一种取水泵站预沉曝气池的椭圆形穿孔配水花墙及其整流方法与流程

本发明涉及一种取水泵站预沉曝气池的椭圆形穿孔配水花墙及其整流方法,属于水利工程设计技术领域。

背景技术：

预沉池是构成取水泵站的重要部分，其对于泥沙的固体颗粒悬浮物的沉降发挥着重要作用。当水流通过管道由水源地自流进入预沉池，水流中含有大量泥沙等固体颗粒悬浮物，为了尽可能使泥沙等固体颗粒悬浮物在预沉池中沉降下来，需要保证预沉池中水流流态平顺均匀，通常在预沉池前端设置穿孔花墙进行配水。

工程实践发现在预沉池中设置配水花墙之后，水流经过配水花墙，仍需要较长的调整，才能使预沉池内的水流流速变得均匀，而且配水花墙之后的水流，由于受到扰动，流态较差，影响预沉池内水流沉淀效果。

传统配水花墙穿孔一般为矩形，通过砖块堆砌而成，是用于减小进入平流沉淀池的水流流速的多孔墙。它使流量均匀地分布在进水截面上，从而减小对沉淀池的扰动。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种取水泵站预沉曝气池的椭圆形穿孔配水花墙及其整流方法，可以使预沉池内水流流速分布更加均匀平顺，提升泥沙等固体颗粒悬浮物的沉降效果。

本发明的目的是这样实现的，一种取水泵站预沉曝气池的椭圆形穿孔配水花墙，包括来流输水管道、预沉池,来流输水管道与预沉池的进口贯通，来流水经来流输水管道流入预沉池内，其特征是：所述预沉池进口处布置有第一道椭圆形孔配水花墙，预沉池内还设有第二道椭圆形孔配水花墙，第二道椭圆形孔配水花墙与第一道椭圆形孔配水花墙之间的距离为预沉池长度的0.1倍，第一道椭圆形孔配水花墙、第二道椭圆形孔配水花墙的高度均为预沉池宽度的0.56倍；

所述第一道椭圆形孔配水花墙上设有若干第一椭圆形穿孔，第一椭圆形穿孔与第一椭圆形穿孔之间水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.062倍，所述第一椭圆形穿孔的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍，所述第一椭圆形穿孔包括第一左偏45°椭圆形穿孔、第一右偏45°椭圆形穿孔，第一左偏45°椭圆形穿孔、第一右偏45°椭圆形穿孔交替分布于第一道椭圆形孔配水花墙上；最下面的第一椭圆形穿孔与第一道椭圆形孔配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，第一道椭圆形孔配水花墙横向的两边均预留有0.020倍预沉池宽度的距离长度；

所述第二道椭圆形孔配水花墙上设有若干第二椭圆形穿孔，第二椭圆形穿孔与第二椭圆形穿孔之间水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.062倍，所述第二椭圆形穿孔的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍，所述第二椭圆形穿孔包括第二左偏45°椭圆形穿孔、第二右偏45°椭圆形穿孔，第二左偏45°椭圆形穿孔、第二右偏45°椭圆形穿孔交替分布于第二道椭圆形孔配水花墙上；最下面的第二椭圆形穿孔与第二道椭圆形孔配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，第二道椭圆形孔配水花墙横向的两边均预留有0.020倍预沉池宽度的距离长度。

所述流输水管道的埋深小于预沉池的埋深。

一种取水泵站预沉曝气池的椭圆形穿孔配水花墙的整流方法，其特征是：包括来流输水管道、预沉池,来流输水管道与预沉池的进口贯通，来流水经来流输水管道流入预沉池内，所述预沉池进口处布置有第一道椭圆形孔配水花墙，预沉池内还设有第二道椭圆形孔配水花墙，第二道椭圆形孔配水花墙与第一道椭圆形孔配水花墙之间的距离为预沉池长度的0.1倍，第一道椭圆形孔配水花墙、第二道椭圆形孔配水花墙的高度均为预沉池宽度的0.56倍；

在第一道椭圆形孔配水花墙上设有若干第一椭圆形穿孔，第一椭圆形穿孔与第一椭圆形穿孔之间水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.062倍，所述第一椭圆形穿孔的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍，所述第一椭圆形穿孔包括第一左偏45°椭圆形穿孔、第一右偏45°椭圆形穿孔，第一左偏45°椭圆形穿孔、第一右偏45°椭圆形穿孔交替分布于第一道椭圆形孔配水花墙上；最下面的第一椭圆形穿孔与第一道椭圆形孔配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，第一道椭圆形孔配水花墙横向的两边均预留有0.020倍预沉池宽度的距离长度；第一左偏45°椭圆形穿孔、第一右偏45°椭圆形穿孔成排布置，上、下相邻两排第一椭圆形穿孔倾斜方向不同，同一排的倾斜方向相同；

