申请日2018.08.09
公开(公告)日2018.12.21
IPC分类号E03F5/22; E03F5/10; E03F1/00
摘要
本发明公开了一种保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，在扇环形城市污水提升泵站集水池的前端设置由八字形导流墩和折形横梁构成的组合式整流装置，本发明利用八字形导流墩与折形横梁所构成的组合式整流装置以实现改善泵站集水池进水流态的作用，有效保障扇环形城市污水提升泵站各水泵机组来流在水平面上的流速分布均匀性以及在立面上的良好进水流态，对于确保泵站的安全、可靠、高效运行具有重要的工程应用价值。本发明的结构形式简单，容易施工制作，适于在采用扇环形泵房结构形式的城市污水提升泵站的设计与改造工程中推广使用。
权利要求书
1.一种保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，其特征在于：通过在集水池前端设置组合式整流装置的方式，使得从进水箱涵流至集水池中水泵机组的进流均匀;
集水池沿扇环形城市污水提升泵站的外弧边缘布设，集水池的顶部横截面也呈扇环形;集水池的外弧边缘处均布有若干个水泵机组，集水池的内弧边缘底部设置有斜坡段;
进水箱涵沿周向布设在集水池内弧与扇环形城市污水提升泵站的内弧之间;
组合式整流装置包括八字形导流墩和折形横梁;
八字形导流墩的数量与进水箱涵的数量相等，每个八字形导流墩均包括两个呈八字形设置的导流墩，每个八字形导流墩均具有收拢口和扩散口;每个八字形导流墩的底部均固定设置在集水池的斜坡段上，每个八字形导流墩的收拢口均朝向对应的进水箱涵的中部，每个八字形导流墩的扩散口均朝向水泵机组;
每个集水池内均设置三根相互平行的折形横梁，三根折形横梁位于同一竖向平面内;每根折形横梁均从对应集水池中各组八字形导流墩中垂直穿过，且每根折形横梁的两端均与集水池的径向边壁垂直相接;位于最上部的折形横梁与八字形导流墩的顶部高程齐平。
2.根据权利要求1所述的保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，其特征在于：假设集水池的个数为M，每个集水池的中心夹角为α，集水池两侧的径向边壁长度为L;则每个集水池所对应的进水箱涵的数量N=INT(α/20°)，进水箱涵的宽度B=K1×(M×α/360°)×L，其中K1=0.85~0.9，进水箱涵的高度H=(0.2~0.3)L。
3.根据权利要求2所述的保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，其特征在于：集水池中斜坡段的水平长度为L1=(0.2~0.3)L，斜坡段的坡角为θ=20°~30°。
4.根据权利要求2或3所述的保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，其特征在于：八字形导流墩的收拢口与进水箱涵的出口之间的间距L2=(0.02~0.05)L，八字形导流墩的顶部高程与进水箱涵顶部高程相同，单个导流墩的长度L3=(0.2~0.3)L，八字形导流墩的收拢口的宽度B1=(0.2~0.4)B，八字形导流墩中两个导流墩的夹角β=K2×(α/N)，其中K2=0.6~1.0。
5.根据权利要求3所述的保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，其特征在于：折形横梁的断面为矩形，断面的高度H1=(0.1~0.15)H，断面的宽度B2=(0.05~0.1)L3，相邻两根折形横梁的垂向间距从上至下依次为D1和D2，其中，D1=0.75H1，D2=H1。
6.根据权利要求5所述的保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，其特征在于：集水池的个数M=2，集水池两侧的径向边壁长度L为9.0m、夹角α为40°，每个集水池所对应的进水箱涵的数量N为2、宽度B为1.8m、高度H为1.8m，集水池中斜坡段的水平长度L1为2.1m、斜坡段的坡角θ为25°，每个集水池所对应的八字形导流墩的组数N1为2，八字形导流墩的收拢口与进水箱涵的出口之间的间距L2为0.3m，单个导流墩的长度L3为2m，八字形导流墩的收拢口的宽度B1为0.6m、夹角β为15°，折形横梁数量S为3根，折形横梁矩形断面的高度H1为0.2m、八字形导流墩中两个导流墩的宽度B2为0.15m，相邻两根折形横梁的垂向间距D1为0.15m、D2为0.2m。
