一种开敞式进水池水下异形盖板消涡装置及其方法

摘要

本发明是开敞式进水池水下消涡装置及其方法，属于水利工程领域，包括进水池和设置在池内的喇叭口和吸水管；其特征是，所述喇叭口和吸水管交接处加设一个异形盖板，所述异形盖板由1个水平盖板和2个竖直盖板组成；所述水平盖板的宽度为进水池宽度，长度为1.8-2倍的喇叭口直径，厚度为0.01m；所述竖直盖板的宽度为进水池宽度，长度为0.2-0.6倍的喇叭口的直径，厚度为0.02m；竖直盖板距喇叭口中心为0.6-0.8倍的喇叭口直径。本发明结构简单合理且科学，是基于流体力学原理和泵站设计理论，是对进水池消涡措施的创新。

说明书

技术领域

本发明公开了一种开敞式进水池水下消涡装置及其方法，属于水利工程领域。

背景技术

在开敞式进水池中，机组的运行工况常常会根据实际情况而发生变化，使得进水池原有的设计参数不满足现行的运行工况，进水池中的水流流态变得紊乱，甚至产生水面涡，水面涡会将大量的空气带入到水泵中，使得水泵机组剧烈振动以致无法运行，而且有严重的安全隐患。

目前进水池中的整流措施主要有以下四种：授权发明CN201520133592在进水池喇叭口正下方设置消涡锥，消涡锥可以填补喇叭口下的死水区，但底部的消涡锥对水面涡没有明显的消除效果。授权实用新型专利CN201520193114在进水池设置水下平盖板，水下平盖板通过延长水流转向的距离，使吸水管吸入流速趋于均匀，从而防止漩涡的发生，但是其对于喇叭口周围的流态扰动较小，也不能对水面涡起到隔断作用。授权实用新型专利CN201520191918在进水池中设置进水池后壁隔墙，使左右两侧水流沿着隔墙进入喇叭口，提升喇叭口入口的流速均匀度，但是这种措施仅针对由进水池后壁距引起的不良流态，并不能消除水面涡。授权实用新型专利CN201520232058在喇叭口上方焊接多孔板消除水面涡，但是这种方法有两点不足，第一，多孔板大小受限制，因而仅能对发生在吸水管附近的水面涡有阻断效果，对发生在进水池远处的水面涡不起作用。第二，固定的多孔板不能随着进水池的水位波动而发生改变，尚若水位过低则起不到消涡的效果。

发明内容

本发明就是针对上述现有技术的不足，提供一种开敞式进水池水下消涡装置及其方法。

本发明的目的是这样实现的，一种开敞式进水池水下异形盖板消涡装置，包括进水池和设置在池内的喇叭口和吸水管；所述喇叭口和吸水管交接处加设一个异形盖板，所述异形盖板由1个水平盖板和2个竖直盖板组成；所述水平盖板的宽度为进水池宽度，长度为1.8-2倍的喇叭口直径，厚度为0.01m；所述竖直盖板的宽度为进水池宽度，长度为0.2-0.6倍的喇叭口的直径，厚度为0.02m；竖直盖板距喇叭口中心为0.6-0.8倍的喇叭口直径。

所述异形盖板中的水平盖板和竖直盖板均采用混凝土或金属材料制成。

所述水平盖板的形心与吸水管的形心重合。

本发明结构简单合理且科学，是基于流体力学原理和泵站设计理论，是对进水池消涡措施的创新。在存在水面涡的进水池中，通过添加水下异形盖板消涡装置，在喇叭口前的水流由于受到水下异形盖板的阻挡，使得一部分水流向下绕过竖直盖板进入喇叭口，另一部分水流越过水平盖板，冲向进水池后壁并进过进水池后壁的折冲绕过竖直盖板进入喇叭口，使得喇叭口前上方的水流发生急剧的能量交换，即破坏了漩涡产生的条件，达到消涡的目的，同时又不过于影响喇叭口的进水流态。

本发明结构上简单、合理且科学，是基于流体力学原理和泵站设计理论，对进水池消涡措施的创新。在存在后壁涡和/或水面涡的进水池中，通过添加水下异形盖板消涡装置，改变喇叭口附近的水流流态，使得水流发生能量交换，改变漩涡发生的条件，同时物理上阻断水面涡的形成，从而达到消涡的目的。

泵站在防洪灌溉、区域调水中有着广泛的应用，并且目前国家对泵站的建设以及更新改造正在如火如荼的展开。多数泵站均有可能因多种因数使得进水池中存在漩涡等不良流态，从而使得泵站难以产生预计的效益，严重时存在重大安全隐患。本发明施工方便，成本较低，效果较好，有较大的市场空间。

附图说明

图1为水下异形盖板消涡装置安装示意图。

图2为水下异形盖板消涡装置俯视图。

图中：1进水池、2喇叭口、3吸水管、4竖直盖板、5水平盖板、6进水池后壁。

具体实施方式

以下结合附图以及附图说明对本发明作进一步的说明。

一种开敞式进水池水下异形盖板消涡装置及其方法，包括进水池1和设置在池1内的喇叭口2和吸水管3；在喇叭口2和吸水管3交接处加设一个异形盖板，异形盖板由1个水平盖板5和2个竖直盖板4组成；所述水平盖板5的宽度为进水池1宽度，长度为1.8-2倍的喇叭口2直径，厚度为0.01m，我们可以设定，L为水平盖板5的长度，B为水平盖板5的宽度，D为喇叭口2的直径，那么L=1.8D~2D，B=进水池宽度；所述竖直盖板4的宽度为进水池1宽度，长度为0.2-0.6倍的喇叭口2的直径，厚度为0.02m；竖直盖板4距喇叭口2中心为0.6-0.8倍的喇叭口2直径。其中，异形盖板中的水平盖板5和竖直盖板4均采用混凝土或金属材料制成。

在开敞式进水池中喇叭口2与吸水管3交接处，设置水下异形盖板消涡装置的水平盖板5，水平盖板5的形心与吸水管3的形心重合。在水平盖板5的下方设置竖直盖板4，竖直盖板4距喇叭口中心0.6-0.8倍的喇叭口直径。

在存在水面涡和/或后壁涡的进水池1中，添加水下异形盖板，喇叭口2前的水流由于受到水下异形盖板的阻挡，使得一部分水流向下绕过竖直盖板4进入喇叭口4，另一部分水流越过水平盖板5，冲向进水池后壁6并经过进水池后壁6的折冲绕过竖直盖板4进入喇叭口2，使得喇叭口2的喇叭口前上方的水流发生急剧的能量交换，即破坏了漩涡产生的条件，达到消涡的目的。