[发明专利]伞形双向立式泵装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水利工程设施，尤其是双向立式泵装置的结构，属于水利工程技术领域。

背景技术

为达到灌排双向抽水和自排自引的目的，早期工程通过采用“一站四闸”的枢纽布置来达到该目的。近年来，在沿江滨湖地区采用双向泵站进出水装置（专利号：02286342.7）建设了多座大中型箱涵式双向流道泵装置，并且针对该泵装置出水结构申请了开敞式水泵出水室（专利号：96231988.0），通过泵装置模型试验及CFD计算均可发现传统的箱涵式出水流道内流态紊乱，导致水力损失很大，传统的双向出水流道均采用快速闸门，流道内诱发的水力激振可引起出水流道关闭侧闸门的振动，产生噪音，进而影响泵装置的安全稳定运行；传统的箱涵式双向进水流道易产生涡带，影响水泵的正常运行，降低泵装置整体效率，从而增加能耗，违背国家节能减排的政策。

目前，单向流道泵装置的进水结构型式主要有肘形进水流道、钟形进水流道、簸箕型进水流道、竖井式进水流道、斜式进水流道及箱涵式进水池6种形式；出水结构型式主要有直管式出水流道、虹吸式出水流道、斜式出水流道及箱涵式出水池4种形式；常用的断流方式有拍门，快速闸门，真空破坏阀三种形式。这些进水结构型式、出水结构型式及断流方式在单向流道泵装置中均得到了广泛地工程应用，那么对于双向立式泵装置而言，能否借鉴其中的结构型式并结合双向立式泵装置自身的特点进行设计而发明出一种克服传统双向立式泵装置的缺点，如双向进水流道的涡带、出水流道内流态复杂、水力损失大且无整流措施等关键问题，结合传统双向立式泵站实际运行的情况，能否采用具有操作简便，断流可靠、检修方便的断流方式，针对这些问题，设计一种新型的双向立式泵装置其意义及推广应用价值就显得很大，不仅能解决上述的问题，而且能提高水泵进口条件，改善双向出水流道内部流态，提高泵装置的水力性能，进而起到节能减排的作用。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，借鉴单向流道泵装置的结构型式并结合双向立式泵装置的特点，设计一种新型的双向立式泵装置结构，已达到以下目的：

（1）通过闸门的不同调度实现自排自引、抽排抽引的多项功能；

（2）突破传统双向立式泵装置断流方式单一的技术难题，达到泵装置运行管理和维护方便的目的，降低断流设备投资，提高断流设备可靠性；

（3）消除双向流道泵装置内涡带，改善水泵入流条件，调整出水流道内部流态。

本发明的技术方案是，伞形双向立式泵装置，包括双向长方体进水流道、长方体出水流道、消涡防涡锥、进口喇叭管、叶轮室、导叶体，消涡防涡锥设置在进口喇叭管下方的双向长方体进水流道内，叶轮室进口连接进口喇叭管，叶轮室出口连接导叶体，其特征是，设有消旋体、环形虹吸式出水结构、后导水锥、出口喇叭管、驼峰环形壳，消旋体、后导水锥、出口喇叭管依次设置在导叶体的上部，所述消旋体由轮毂、叶片和外壳构成，消旋体的轮毂分别与导叶体的轮毂、后导水锥平滑连接，消旋体的外壳分别与导叶体的外壳和出口喇叭管平滑连接；驼峰环形壳上环边与后导水锥的上缘平滑连接，下环边置于长方体出水流道内构成环形虹吸式出水结构，环形虹吸式出水结构的驼峰顶部设有至少两个均匀布置的通气孔接口连接到真空破坏阀。

所述双向长方体进水流道与长方体出水流道的长度及宽度相同，长方体出水流道出口处和双向长方体进水流道两进水侧设有闸门。

所述消涡防涡锥母线采用四分之一的椭圆弧线或变曲率弧线，消涡防涡锥锥底直径与锥顶直径之比为7.00，进口喇叭管的母线与消涡防涡锥的母线线型相似，进口喇叭管母线底缘顺接四分之一的椭圆或变曲率曲线，进口喇叭管呈“绅士帽”形状；进口喇叭管底与进水流道底板间距为叶轮名义直径的0.50倍，进口喇叭管进口断面直径与消涡防涡锥的底面直径相同，均为叶轮名义直径的1.50倍。

所述消旋体的轮毂和外壳直径与导叶体出口侧的轮毂和外壳直径相同，消旋体的叶片为平直或者扭曲叶片，叶片两侧端分别与轮毂与外壳固结成一整体结构，叶片上下端呈尖锥椭圆型线。

所述驼峰环形壳上环边与后导水锥的上缘平滑连接构成的出水流道壁断面为圆形或变曲率弧线的断面形式。