在第二道椭圆形孔配水花墙上设有若干第二椭圆形穿孔，第二椭圆形穿孔与第二椭圆形穿孔之间水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.062倍，所述第二椭圆形穿孔的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍，所述第二椭圆形穿孔包括第二左偏45°椭圆形穿孔、第二右偏45°椭圆形穿孔，第二左偏45°椭圆形穿孔、第二右偏45°椭圆形穿孔交替分布于第二道椭圆形孔配水花墙上；最下面的第二椭圆形穿孔与第二道椭圆形孔配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，第二道椭圆形孔配水花墙横向的两边均预留有0.020倍预沉池宽度的距离长度；第二左偏45°椭圆形穿孔、第二右偏45°椭圆形穿孔成排布置，上、下相邻两排第二椭圆形穿孔倾斜方向不同，同一排的倾斜方向相同；

水流经来流水经来流输水管道流入预沉池内，水流在预沉池内依次穿过第一道椭圆形孔配水花墙、第二道椭圆形孔配水花墙，通过第一道椭圆形孔配水花墙时，由于第一椭圆形穿孔包括第一左偏45°椭圆形穿孔、第一右偏45°椭圆形穿孔，选用的第一左偏45°椭圆形穿孔、第一右偏45°椭圆形穿孔交替使用，且第一椭圆形穿孔与第一椭圆形穿孔之间水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.062倍，所述第一椭圆形穿孔的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍；从而第一椭圆形穿孔相比传统穿孔对水流有更好的扩散效果，将第一左偏45°椭圆形穿孔、第一右偏45°椭圆形穿孔成排布置，上、下相邻两排第一椭圆形穿孔倾斜方向不同，同一排的倾斜方向相同，水流通过相邻的第一椭圆形穿孔时，发生扩散的方向不同，穿过第一道椭圆形孔配水花墙的各层第一椭圆形穿孔发生能量交换，有效的平衡了各层的流速；

水流经过第一道椭圆形孔配水花墙后，再流向第二道椭圆形孔配水花墙，由于第二椭圆形穿孔包括第二左偏45°椭圆形穿孔、第二右偏45°椭圆形穿孔，第二左偏45°椭圆形穿孔、第二右偏45°椭圆形穿孔交替分布于第二道椭圆形孔配水花墙上，上、下相邻两排第二椭圆形穿孔倾斜方向不同，同一排的倾斜方向相同；且第二椭圆形穿孔的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍；流通过相邻的第二椭圆形穿孔时，发生扩散的方向不同，穿过第二道椭圆形孔配水花墙的各层第二椭圆形穿孔发生能量交换，再次平衡了各层的流速；通过第一道椭圆形孔配水花墙、第二道椭圆形孔配水花墙的配合使用使水流均匀平顺，实现整流的效果。

所述流输水管道的埋深小于预沉池的埋深。

本发明结构合理简单、生产制造容易、使用方便，通过本发明，本发明布置两道椭圆形孔配水花墙，在预沉池进水口布置第一道椭圆形孔配水花墙，在0.1倍预沉池长后布置第二道椭圆形孔配水花墙。第一道椭圆形孔配水花墙从距离底边0.038b（b为预沉池宽度）处进行开孔，花墙高度为0.56b,花墙横向两边预留0.020b，第一椭圆形穿孔长轴为0.046b，短轴为0.023b，第一椭圆形穿孔与第一椭圆形穿孔之间水平间距为0.062b，竖直间距为0.062b。本次发明中选用的第一椭圆形穿孔形状为偏向左边45°椭圆形与偏向右边45°椭圆形交替使用。椭圆形穿孔相比传统穿孔对水流有更好的扩散效果，因为本发明中上下相邻两排椭圆形穿孔倾斜方向不同，水流通过相邻的第一椭圆形穿孔时，发生扩散的方向不同，穿过配水花墙的各层发生能量交换，更有效的平衡了各层的流速。第二道椭圆形孔配水花墙与第一道花墙布置相同，通过第二道配水花墙时，水流的流速得到了进一步的降低，发生的扰动也得以降低，水流更加平顺稳定。

本发明基于流体力学及空间几何学原理，使得水流在通过配水花墙后各邻层发生能量交换，更有效的降低了流速，便于固体颗粒悬浮物在预沉池发生的沉降。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明中第一道椭圆形孔配水花墙结构示意图。

图3为本发明中第二道椭圆形孔配水花墙结构示意图。

图中：1来流输水管道、2第一道椭圆形孔配水花墙、3第二道椭圆形孔配水花墙、4第一椭圆形穿孔、4-1第一左偏45°椭圆形穿孔、4-2第一右偏45°椭圆形穿孔、5第二椭圆形穿孔、5-1第二左偏45°椭圆形穿孔、5-2第二右偏45°椭圆形穿孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

一种取水泵站预沉曝气池的椭圆形穿孔配水花墙，包括来流输水管道1、预沉池,来流输水管道1与预沉池的进口贯通，来流水经来流输水管道1流入预沉池内，预沉池进口处布置有第一道椭圆形孔配水花墙2，预沉池内还设有第二道椭圆形孔配水花墙3，第二道椭圆形孔配水花墙3与第一道椭圆形孔配水花墙2之间的距离为预沉池长度的0.1倍，第一道椭圆形孔配水花墙2、第二道椭圆形孔配水花墙3的高度均为预沉池宽度的0.56倍；流输水管道1的埋深小于预沉池的埋深。

