本發(fā)明涉及一種多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，屬于水利設(shè)施。

背景技術(shù)：

1、在泵站的運(yùn)行過程中進(jìn)水結(jié)構(gòu)內(nèi)的漩渦一直是工程存在的難題，進(jìn)水池內(nèi)表面漩渦是一個不容忽視的重要現(xiàn)象。表面旋渦通常存在進(jìn)水池水泵取水口前，并且由于旋渦的存在水泵進(jìn)水口前會存在許多漂浮的垃圾，旋渦和漂浮垃圾不僅影響了水流的穩(wěn)定性，還可能對泵站的安全和效率造成嚴(yán)重危害。首先，會導(dǎo)致水流的不均勻分布，使得進(jìn)水池內(nèi)的水流速差異增大，這會增加泵的負(fù)擔(dān)，降低其工作效率。此外，漩渦區(qū)域可能引發(fā)氣蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致泵體及其他設(shè)備的損壞，縮短設(shè)備的使用壽命。更為重要的是，漩渦的形成還可能導(dǎo)致進(jìn)水池內(nèi)雜質(zhì)的集中和沉積，影響水質(zhì)，進(jìn)而對下游水處理系統(tǒng)造成影響。采取有效的防治措施，對于保障泵站的安全運(yùn)行與水資源的高效利用具有重要意義。針對進(jìn)水池內(nèi)表面漩渦的消渦措施，目前普遍采用固定式消渦柵。但是，在實(shí)際工程運(yùn)行中于表面漩渦通常表現(xiàn)出不穩(wěn)定移動，其位置會不斷變化，并且出現(xiàn)的頻率也不固定，這些消渦措施的消渦效果會存在一定的局限性。在沒有漩渦時，現(xiàn)有的消渦柵會起到相反的作用，會導(dǎo)致消渦裝置附近積累漂浮雜物。

2、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，能夠根據(jù)實(shí)際形成漩渦的情況，調(diào)節(jié)消渦環(huán)左右上下移動進(jìn)行轉(zhuǎn)動消渦，提高消渦效果，降低水泵組件的耗損。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，包括進(jìn)水池、水泵組件、消渦組件和控制器；所述水泵組件設(shè)于所述進(jìn)水池內(nèi)；

4、所述消渦組件包括直線滑軌、消渦環(huán)、第一伸縮機(jī)構(gòu)和第二伸縮機(jī)構(gòu)；所述直線滑軌設(shè)于所述進(jìn)水池上，且靠近所述水泵組件；所述第一伸縮機(jī)構(gòu)的固定端設(shè)于所述直線滑軌上方，活動端伸向進(jìn)水池方向；所述第二伸縮機(jī)構(gòu)的固定端與所述第一伸縮機(jī)構(gòu)的活動端垂直連接，活動端設(shè)有動力電機(jī)；所述消渦環(huán)與所述動力電機(jī)的機(jī)軸固連；所述消渦環(huán)的底部設(shè)有掛鉤；

5、所述控制器分別與所述直線滑軌、第一伸縮機(jī)構(gòu)、第二伸縮機(jī)構(gòu)及動力電機(jī)連接。

6、進(jìn)一步的，所述消渦環(huán)包括第三伸縮機(jī)構(gòu)、第四伸縮機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸盤、固定座和環(huán)形彈性圈；多個所述第三伸縮機(jī)構(gòu)分別設(shè)于所述固定座的外周；所述環(huán)形彈性圈設(shè)于所述固定座外周，并分別與多個所述第三伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮端固連；所述掛鉤設(shè)于所述第三伸縮機(jī)構(gòu)上；

7、所述固定座通過連接軸與所述聯(lián)軸盤固定連接；所述聯(lián)軸盤上鉸接連接有多個所述第四伸縮機(jī)構(gòu)；所述第四伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮端分別與所述環(huán)形彈性圈固連；所述控制器分別與所述第三伸縮機(jī)構(gòu)和所述第四伸縮機(jī)構(gòu)電連。

8、進(jìn)一步的，所述第三伸縮機(jī)構(gòu)和第四伸縮機(jī)構(gòu)分別為液壓推力伸縮桿。

9、進(jìn)一步的，所述水泵組件包括出水管和水泵；所述水泵設(shè)于所述進(jìn)水池內(nèi)；所述出水管的一端與所述水泵連接，另一端伸出所述進(jìn)水池與外部設(shè)備連接。