7.根据权利要求5所述的保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，其特征在于：集水池的个数M=2，集水池两侧的径向边壁长度L为9.0m、夹角α为40°，每个集水池所对应的进水箱涵的数量N为2、宽度B为1.75m、高度H为2m，集水池中斜坡段的水平长度L1为1.8m、斜坡段的坡角θ为30°，每个集水池所对应的八字形导流墩的组数N1为2，八字形导流墩的收拢口与进水箱涵的出口之间的间距L2为0.18m，单个导流墩的长度L3为1.8m，八字形导流墩的收拢口的宽度B1为0.35m、夹角β为20°，折形横梁数量S为3根，折形横梁矩形断面的高度H1为0.2m、八字形导流墩中两个导流墩的宽度B2为0.09m，相邻两根折形横梁的垂向间距D1为0.15m、D2为0.2m。
8.根据权利要求5所述的保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，其特征在于：集水池的个数M=2，集水池两侧的径向边壁长度L为9.0m、夹角α为40°，每个集水池所对应的进水箱涵的数量N为2、宽度B为1.7m、高度H为2.7m，集水池中斜坡段的水平长度L1为2.7m、斜坡段的坡角θ为20°，每个集水池所对应的八字形导流墩的组数N1为2，八字形导流墩的收拢口与进水箱涵的出口之间的间距L2为0.45m，单个导流墩的长度L3为2.7m，八字形导流墩的收拢口的宽度B1为0.68m、夹角β为12°，折形横梁数量S为3根，折形横梁矩形断面的高度H1为0.40m、八字形导流墩中两个导流墩的宽度B2为0.27m，相邻两根折形横梁的垂向间距D1为0.3m、D2为0.4m。
9.根据权利要求1所述的保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，其特征在于：八字形导流墩和折形横梁为金属结构或钢筋混凝土结构。
说明书
一种保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法
技术领域
本发明涉及水利工程市政雨污排水工程技术领域，特别是一种保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法。
背景技术
我国诸多城市的雨污水排放量随着城镇化进程的迅速发展而随之显著增加，城市及其周边水体污染问题将面临严峻挑战。为保护城市及其周边水体，避免城市水资源短缺问题出现，城市雨污水治理工程建设得到广泛重视。
污水提升泵站是城市雨污治理工程中的重要组成部分，为保证雨污水的正常输送发挥着重要作用。由于受到城市规划、管网布置等因素影响，城市污水提升泵站进水建筑物布置局促，有时难免会受到周边建筑、道路、桥梁等影响，而不得不采取扇环形泵房结构，容易造成泵房集水池进水流态不良，导致水泵进流均匀性变差，进而会对城市污水提升泵站的安全稳定运行产生负面影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，该保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法能利用八字形导流墩和折形横梁形成的组合式整流装置实现改善泵站集水池进水流态。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种保障扇环形城市污水提升泵站集水池进流均匀的方法，通过在集水池前端设置组合式整流装置的方式，使得从进水箱涵流至集水池中水泵机组的进流均匀。
集水池沿扇环形城市污水提升泵站的外弧边缘布设，集水池的顶部横截面也呈扇环形;集水池的外弧边缘处均布有若干个水泵机组，集水池的内弧边缘底部设置有斜坡段。
进水箱涵沿周向布设在集水池内弧与扇环形城市污水提升泵站的内弧之间。
组合式整流装置包括八字形导流墩和折形横梁。
