一种封闭式进水池后壁防涡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防涡柱消涡装置, 属于泵站工程设计技术领域。

背景技术：

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，减少自由水面，避免设置进水池构筑物，降低池内流动干扰，防止表面涡的产生。但是对于进水池内出现的附壁涡防治作用不明显。封闭式进水池的附壁涡中危害较大的是后壁涡，后壁涡产生后，进入喇叭管中，使得叶轮内入流不均匀，影响整个泵站的水力效率，更为严重的是后壁涡是不稳定的，变化急剧的，会使得泵装置内的水流脉动加剧，引起机组振动，且多为低频振动，传播较广，导致泵房及其附近设施振动，危及整个泵站运行安全。

消除开敞式进水池内的后壁涡，通常采用加设管后隔板、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防涡柱消涡装置。

本实用新型的目的是这样实现的，一种封闭式进水池后壁防涡柱消涡装置，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：

所述喇叭管后方安装有防涡柱，所述防涡柱面向喇叭管一面为前平面，背向喇叭管的一面为后平面，面向封闭式进水池侧壁的两面均为弧形面，前平面的宽度小于后平面的长度；防涡柱的后平面距离封闭式进水池后壁的长度为喇叭口直径的0.12～0.21倍；所述防涡柱上后平面的宽度为喇叭口直径的0.3～0.4倍，前平面的宽度为喇叭口直径的0.1～0.14倍；所述防涡柱的高度为喇叭口直径的1.8～2倍，即，前平面、后平面、弧形面的高度均为喇叭口直径的1.8～2倍。

所述弧形面的形状为长轴长是喇叭口直径的0.3～0.4倍、短轴长是喇叭口直径的0.1～0.13倍的1/4椭圆形。

根据权利要求1所述的一种封闭式进水池后壁防涡柱消涡方法，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，在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；在喇叭管后方安装防涡柱，其中，防涡柱面向喇叭管一面为前平面，背向喇叭管的一面为后平面，面向封闭式进水池侧壁的两面均为弧形面，前平面的宽度小于后平面的长度；防涡柱的后平面距离封闭式进水池后壁的长度为喇叭口直径的0.12～0.21倍；所述防涡柱上后平面的宽度为喇叭口直径的0.3～0.4倍，前平面的宽度为喇叭口直径的0.1～0.14倍；所述防涡柱的高度为喇叭口直径的1.8～2倍，即，前平面、后平面、弧形面的高度均为喇叭口直径的1.8～2倍；

水流流入封闭式进水池，水流接触到防涡柱后，水流易产生涡的空间被防涡柱填补，水流经防涡柱时，水体被打散，各层水流能量交换，喇叭管两侧的水流在防涡柱的两个弧形面的作用下分别顺时针、逆时针流动，从而喇叭管两侧水流被隔开，互不干扰地经喇叭口进入喇叭管、吸水管。根据封闭式进水池内流动，通过控制前平面、后平面的宽度可以调节两个弧面的位置，达到最佳的整流效果。

所述弧形面的形状为长轴长是喇叭口直径的0.3～0.4倍、短轴长是喇叭口直径的0.1～0.13倍的1/4椭圆形。

本实用新型的结构合理、方法先进科学，通过本实用新型，针对封闭式进水池内喇叭管吸水为四周进水，但是由于喇叭管与后壁间的水流是由喇叭管两侧绕入，且在流入喇叭管的过程中，受到后壁的阻挡，使得喇叭管后壁处的流态变得十分复杂。本实用新型在喇叭管后壁设置一根经设计的防涡柱，防涡柱长边距封闭式进水池后壁0.12～0.21D（D为喇叭口直径）。防涡柱的横截面形状是根据封闭式进水池后壁水流流动方向设计的，防涡柱的横截面长直边长0.3～0.4D，短直边长0.1～0.14D，两边曲线弧为1/4的椭圆，椭圆的长轴长0.3～0.4D，短轴长0.1～0.13D，防涡柱高1.8～2D。通过设置防涡柱后，水流易产生涡的空间被填补，水体被打散，各层水流能量交换，喇叭管左侧水流沿防涡柱顺时针流动，右侧水流沿防涡柱逆时针流动，两侧水流被隔开，互不干扰地进入喇叭管。

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防涡柱消涡方法，通过这种方法设计了一种防涡柱，所布置的防涡柱根据封闭式进水池的几何尺寸采用对应的尺寸，且布置在封闭式进水池后壁特点位置，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，用防涡柱隔开进水池后壁处的水流，并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，所述防涡柱，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为本实用新型的俯视方向结构示意图。

图2 为本实用新型的主视方向结构示意图。

图3为本实用新型中防涡柱的横截面结构示意图。

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防涡柱、5封闭式进水池顶板、6封闭式进水池底板、7吸水管、8后平面，9、前平面、10弧形面。

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防涡柱消涡装置，包括封闭式进水池以及设置于封闭式进水池内的吸水管7，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5、封闭式进水池底板6，在吸水管7置于封闭式进水池内的一端设有喇叭管1，在喇叭管1上设置喇叭口，水流经喇叭口进入喇叭管1、吸水管7；在喇叭管1后方安装防涡柱4，其中，防涡柱4面向喇叭管1一面为前平面9，背向喇叭管1的一面为后平面8，面向封闭式进水池侧壁2的两面均为弧形面10，前平面9的宽度小于后平面8的长度；防涡柱4的后平面8距离封闭式进水池后壁3的长度为喇叭口直径的0.12～0.21倍；所述防涡柱4上后平面8的宽度为喇叭口直径的0.3～0.4倍，前平面9的宽度为喇叭口直径的0.1～0.14倍；防涡柱4的高度为喇叭口直径的1.8～2倍，即，前平面9、后平面8、弧形面10的高度均为喇叭口直径的1.8～2倍；弧形面10的形状为长轴长是喇叭口直径的0.3～0.4倍、短轴长是喇叭口直径的0.1～0.13倍的1/4椭圆形；

使用时，水流流入封闭式进水池，水流接触到防涡柱4后，水流易产生涡的空间被防涡柱4填补，水流经防涡柱4时，水体被打散，各层水流能量交换，喇叭管1两侧的水流在防涡柱4的两个弧形面10的作用下分别顺时针、逆时针流动，从而喇叭管1两侧水流被隔开，互不干扰地经喇叭口进入喇叭管1、吸水管7。根据封闭式进水池内流动，通过控制前平面、后平面的宽度可以调节两个弧面的位置，达到最佳的整流效果。

我们可以设定D为喇叭口直径，那么，防涡柱4的后平面8距封闭式进水池后壁3的长度为0.12～0.21D。防涡柱4的后平面8宽度为0.3～0.4D，前平面9宽度为0.1～0.14D，两边弧形面10为1/4的椭圆，椭圆的长轴长0.3～0.4D，短轴长0.1～0.13D。防涡柱4高1.8～2D。