[發明專利]一種基于等差變徑圓弧線的進水結構控渦裝置

有效

• 申請號: 201811371844.1
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109469155B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 楊帆;高慧;劉超;劉傳洲;胡文竹;錢軍;陳潔茹;張海軍
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: E03B5/00
• 分類號: E03B5/00;E03F5/22
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

本發明公開了一種基于等差變徑圓弧線的進水結構控渦裝置，屬于泵站工程技術領域。以進水結構的寬度尺寸和喇叭管的懸空高為約束條件，確定變徑次數n的數值，將等差變徑圓弧線繪制成平面曲線，采用鋼筋按平面曲線進行制作，制作后涂刷防銹漆。再依據喇叭管懸空高確定等差變徑圓弧線的拉伸長度，將平面曲線拉伸成控渦裝置，采用鋼筋拉桿焊接技術對控渦裝置的螺旋線進行間隔加固，加固完成后，將控渦裝置整體置于進水結構底板的圓柱形凹槽內，采用素混凝土封填，確保封填后頂面與進水結構的頂面高程和平整度相同，以此增加控渦裝置的整體穩定性，避免因地腳螺栓長期處于水中和運行機組振動而導致控渦裝置整體松動不牢的情況出現。

技術領域

本發明涉及一種濕室型泵房和塊基型泵房的進水結構，特別是箱涵式進水流道和開敞式進水池，具體是一種基于等差變徑圓弧線的進水結構控渦裝置，屬于泵站工程技術領域。

背景技術

中小型灌排泵站常采用濕室型泵房，該泵房的進水結構多采用箱涵式進水結構或開敞式進水池，該進水結構是供水泵喇叭管及吸水管直接吸水的構筑物。對于軸流泵及導葉式混流泵，喇叭管與吸水管均為進水結構與葉輪室進口之間的過渡段，喇叭管與吸水管內部流態必然受到進水結構內部流態的影響。進水結構的主要作用是為水泵進口提供良好的進水條件。若進水結構內部流速分布不均，甚至還有渦帶產生，則必然會顯著降低水泵的能量性能和汽蝕性能，而且還易導致泵站機組產生振動、無法正常安全穩定工作。現有的濕室型泵房進水結構底部常產生附底渦，而附底渦的產生往往就在喇叭管口正對進水結構底板區域的周邊，一旦產生便隨水流進入水泵內部，影響水泵的安全可靠性，目前在各種喇叭管懸空高度情況下均可能產生附底渦。

現有的泵站為獲取良好的進水條件，常在進水結構中設置導流墩、導流板、導流錐和消渦柵等消渦措施，這些消渦措施均為實心結構，耗材多，現場澆筑需立模板，加工制造不方便。為解決該問題，中國發明專利(公布號為CN 107938758 A，公告日為2018年4月20日)提供了一種基于費馬螺線的控渦裝置，該控渦裝置為空心螺旋結構很好地解決了消渦裝置耗材多的問題，因該結構為空心螺旋結構易存在鋼筋選擇不當所導致的整體結構穩定性差，且控渦裝置與進水池底板的連接需耗費較多的地腳螺栓、長期機組運行和浸沒于水中易導致地腳螺栓松動從而引發該控渦裝置結構不穩，整個控渦裝置結構不穩會導致控渦裝置出現傾斜、倒掉，導致裝置控渦功能喪失，在泵站運行過程中控渦裝置不能起到控渦作用，導致機組運行穩定性受到影響，增加了機組運行的風險系數。其次，基于費馬螺線的控渦裝置加工制作需采用極坐標在平面上進行曲線的繪制然后進行加工制作，實際操作中施工人員常為臨時雇傭人員對極坐標的定義和理解常不清楚，需專業技術人員在旁邊進行指導，否則易導致控渦裝置加工出現偏差，若控渦裝置加工出現問題，會導致控制裝置的控渦功能作用的發揮降低。費馬螺線為等角螺線，繪制時以中心點為原點需要按順時針和逆時針方向繪制，繪制工作量相比等差變徑圓弧線的工作量多近一倍，工作量增加且繁瑣。

經分析，現有的消渦裝置均存在技術提升和改進的空間。針對中小型泵站進水結構面臨的現有實心消渦裝置耗材多且現有空心消渦裝置結構穩定性差的技術問題，設計一種既能抑制附底渦產生且耗材少，結構穩定性好的控渦裝置其意義及推廣應用價值均很大，不僅可解決泵站工程實際的消渦問題，改善水流條件，還可降低加工制造成本，增加消渦裝置的耐久性和可靠性，且對面臨相同問題的工業泵站也可采用該控渦裝置。

發明內容

為解決上述中小型泵站進水結構面臨的共性問題，本發明設計了一種基于等差變徑圓弧線的進水結構控渦裝置，該發明設計方法簡單，加工制造方便，節省材料，便于實際工程的推廣應用。

本發明的技術方案如下：

一種基于等差變徑圓弧線的進水結構控渦裝置，其特征是，該控渦裝置位于進水結構內的喇叭管下方，所述喇叭管連接于吸水管下方；該控渦裝置按照以下步驟制成：