在第一道椭圆形孔配水花墙2上设置若干第一椭圆形穿孔4，第一椭圆形穿孔4与第一椭圆形穿孔4之间水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.062倍，第一椭圆形穿孔4的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍，第一椭圆形穿孔4包括第一左偏45°椭圆形穿孔4-1、第一右偏45°椭圆形穿孔4-2，第一左偏45°椭圆形穿孔4-1、第一右偏45°椭圆形穿孔4-2交替分布于第一道椭圆形孔配水花墙2上，第一左偏45°椭圆形穿孔4-1、第一右偏45°椭圆形穿孔4-2成排布置，上、下相邻两排第一椭圆形穿孔（4）倾斜方向不同，同一排的倾斜方向相同；最下面的第一椭圆形穿孔4与第一道椭圆形孔配水花墙2的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，第一道椭圆形孔配水花墙2横向的两边均预留有0.020倍预沉池宽度的距离长度；在第二道椭圆形孔配水花墙3上设有若干第二椭圆形穿孔5，第二椭圆形穿孔5与第二椭圆形穿孔5之间水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.062倍，所述第二椭圆形穿孔5的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍，所述第二椭圆形穿孔5包括第二左偏45°椭圆形穿孔5-1、第二右偏45°椭圆形穿孔5-2，第二左偏45°椭圆形穿孔5-1、第二右偏45°椭圆形穿孔5-2交替分布于第二道椭圆形孔配水花墙3上；最下面的第二椭圆形穿孔5与第二道椭圆形孔配水花墙3的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，第二道椭圆形孔配水花墙3横向的两边均预留有0.020倍预沉池宽度的距离长度；第二左偏45°椭圆形穿孔5-1、第二右偏45°椭圆形穿孔5-2成排布置，上、下相邻两排第二椭圆形穿孔5倾斜方向不同，同一排的倾斜方向相同；

使用时，水流经来流水经来流输水管道1流入预沉池内，水流在预沉池内依次穿过第一道椭圆形孔配水花墙2、第二道椭圆形孔配水花墙3，通过第一道椭圆形孔配水花墙2时，由于第一椭圆形穿孔4包括第一左偏45°椭圆形穿孔4-1、第一右偏45°椭圆形穿孔4-2，选用的第一左偏45°椭圆形穿孔4-1、第一右偏45°椭圆形穿孔4-2交替使用，且第一椭圆形穿孔4与第一椭圆形穿孔4之间水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.062倍，所述第一椭圆形穿孔4的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍；从而第一椭圆形穿孔4相比传统穿孔对水流有更好的扩散效果，将第一左偏45°椭圆形穿孔4-1、第一右偏45°椭圆形穿孔4-2成排布置，上、下相邻两排第一椭圆形穿孔4倾斜方向不同，同一排的倾斜方向相同，水流通过相邻的第一椭圆形穿孔4时，发生扩散的方向不同，穿过第一道椭圆形孔配水花墙2的各层第一椭圆形穿孔4发生能量交换，有效的平衡了各层的流速；

水流经过第一道椭圆形孔配水花墙2后，再流向第二道椭圆形孔配水花墙3，由于第二椭圆形穿孔5包括第二左偏45°椭圆形穿孔5-1、第二右偏45°椭圆形穿孔5-2，第二左偏45°椭圆形穿孔5-1、第二右偏45°椭圆形穿孔5-2交替分布于第二道椭圆形孔配水花墙3上，上、下相邻两排第二椭圆形穿孔5倾斜方向不同，同一排的倾斜方向相同；且第二椭圆形穿孔5的长轴长度为预沉池宽度的0.046倍，短轴长度为预沉池宽度的0.023倍；流通过相邻的第二椭圆形穿孔5时，发生扩散的方向不同，穿过第二道椭圆形孔配水花墙3的各层第二椭圆形穿孔5发生能量交换，再次平衡了各层的流速；通过第一道椭圆形孔配水花墙2、第二道椭圆形孔配水花墙3的配合使用使水流均匀平顺，实现整流的效果。

我们可以设定b为预沉池宽度，l为预沉池长度，第一道椭圆形孔配水花墙2布置在预沉池的水流流入前端，第一道椭圆形孔配水花墙2的断面形状与预沉池的形状相同，且第二道椭圆形孔配水花墙3与第一道椭圆形孔配水花墙2间的距离为0.1l。第一道椭圆形孔配水花墙2从距离底边0.038b处进行开孔，花墙横向两边预留0.020b，第一椭圆形穿孔4长轴为0.046b，短轴为0.023b，两孔（第一椭圆形穿孔4）之间水平间距为0.062b，竖直间距为0.062b。本次发明中选用的第一椭圆形穿孔4形状为偏向左边45°椭圆形与偏向右边45°椭圆形交替使用。第二道椭圆形孔配水花墙3布置在第一道花墙后0.1倍预沉池长处，布置方式与第一道椭圆形孔配水花墙2相同。