10、進(jìn)一步的，所述直線滑軌包括滑道和滑槽；兩所述滑道分別設(shè)于所述進(jìn)水池的池壁內(nèi)外側(cè)；所述滑道上設(shè)有齒輪與所述滑槽上設(shè)置有梳齒相嚙合；相配合的所述滑槽上設(shè)置有梳齒所述滑道上設(shè)置的驅(qū)動電機(jī)的機(jī)軸與所述齒輪固連；所述控制器與所述驅(qū)動電機(jī)連接。

11、進(jìn)一步的，所述第一伸縮機(jī)構(gòu)包括液壓油缸；所述液壓油缸固定于所述直線滑軌上；所述液壓油缸的活塞桿伸向進(jìn)水池方向；所述控制器與所述液壓油缸電連。

12、進(jìn)一步的，所述直線滑軌上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動力盤；所述第一伸縮機(jī)構(gòu)通過固定于所述旋轉(zhuǎn)動力盤上；所述控制器與所述旋轉(zhuǎn)動力盤電連，驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)動力盤帶動所述第一伸縮機(jī)構(gòu)在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。

13、進(jìn)一步的，所述第二伸縮機(jī)構(gòu)包括電動伸縮桿；所述控制器與所述電動伸縮桿電連。

14、進(jìn)一步的，所述進(jìn)水池上設(shè)置有智能監(jiān)測器；所述智能監(jiān)測器與所述控制器電連。

15、第二方面，本申請?zhí)峁┝丝烧{(diào)式消渦方法，利用上述任一所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置進(jìn)行消渦，所述消渦方法包括：

16、獲取進(jìn)水池內(nèi)旋渦信息，所述旋渦信息包括產(chǎn)生的漩渦旋轉(zhuǎn)的角速度、漩渦深度和漩渦持續(xù)時長；

17、利用消渦控制模型根據(jù)漩渦信息，計算所述消渦環(huán)消渦所需的轉(zhuǎn)動頻率，并利用所述控制器控制所述第一伸縮機(jī)構(gòu)、第二伸縮機(jī)構(gòu)以及直線滑軌運(yùn)動，使得所述消渦環(huán)運(yùn)行至對應(yīng)消渦的位置，并進(jìn)行消渦處理；

18、其中，所述消渦控制模型計算所述消渦環(huán)消渦所需的轉(zhuǎn)動頻率的具體公式如下：

19、式中；f為消渦環(huán)旋轉(zhuǎn)的頻率；d為漩渦旋轉(zhuǎn)的角速度；表示漩渦為順時針旋轉(zhuǎn)；表示漩渦為逆時針旋轉(zhuǎn)；l為第一伸縮機(jī)構(gòu)伸縮的長度；h為漩渦發(fā)生的水深；t為漩渦持續(xù)旋轉(zhuǎn)的時長。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

21、本發(fā)明提供的一種多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，直線滑軌帶動第一伸縮機(jī)構(gòu)和第二伸縮機(jī)構(gòu)橫向左右運(yùn)動，使得消渦環(huán)相對水泵組件左右靈活移動，消除水泵組件在左右位置產(chǎn)生的漩渦；同理，第一伸縮機(jī)構(gòu)相對水泵組件前后伸縮，使得消渦環(huán)相對水泵組件前后靈活移動，消除水泵組件在前后位置產(chǎn)生的漩渦；所述第二伸縮機(jī)構(gòu)帶動消渦環(huán)上下運(yùn)動，該設(shè)計目的是調(diào)節(jié)消渦環(huán)進(jìn)入水面的深度，以便對大小不同的漩渦進(jìn)行快速消渦，提高水泵組件的使用壽命；此外漩渦處會有各種漂浮的垃圾存在，消渦環(huán)下方設(shè)置的掛鉤能夠在其消渦過程中將垃圾懸掛，待消渦后通過控制器控制各個伸縮機(jī)構(gòu)將垃圾進(jìn)行回收，便于處理，避免漂浮垃圾對本設(shè)備及其它配合設(shè)備的影響。

22、本申請?zhí)峁┑南麥u環(huán)自身能夠擴(kuò)展消渦面積，第三伸縮機(jī)構(gòu)伸出使得環(huán)形彈性圈的直徑變大，消渦面積擴(kuò)張；且為提高消渦環(huán)的強(qiáng)度，使用第四伸縮機(jī)構(gòu)輔助第三伸縮機(jī)構(gòu)通過支撐彈性消渦環(huán)。

23、本申請在直線裝置上安裝有旋轉(zhuǎn)動力盤，控制器控制旋轉(zhuǎn)動力盤轉(zhuǎn)動，使得帶動第一伸縮機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，使得消渦環(huán)能夠在不同半徑范圍的弧線范圍內(nèi)進(jìn)行消渦。

