[发明专利]一种新型立式潜水泵装置出水流道及其设计方法

说明书

本发明公开了一种新型立式潜水泵装置出水流道及其设计方法，属于水利工程泵站技术领域。其特征是：所述泵装置出水流道顺水流方向依次由竖直井筒、过渡段和水平直管组成，竖直井筒中间位置布置潜水电机、顶部设置活动盖板；所述过渡段进口断面位于竖直井筒中心线处，过渡段出口断面位于水平直管进口处，断面形状由椭圆形渐变为圆形；过渡段在立面方向上通过圆弧连接竖直井筒与水平直管，在平面方向上通过多次曲线连接竖直井筒与水平直管；所述多次曲线的起点与竖直井筒边壁相切，所述多次曲线的终点与水平直管边壁相切，提供过渡段平面方向多次曲线的设计方法。本发明可以保证所述出水流道内水流平顺无旋涡、流道水头损失小，泵装置运行稳定高效。

技术领域

本发明属于水利工程泵站技术领域，具体涉及一种新型立式潜水泵装置出水流道及其设计方法，用于改善出水流道流态、减少流道水头损失，提高泵装置运行效率和稳定性。

背景技术

立式潜水泵装置具有结构简单紧凑、便于日常维护和安装检修等优点，在我国平原地区的水资源调配、水环境改善、农业灌溉以及城市防洪等领域的低扬程泵站中得到了十分广泛的应用。立式潜水泵装置主要由进水流道、叶轮、导叶体和出水流道组成。出水流道由竖直圆形井筒和水平圆形直管垂直相贯而成。这种型式出水流道的结构简单，但出水流道内的水流流态紊乱，在竖直圆形井筒与水平圆形直管交界处存在因脱流而产生的漩涡，增大流道水头损失，不利于泵装置的稳定运行。

发明内容

本发明是针对现有立式潜水泵装置出水流道中存在的问题，在保留立式潜水泵装置结构简单紧凑、便于日常维护和安装检修等优点的基础上，提供一种新型立式潜水泵装置出水流道及其设计方法，用于改善出水流道流态、减少流道水头损失，提高泵装置运行效率和稳定性。本发明可以保证立式潜水泵装置出水流道中的水流在从竖直井筒段流向水平管道的过程中流动平顺无旋涡，同时也可降低水流在流道内的能量损耗，并提高泵装置在运行时的稳定性与效率。

为实现本发明的第一个目的，一种新型立式潜水泵装置出水流道采用如下技术方案：

(1)一种新型立式潜水泵装置出水流道依次由竖直井筒、过渡段和水平直管构成；

(2)所述竖直井筒断面为圆形，竖直井筒中间位置布置潜水电机，潜水电机进口与导叶体轮毂出口连成一体；所述竖直井筒顶部设置活动盖板，潜水电机通过竖直井筒顶部的活动盖板吊出；

(3)所述水平直管为一顺直管道，用于将过渡段进入的水流引入泵站出水池；水平直管断面形状为圆形，水平直管进口与过渡段出口相接；

(4)所述过渡段是竖直井筒和水平直管之间的连接段；过渡段进口断面位于竖直井筒中心线处，过渡段出口断面位于水平直管进口处，所述过渡段的型体变化是从进口断面的椭圆形渐变为出口断面的圆形；过渡段在立面方向上通过圆弧连接竖直井筒与水平直管，以使水流在立面方向平顺地由竖直井筒进入水平直管，消除转向后的漩涡；过渡段在平面方向上通过平滑的多次曲线连接竖直井筒与水平直管，所述多次曲线的起点与竖直井筒边壁相切，所述多次曲线的终点与水平直管边壁相切，以使得水流在平面方向能够平顺地由竖直井筒进入水平直管。

为实现本发明的第二个目的，一种新型立式潜水泵装置出水流道设计方法采用如下技术方案：

(1)一种新型立式潜水泵装置出水流道依次由竖直井筒、过渡段和水平直管构成；

(2)所述竖直井筒的断面直径为D₁、高度为H₁；所述竖直井筒中间位置布置直径为D₃的潜水电机，潜水电机进口与导叶体轮毂出口连成一体；所述竖直井筒顶部设置活动盖板，潜水电机通过竖直井筒顶部的活动盖板吊出；

(3)所述水平直管为一顺直管道，用于将过渡段进入的水流引入泵站出水池；水平直管断面形状为圆形，水平直管进口与过渡段出口相接；水平直管的断面直径为D₂、长度为L₂；