本發(fā)明屬于水利工程、市政工程雨水泵站技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，城市內(nèi)澇已成為我國(guó)城市發(fā)展的一大軟肋，這種由強(qiáng)降水或連續(xù)性降水超過(guò)城市排水系統(tǒng)能力導(dǎo)致城市內(nèi)積水的災(zāi)害現(xiàn)象，已備受人們廣泛關(guān)注。在城市的排水系統(tǒng)中，用于排除城市積水的雨水泵站，有利于避免城市內(nèi)澇災(zāi)害，有效改善城市居民的居住環(huán)境，同時(shí)對(duì)于城市形象的建設(shè)具有重要的意義。

但是對(duì)于位處平原地區(qū)的城市而言，由于其雨水管渠的埋深相對(duì)較大，且起點(diǎn)與河道的距離通常相隔較遠(yuǎn)，通過(guò)雨水泵站排出的積水往往很難保證均勻分配給出水箱涵的各進(jìn)水口，使得出水箱涵各孔內(nèi)的水流速度不均，引起部分出水箱涵孔內(nèi)出現(xiàn)排水滯后、淤積堵塞等問(wèn)題，嚴(yán)重影響雨水泵站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，在現(xiàn)有雨水泵站的基礎(chǔ)上提出一種能夠有效改善出水箱涵流量分配不均勻、出水箱涵孔內(nèi)排水滯后、淤積堵塞等技術(shù)問(wèn)題的整流裝置。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置，所述整流裝置設(shè)置于出水井內(nèi)，出水井的上游設(shè)置有泵房，出水井的下游設(shè)置有出水箱涵，出水井的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、寬度為W，出水井位于上游的側(cè)壁上均勻設(shè)置有多個(gè)半徑為R的水泵出水管，出水井位于下游的側(cè)壁上設(shè)置有出水箱涵的進(jìn)水口；出水井內(nèi)沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置有橫梁和支撐柱，橫梁座設(shè)于間隔設(shè)置的多個(gè)支撐柱頂端，支撐柱和橫梁呈“T”形設(shè)置，以起到對(duì)水流進(jìn)行有效分流；

橫梁的兩端與出水井的內(nèi)壁之間間距為D4，D4取值范圍為0~0.1L，以確保橫梁對(duì)水泵出水管水流的整流作用；橫梁正對(duì)水泵出水管的管口且兩者的水平距離為D3，D3取值范圍為0.2~0.6W，D3取值小于0.2W會(huì)引起較大的水流沖擊損失，D3取值大于0.6W，會(huì)造成整流效果不佳；

橫梁中心位于水泵出水管的中心線上方且兩者垂直距離為D1，D1取值范圍為0.05~0.4R，D1取值小于0.05R，會(huì)造成較大的水流沖擊損失，而D1取值大于0.4R，將會(huì)降低對(duì)水流整流的作用；每個(gè)支撐柱均位于相鄰兩個(gè)水泵出水管的中間位置，相鄰兩個(gè)支撐柱之間的間距均為D2，D2取值范圍為0.1~0.4L，D2過(guò)小取值小于0.1L，支撐柱的數(shù)量增多不僅會(huì)引起額外的水力損失，同時(shí)也會(huì)減小出水井內(nèi)的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e；D2取值大于0.4L，會(huì)降低對(duì)出水井內(nèi)的水流整流效果。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置，所述每個(gè)支撐柱的橫截面均為矩形且其長(zhǎng)和寬的取值均為0.05~0.2W，所述橫梁的寬度與支撐柱寬度相同，以方便加工制作。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述支撐柱和橫梁為金屬結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)，以保障整流裝置能夠滿足雨水泵站的設(shè)計(jì)使用要求。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明所述的改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置，泵房?jī)?nèi)裝有5臺(tái)水泵機(jī)組，支撐柱數(shù)量為4根，出水井的長(zhǎng)度L為21m、寬度W為5.4m，水泵出水管的半徑R為 0.75m，橫梁的兩端與出水井的內(nèi)壁之間間距D4為1.1m，橫梁與水泵出水管的管口水平間距D3為2m，橫梁中心與水泵出水管的中心線之間的垂直間距D1為0.05m，相鄰兩個(gè)支撐柱之間的間距D2為4.4m；每個(gè)支撐柱的長(zhǎng)和寬均為0.4m，橫梁的橫截面為正方形且其邊長(zhǎng)為0.4m。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述的整流裝置能夠?qū)⒈谜径嗯_(tái)水泵流入到出水井的水流進(jìn)行有效均勻化，提高泵站出水箱涵各進(jìn)口流量分配的均勻性，有利于保障雨水泵站始終具有穩(wěn)定、良好的排水性能，能夠有效解決出水箱涵孔內(nèi)排水滯后、淤積堵塞等技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明所提供的整流裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易施工且制作成本較低，無(wú)需額外增加用地面積，便于在水工建筑物布置較為局促的城市雨水泵站以及其他類(lèi)似排水系統(tǒng)的建設(shè)與改造工程中推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的立面布置及尺寸示意圖；