八字形导流墩的数量与进水箱涵的数量相等，每个八字形导流墩均包括两个呈八字形设置的导流墩，每个八字形导流墩均具有收拢口和扩散口;每个八字形导流墩的底部均固定设置在集水池的斜坡段上，每个八字形导流墩的收拢口均朝向对应的进水箱涵的中部，每个八字形导流墩的扩散口均朝向水泵机组。
每个集水池内均设置三根相互平行的折形横梁，三根折形横梁位于同一竖向平面内;每根折形横梁均从对应集水池中各组八字形导流墩中垂直穿过，且每根折形横梁的两端均与集水池的径向边壁垂直相接;位于最上部的折形横梁与八字形导流墩的顶部高程齐平。
假设集水池的个数为M，每个集水池的中心夹角为α，集水池两侧的径向边壁长度为L;则每个集水池所对应的进水箱涵的数量N=INT(α/20°)，进水箱涵的宽度B=K1×(M×α/360°)×L，其中K1=0.85~0.9，进水箱涵的高度H=(0.2~0.3)L。
集水池中斜坡段的水平长度为L1=(0.2~0.3)L，斜坡段的坡角为θ=20°~30°。
八字形导流墩的收拢口与进水箱涵的出口之间的间距L2=(0.02~0.05)L，八字形导流墩的顶部高程与进水箱涵顶部高程相同，单个导流墩的长度L3=(0.2~0.3)L，八字形导流墩的收拢口的宽度B1=(0.2~0.4)B，八字形导流墩中两个导流墩的夹角β=K2×(α/N)，其中K2=0.6~1.0。
折形横梁的断面为矩形，断面的高度H1=(0.1~0.15)H，断面的宽度B2=(0.05~0.1)L3，相邻两根折形横梁的垂向间距从上至下依次为D1和D2，其中，D1=0.75H1，D2=H1。
集水池的个数M=2，集水池两侧的径向边壁长度L为9.0m、夹角α为40°，每个集水池所对应的进水箱涵的数量N为2、宽度B为1.8m、高度H为1.8m，集水池中斜坡段的水平长度L1为2.1m、斜坡段的坡角θ为25°，每个集水池所对应的八字形导流墩的组数N1为2，八字形导流墩的收拢口与进水箱涵的出口之间的间距L2为0.3m，单个导流墩的长度L3为2m，八字形导流墩的收拢口的宽度B1为0.6m、夹角β为15°，折形横梁数量S为3根，折形横梁矩形断面的高度H1为0.2m、八字形导流墩中两个导流墩的宽度B2为0.15m，相邻两根折形横梁的垂向间距D1为0.15m、D2为0.2m。
集水池的个数M=2，集水池两侧的径向边壁长度L为9.0m、夹角α为40°，每个集水池所对应的进水箱涵的数量N为2、宽度B为1.75m、高度H为2m，集水池中斜坡段的水平长度L1为1.8m、斜坡段的坡角θ为30°，每个集水池所对应的八字形导流墩的组数N1为2，八字形导流墩的收拢口与进水箱涵的出口之间的间距L2为0.18m，单个导流墩的长度L3为1.8m，八字形导流墩的收拢口的宽度B1为0.35m、夹角β为20°，折形横梁数量S为3根，折形横梁矩形断面的高度H1为0.2m、八字形导流墩中两个导流墩的宽度B2为0.09m，相邻两根折形横梁的垂向间距D1为0.15m、D2为0.2m。
集水池的个数M=2，集水池两侧的径向边壁长度L为9.0m、夹角α为40°，每个集水池所对应的进水箱涵的数量N为2、宽度B为1.7m、高度H为2.7m，集水池中斜坡段的水平长度L1为2.7m、斜坡段的坡角θ为20°，每个集水池所对应的八字形导流墩的组数N1为2，八字形导流墩的收拢口与进水箱涵的出口之间的间距L2为0.45m，单个导流墩的长度L3为2.7m，八字形导流墩的收拢口的宽度B1为0.68m、夹角β为12°，折形横梁数量S为3根，折形横梁矩形断面的高度H1为0.40m、八字形导流墩中两个导流墩的宽度B2为0.27m，相邻两根折形横梁的垂向间距D1为0.3m、D2为0.4m。
八字形导流墩和折形横梁为金属结构或钢筋混凝土结构。
本发明具有如下有益效果：
1.利用八字形导流墩和折形横梁形成的组合式整流装置实现改善泵站集水池进水流态的作用，有利于降低集水池表层流速且抑制横向流动，同时提高集水池底部流速，进而有效防止表面涡的产生，以及有效保障扇环形城市污水提升泵站各水泵机组来流在水平面上的流速分布均匀性和在立面上的良好进水流态，对于确保扇环形城市污水提升泵站的安全稳定高效运行具有重要的工程应用价值。
2.本发明的结构形式简单，容易施工制作，适于在采用扇环形泵房结构形式的城市污水提升泵站的设计与改造工程中推广使用。