一种复合30°扇形改善泵站弯道边坡流态装置的制作方法

本实用新型涉及一种复合30°扇形改善泵站弯道边坡流态装置，属于水利工程领域。

背景技术：

受限于工程布置，某些新建泵站工程只能采用侧向进水泵站。然而侧向进水泵站弯道边坡处易形成一系列回流，并产生水流低速区，从而导致水泵进水条件变差。侧向进水泵站弯道处水流的流速分布通常由边坡处涡流区、低速区范围决定。一般出弯后水流流速分布恢复正常的调整段距离很长。因此，在侧向进水弯道处加设扇形流态改善措施，有利于减少边坡处涡流和低速区范围，从而能够在较短的过渡段内，使过弯水流流速恢复到正常分布状态。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的问题，旨在针对侧向进水泵站弯道边坡处出现的低速区、回流区，提出一种复合30°扇形改善泵站弯道边坡流态装置。

本实用新型的目的是这样实现的，一种复合30°扇形改善泵站弯道边坡流态装置，其特征是，包括扇形整流装置，扇形整流装置设置于泵站侧向进水流道弯道处；

所述扇形整流装置包括5片导流栅以及格栅，5片导流栅分别为第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅；

设定侧向进水泵站前池水泵站侧向进水流道的深度为h，泵站中的水泵叶轮直径为d；

所述第一导流栅与泵站侧向进水流道弯道的边坡距离为1.4d，第一导流栅、第二导流栅间距为1.6d，第二导流栅、第三导流栅间距为1.8d，第三导流栅、第四导流栅间距为2.0d，第四导流栅、第五导流栅间距为2.2d；第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅的设置角均为30°，高度均为h；

所述第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅的前端、末端均设置有格栅，格栅的一端固定在泵站侧向进水流道弯道的边坡上，另一端固定在第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅上。

所述格栅由若干横向格栅条、若干竖向格栅条交叉组成。

所述第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅均采用薄平行圆柱面的导向叶形状。

一种复合30°扇形改善泵站弯道边坡流态装置的使用方法，其特征是，包括扇形整流装置，将扇形整流装置设置于泵站侧向进水流道弯道处；

进入泵站侧向进水流道弯道处的水流经扇形整流装置的第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅、格栅整流调控回流，改善流速分布，控制水流的脱流位置和范围，控制回流的形成，改善水流流速分布；

水流经过前端的格栅后被均匀分割，水流的动量得到均匀分配，第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅对水流起到引导转向的作用，同时，第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅为水流提供额外的向心力，减小了内外侧的流速差，从而消除了泵站侧向进水流道弯道内侧边坡处的回流问题，末端的格栅使通过第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅的水流纵向流速迅速恢复到正常分布。

本实用新型结构合理、生产制造容易、使用方便，通过本实用新型，提供的一种复合30°扇形改善泵站弯道边坡流态装置，该装置设置于泵站侧向进水流道弯道处，该装置包括5片导流栅以及若干格栅。所述泵站侧向进水流道水深h，水泵叶轮直径为d。导流栅（包括第一导流栅、第二导流栅、第三导流栅、第四导流栅、第五导流栅）采用薄平行圆柱面的导向叶形状。根据导流栅间距从内侧壁至外侧壁间距逐渐增大的原则，本实用新型中5片导流栅的间距分别为1.4d、1.6d、1.8d、2.0d、2.2d。5片导流栅的设置角均为30°，高度均为h。格栅布置在导流栅的前、末端。横向上，格栅一端通过格栅槽固定在边坡上，另一端固定在第5片导流栅（第五导流栅）上，格栅之间距离均匀分布。

有益效果：此实用新型可以改变边坡条件,改善了弯道边坡处的流态问题与流速分布,大大缩短了直线过渡段流速分布的调整距离。与传统整流方式相比，该实用新型可以有效破除环流，调整过弯后流速分布，使各导流栅间的水流分配更加均匀，从而大大地提高泵站的运行效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中扇形整流装置的结构示意图；

图3为本实用新型中扇形整流装置的结构示意图；

图4为未增加本实用新型装置时水流情况；

图5为增加了本实用新型装置的水流情况；

图中：1第一导流栅、2第二导流栅、3第三导流栅、4第四导流栅、5第五导流栅、6格栅、7边坡。

具体实施方式

下面结合附图以及附图说明对本实用新型做进一步说明。

一种复合30°扇形改善泵站弯道边坡流态装置，其特征是，包括扇形整流装置，扇形整流装置设置于泵站侧向进水流道弯道处；

所述扇形整流装置包括5片导流栅以及格栅6，5片导流栅分别为第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5；

设定侧向进水泵站前池水泵站侧向进水流道的深度为h，泵站中的水泵叶轮直径为d；

所述第一导流栅（1）与泵站侧向进水流道弯道的边坡距离为1.4d，第一导流栅1、第二导流栅2间距为1.6d，第二导流栅2、第三导流栅3间距为1.8d，第三导流栅3、第四导流栅4间距为2.0d，第四导流栅4、第五导流栅5间距为2.2d；第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5的设置角均为30°，高度均为h；第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5的前端、末端均设置有格栅6，格栅6的一端固定在泵站侧向进水流道弯道的边坡上，另一端固定在第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5上。

格栅6由若干横向格栅条、若干竖向格栅条交叉组成。第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5均采用薄平行圆柱面的导向叶形状。

使用时，将扇形整流装置设置于泵站侧向进水流道弯道处；进入泵站侧向进水流道弯道处的水流经扇形整流装置的第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5、格栅6整流调控回流，改善流速分布，控制水流的脱流位置和范围，控制回流的形成，改善水流流速分布。

水流经过前端的格栅6后被均匀分割，水流的动量得到均匀分配，第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5对水流起到引导转向的作用，同时，第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5为水流提供额外的向心力，减小了内外侧的流速差，从而消除了泵站侧向进水流道弯道内侧边坡处的回流问题，末端的格栅6使通过第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5的水流纵向流速迅速恢复到正常分布。

该装置中第一导流栅1、第二导流栅2、第三导流栅3、第四导流栅4、第五导流栅5、格栅6采用预制钢筋混凝土构件或金属构件，有足够的刚度。

如图3所示，侧向进水的来流在惯性作用下有偏向弯道的外侧的趋势，从而导致弯道的内侧压力升高，而外侧压力降低，易在弯道边坡处形成回流区、低速区。

通过大量的试验和数值模拟计算得到，在弯道处设置复合30°扇形整流措施可以有效地控制回流的形成，改善水流流速分布，提高水泵系统的效率，如图4所示。

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