圖2是本發(fā)明的平面布置及尺寸示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的立面布置示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的平面布置示意圖；

圖5是采用本發(fā)明整流前后出水箱涵各進(jìn)口的流量系數(shù)對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1-4所示，本發(fā)明涉及支撐柱1、橫梁2、出水井3、泵房4、出水箱涵5、水泵出水管6、水泵7、出水箱涵上側(cè)進(jìn)口8、出水箱涵下側(cè)進(jìn)口9等技術(shù)特征。

如圖1所示，本發(fā)明一種改善雨水泵站出水箱涵流量分配均勻性的整流裝置設(shè)置于出水井3內(nèi)，所述整流裝置由支撐柱1和橫梁2構(gòu)成，且兩者垂直相交呈“T”形；出水井3設(shè)置于泵房4和出水箱涵5之間，出水井長(zhǎng)度為L(zhǎng)、寬度為W；所述出水井3與泵房4之間的側(cè)壁上設(shè)有水泵出水管6，水泵出水管的管口半徑為R；所述出水井3的另一側(cè)壁上設(shè)有出水箱涵5的進(jìn)水口；

由圖1、2所示，所述支撐柱1的斷面為矩形，其長(zhǎng)度A=0.05~0.2W、寬度B=0.05~0.2W，支撐柱1安放于相鄰兩個(gè)水泵出水管6的中間位置處，相鄰兩個(gè)支撐柱之間的間距與相鄰兩個(gè)水泵出水管6的間距相等，均為D2，D2=0.1~0.4L，支撐柱的數(shù)量比水泵出水管的數(shù)量少1個(gè)；所述橫梁2沿著出水井3的長(zhǎng)度方向布置，數(shù)量為1根，橫梁2的斷面為正方形，其邊長(zhǎng)與支撐柱1的寬度B相同，橫梁2正對(duì)水泵出水管6的出口且兩者的水平距離D3=0.2~0.6W，橫梁2的中心位于水泵出水管6的中心上方且兩者垂直距離為D1=0.05~0.4R，橫梁2的兩側(cè)邊與出水井3的兩側(cè)邊墻距離均為D4=0~0.1L；

以上所述支撐柱1與橫梁2為金屬結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)，可在泵站工程建設(shè)或改造現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接或澆筑成型。

實(shí)施例

如圖3、4所示，在某城市雨水泵站的出水井3中，設(shè)置有本發(fā)明提出的整流裝置，包括支撐柱1和橫梁2，兩者垂直相交呈“T”形；其中，出水井位于雨水泵房4和出水箱涵5之間，泵房4內(nèi)裝有5臺(tái)水泵機(jī)組，水泵出水管的管口半徑R=0.75m；對(duì)于出水井，其長(zhǎng)度L=21m、寬度W=5.4m，支撐柱1位于相鄰兩個(gè)水泵出水管的中間，支撐柱數(shù)量為4根、相鄰兩個(gè)支撐柱的間距D2=4.4m，支撐柱1的斷面矩形的長(zhǎng)度A和寬度B均為0.4m；橫梁2的斷面為正方形且其邊長(zhǎng)為0.4m，橫梁距離水泵出水口的水平距離D3=2m，橫梁2的中心位于水泵出水管6的中心上方且兩者垂直距離為D1=0.05m，橫梁2的兩側(cè)邊與出水井3的兩側(cè)邊墻距離均為D4=1.1m；支撐柱1和橫梁2采用鋼筋混凝土制作。

如圖5所示，采用三維流動(dòng)數(shù)值模擬方法，對(duì)比分析采用本發(fā)明上述實(shí)施例的整流裝置進(jìn)行整流前、后（整流前：未設(shè)置本發(fā)明整流裝置，整流后：在出水井內(nèi)設(shè)置了本發(fā)明整流裝置）的出水箱涵各進(jìn)水口截面上的流量系數(shù)值Q/Q_總，其中Q為出水箱涵各進(jìn)口流量，Q_總為排水總流量。針對(duì)實(shí)施例，對(duì)比整流前后的出水箱涵各進(jìn)口的流量系數(shù)值可以看出，經(jīng)本發(fā)明整流后的出水箱涵各進(jìn)口的流量分配變得均勻，其中，整流前的出水箱涵上側(cè)進(jìn)口和出水箱涵下側(cè)進(jìn)口的流量系數(shù)分別為0.59和0.41，整流前的出水箱涵上、下側(cè)進(jìn)水口的流量相差較大，而整流后的出水箱涵上側(cè)進(jìn)口和出水箱涵下側(cè)進(jìn)口的流量系數(shù)分別為0.503和0.497，顯然整流后的出水箱涵上、下側(cè)進(jìn)水口的流量相差很小。由此說(shuō)明本發(fā)明所提出的整流裝置顯著提高了雨水泵站出水箱涵各進(jìn)水口流量分配的均勻性，有助于保障雨水泵站具有良好的排水性能。