24、本申請?zhí)峁┑囊环N消渦方法，能夠根據(jù)本申請?zhí)峁┑南麥u模型計算出的消渦頻率能夠提升消渦環(huán)消除漩渦的效率。

技術(shù)特征：

1.一種多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，其特征在于，包括進(jìn)水池、水泵組件、消渦組件和控制器；所述水泵組件設(shè)于所述進(jìn)水池內(nèi)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，其特征在于，所述消渦環(huán)包括第三伸縮機(jī)構(gòu)、第四伸縮機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸盤、固定座和環(huán)形彈性圈；多個所述第三伸縮機(jī)構(gòu)分別設(shè)于所述固定座的外周；所述環(huán)形彈性圈設(shè)于所述固定座外周，并分別與多個所述第三伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮端固連；所述掛鉤設(shè)于所述第三伸縮機(jī)構(gòu)上；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，其特征在于，所述第三伸縮機(jī)構(gòu)和第四伸縮機(jī)構(gòu)分別為液壓推力伸縮桿。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，其特征在于，所述水泵組件包括出水管和水泵；所述水泵設(shè)于所述進(jìn)水池內(nèi)；所述出水管的一端與所述水泵連接，另一端伸出所述進(jìn)水池與外部設(shè)備連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，其特征在于，所述直線滑軌包括滑道和滑槽；兩所述滑道分別設(shè)于所述進(jìn)水池的池壁內(nèi)外側(cè)；所述滑道上設(shè)有齒輪與所述滑槽上設(shè)置有梳齒相嚙合；相配合的所述滑槽上設(shè)置有梳齒，驅(qū)動電機(jī)的機(jī)軸與所述齒輪固連；所述控制器與所述驅(qū)動電機(jī)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，其特征在于，所述第一伸縮機(jī)構(gòu)包括液壓油缸；所述液壓油缸固定于所述直線滑軌上；所述液壓油缸的活塞桿伸向進(jìn)水池方向；所述控制器與所述液壓油缸電連。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，其特征在于，所述直線滑軌上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動力盤；所述第一伸縮機(jī)構(gòu)通過固定于所述旋轉(zhuǎn)動力盤上；所述控制器與所述旋轉(zhuǎn)動力盤電連，驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)動力盤帶動所述第一伸縮機(jī)構(gòu)在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，其特征在于，所述第二伸縮機(jī)構(gòu)包括電動伸縮桿；所述控制器與所述電動伸縮桿電連。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置，其特征在于，所述進(jìn)水池上設(shè)置有智能監(jiān)測器；所述智能監(jiān)測器與所述控制器電連。

10.一種消渦方法，其特征在于，利用上述權(quán)利要求1至9任一所述的多功能可調(diào)式消渦除雜裝置進(jìn)行消渦，所述消渦方法包括：

11.式中；f為消渦環(huán)旋轉(zhuǎn)的頻率；d為漩渦旋轉(zhuǎn)的角速度；表示漩渦為順時針旋轉(zhuǎn)；表示漩渦為逆時針旋轉(zhuǎn)；l為第一伸縮機(jī)構(gòu)伸縮的長度；h為漩渦發(fā)生的水深；t為漩渦持續(xù)旋轉(zhuǎn)的時長。

技術(shù)總結(jié)
發(fā)明公開了水利設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域的一種多功能可調(diào)式消渦除雜裝置及其消渦方法，解決泵站運(yùn)行進(jìn)水時的漩渦問題。其包括進(jìn)水池、水泵組件、消渦組件和控制器；水泵組件設(shè)于進(jìn)水池內(nèi)；消渦組件包括直線滑軌、消渦環(huán)、第一伸縮機(jī)構(gòu)和第二伸縮機(jī)構(gòu)；直線滑軌設(shè)于進(jìn)水池上，且靠近水泵組件；第一伸縮機(jī)構(gòu)的固定端設(shè)于直線滑軌上方，活動端伸向進(jìn)水池方向；第二伸縮機(jī)構(gòu)的固定端與第一伸縮機(jī)構(gòu)的活動端垂直連接，活動端設(shè)有動力電機(jī)；動力電機(jī)的機(jī)軸與消渦環(huán)固連，消渦環(huán)上設(shè)有掛鉤；控制器分別與直線滑軌、第一伸縮機(jī)構(gòu)、第二伸縮機(jī)構(gòu)及動力電機(jī)連接；本發(fā)明適用于水利工程，快速消渦，提高水泵使用壽命，清除漩渦周邊垃圾，提供設(shè)備高效運(yùn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：宋希杰,汪輝,金燕,馬天宇,朱奎錚
受保護(hù)的技術(shù)使用者：揚(yáng)州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9