别从两侧流入喇叭管，避免后方水流相互干扰、产生漩涡，实现消涡目的。

综上，本实用新型的目的是针对封闭式进水池内后壁易产生漩涡的区域，实用新型封闭式进水池后壁方形立柱消涡方法，这种方法将三根方形立柱布置封闭式进水池喇叭管后方。所布置的方形立柱根据封闭式进水池的几何尺寸采用对应的高度和边长，能够有效消除封闭式进水池后壁附壁涡。

本实用新型运用流体力学原理、空间几何学和泵站进水池设计理论，对封闭式进水池附壁涡防治的创新，用立柱填补出现漩涡位置的水体，打散水体，使水体重新组合，减小水流的涡量速度，从而达到防治封闭式进水池附壁涡发生的作用。

本实用新型结构上合理、简单并且科学，是基于流体力学原理、空间几何学和泵站进水池设计理论，对封闭式进水池防治涡措施的创新，所述方形立柱，通过合理的参数设计，布置方式，使封闭式进水池易发生旋涡的区域水体被打散，重新进行能量交换，获得更平顺的流态，进而抑制旋涡的产生。

当前，随着国家大中型灌区改造和泵站更新改造的实施，面广量大的已建的泵站面临检修维护困难、安全运行问题严重的局面，可将其进水池形式改造成封闭式进水池；随着开敞式进水池向封闭式进水池发展，拓展封闭式进水池稳定运行范围，提高封闭式进水池防涡消涡能力显得十分必要，这将会产生较大的经济价值和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型俯视方向结构示意图。

图2为本实用新型主视方向结构示意图。

图中：1喇叭管、2封闭式进水池侧壁、3封闭式进水池后壁、4第二方形立柱、5第一方形立柱、6第三方形立柱、7封闭式进水池顶板、8封闭式进水池底板、9吸水管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

一种封闭式进水池后壁方形立柱消涡装置，包括封闭式进水池以及设置于封闭式进水池内的吸水管9，封闭式进水池包括封闭式进水池侧壁2、封闭式进水池后壁3、封闭式进水池顶板7、封闭式进水池底板8，吸水管9置于封闭式进水池内的一端设有喇叭管1，喇叭管1上设置有喇叭口，水流经喇叭口进入喇叭管1；在喇叭管1后方两侧对称安装第二方形立柱4、第三方形立柱6，第二方形立柱4、第三方形立柱6的中心距封闭式进水池后壁3的长度均为喇叭口直径的0.553倍，第二方形立柱4中心距靠近第二方形立柱4一侧封闭式进水池侧壁2的距离为喇叭口直径的0.334倍，第三方形立柱6中心距靠近第三方形立柱6一侧封闭式进水池侧壁2的距离为喇叭口直径的0.334倍，且第二方形立柱4、第三方形立柱6的边长均为喇叭口直径的0.267倍，高度均为喇叭口直径的1.667倍。

在喇叭管1的正后方设置第一方形立柱5，第一方形立柱5的中心距封闭式进水池后壁的长度为喇叭口直径的0.25倍，第一方形立柱5的长度为喇叭口直径的0.2倍，高度为喇叭口直径的2.5倍。

水流流入封闭式进水池时，通过在喇叭管1后方两侧对称安装的第二方形立柱4、第三方形立柱6，封闭式进水池两侧的靠近封闭式进水池侧壁2处易产生漩涡的空间被第二方形立柱4、第三方形立柱6填补，水流经过第二方形立柱4、第三方形立柱6后，在第二方形立柱4、第三方形立柱6的立柱棱边处发生流动分离，改变了水流原本的流动状态，加剧了第二方形立柱4、第三方形立柱6周围各层水流的能量交换强度；在喇叭管1正后方设置的第一方形立柱5，分隔封喇叭管1后方水流，使得水流分别从两侧经喇叭口流入喇叭管1、吸水管9，避免了后方水流相互干扰、产生漩涡，实现消涡目的。

我们可以设定D为喇叭口直径，在本实施例中，两根方形立柱（第二方形立柱4、第三方形立柱6）对称安装在封闭式进水池喇叭管1后方，第二方形立柱4、第三方形立柱6中心距封闭式进水池后壁长度均为0.553D，第二方形立柱4中心距离靠近第二方形立柱4一侧封闭式进水池侧壁的长度为0.334D，第三方形立柱6中心距离靠近第三方形立柱6一侧封闭式进水池侧壁的长度为0.334D。两根方形立柱（第二方形立柱4、第三方形立柱6）的边长均为0.267D，高度均为1.667D。一根方形立柱（第一方形立柱5）布置喇叭管1的正后方，第一方形立柱5长为0.2D，第一方形立柱5高为2.5D，第一方形立柱5中心距封闭式进水池后壁0.25D。