一種v形攔污柵的制作方法
【專利摘要】一種V形攔污柵，屬于泵站攔污、清污【技術(shù)領(lǐng)域】。由兩塊成一定角度的平面柵固定在位于V形頂端的立柱上構(gòu)成，所述平面柵由柵條1、豎梁2、邊梁3組成，柵條水平設(shè)置。兩平面柵面夾角30°~90°，流速小時取小值，流速大時取大值。所述V形攔污柵的高度高于設(shè)置V形攔污柵的過流斷面的水深度，V形攔污柵的頂端迎向水流，V形攔污柵上的攔截物沿平面柵的柵條向V形兩側(cè)滑移聚集。V形攔污柵柵面面積較平面形攔污柵大，相同體積的水草堵塞柵前時，V形攔污柵未堵塞的過流面積較大，攔污水位差較小。柵前水草在水流的作用下沿柵面滑移至并聚集在兩側(cè)，靠近河岸，便于岸邊人工及時清污。采用V形攔污柵，柵體承載能力大，可以省去清污工作橋，減少工程費用，降低泵站主機運行費用，又可減少清污費用和工作量。
【專利說明】一種V形攔污柵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種V形攔污柵，具體來說涉及一種中、小型泵站攔污裝置，屬于泵站攔污、清污【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]泵站前設(shè)置攔污柵能夠阻止污物(主要是水草)進入水泵，保證水泵機組運行安全。攔污柵一般采用平面形，與水面成75°或90°置于引水河道中或泵站進水池(進水流道)前。大型泵站需設(shè)置清污工作橋，配備清污機。中小型泵站一般不設(shè)清污設(shè)備，需人工清污，清污困難、危險，清污工作量大。對于面廣量大的農(nóng)村中小型泵站，柵前污物以水草為主，水草比重小于水體，浮于水面的水草首先堵塞上部柵面，上部柵面水草如果不及時清除，在流速較大的情況下，后續(xù)水草容易隨水流潛入水下堵塞中部和下部柵面，攔污水頭損失急劇增大至0.3?1.0m左右，造成人工清污困難，泵裝置揚程增大，流量減小，對軸流泵和高比轉(zhuǎn)速混流泵，水泵軸功率增加，泵站效率降低。攔污柵柵后泵站吸入口水位下降過多時，還會造成水泵汽蝕，嚴(yán)重時造成柵體垮塌。泵站攔污，柵前污物如果不及時清除，會造成運行費用大幅增加，影響水泵機組安全、穩(wěn)定運行。因此，中小型泵站需要一種攔污阻力小、便于人工清污的攔污柵。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型針對目前中小型泵站廣泛采用的單扇平面形攔污柵攔污阻力大、清污困難等問題，通過理論分析、流動數(shù)值模擬和試驗研究，設(shè)計出一種攔污阻力小、便于清污的V形攔污柵。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是，一種V形攔污柵，其特征在于，所述V形攔污柵由兩塊平面柵固定在立柱上構(gòu)成，立柱位于兩塊平面柵構(gòu)成的V形角頂端，如圖1，所述平面柵由柵條(I)、豎梁(2)、邊梁(3)組成，柵條水平設(shè)置，所述柵面高度大于過流斷面的水深度，V形攔污柵的頂端迎向水流，所述V形攔污柵的V形角的角度取α=30°?90°。VB攔污柵上的攔截污物在水流作用下，沿平面柵的柵條向V形兩側(cè)滑移聚集。
[0005]所述V形攔污柵采用不銹鋼管材或型材、或普通鋼管材或型材涂防腐漆制成。立柱、豎梁、邊梁和柵條的橫截面尺寸、豎梁間距、柵條間距根據(jù)需要按常規(guī)設(shè)計選用。
[0006]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單合理，生產(chǎn)制作安裝容易，攔污效果好，與傳統(tǒng)的平面形攔污柵相比，柵前水草在水流的作用下沿柵面滑移至并聚集在兩側(cè)，攔污水阻力小，水草聚集靠近河岸，便于岸邊人工及時清污。采用V形攔污柵，可以省去清污工作橋，減少工程費用，提高泵站進水質(zhì)量，降低泵站主機運行費用，又可減少清污費用和工作量。
[0007]根據(jù)攔污試驗得到的柵前污物的聚集形態(tài)，采用流動數(shù)值模擬的方法計算攔污柵前后流場并進行分析。本實用新型V形攔污柵夾角α的大小，考慮貼于柵面的來流水草在水流作用下能克服柵條阻力沿柵面滑向邊側(cè)為宜，以減小阻力、便于清污。α角愈小，愈容易依靠水流作用力將堵塞柵面的水草推向邊側(cè)，但柵面面積大，制造成本大，安裝占地空間大，一般取α=30°~90°。柵前流速較小時，應(yīng)采用柵面夾角較小的V形攔污柵；柵前流速較大時，可以采用夾角較大的V形攔污柵，以減小柵面長度，節(jié)省材料。
[0008]在水流的作用下，柵前水草聚集在V形攔污柵的邊側(cè)，如果不及時清除，后續(xù)的水草首先沿來流方向向上游水面鋪開，接下來的水草在水流的作用下可能下潛堵塞兩側(cè)柵面。根據(jù)攔污試驗，圖2和圖3分別為水草在V形和平面形兩種攔污柵前聚集情況。柵前水草體積相同時，V形柵面堵塞面積小于平面形柵面堵塞面積，V形攔污柵垂直于流向的未堵塞的過流面積較大，攔污水頭損失較小。同時，柵前污物聚集在V形攔污柵兩側(cè)，靠近河岸，便于岸邊人工及時清污，既可以省去清污工作橋，減少投資成本，又可降低因攔污水位差增加的泵站運行費用7%~8%左右，還可減少清污費用，同時，V形攔污柵柵體承載能力更大。
[0009]考慮到農(nóng)村泵站柵前水草以水花生為主，以水花生作為柵前污物進行攔污試驗。運用ANSYS CFX軟件，采用VOF方法，計算原型泵站攔污柵攔污水位差及其流場，并得到試驗驗證。
[0010]攔污柵攔污流動數(shù)值計算步驟:
[0011]Α.根據(jù)攔污試驗時V形和平面形攔污柵前污物聚集的形態(tài)以及泵站前污物聚集情況的實地觀測，考慮柵前污物聚集形狀，建立流動數(shù)值計算的幾何模型，通過改變柵前污物的量、V形攔污柵夾角α大小、柵前水深、柵前流速可以得到不同的計算模型。
[0012]B.對建立的幾何模型進行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，在柵條和橫梁附近局部加密。
[0013]C.數(shù)值計算的控制方程包括連續(xù)性方程、雷諾平均方程，采用k_ ε湍流模型。
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種V形攔污柵，其特征在于，所述V形攔污柵由兩塊平面柵成一定夾角固定在立柱上構(gòu)成，立柱位于兩塊平面柵構(gòu)成的V形角頂端，所述平面柵由柵條(I)、豎梁(2)、邊梁(3)組成，所述V形攔污柵的高度大于設(shè)置V形攔污柵的過流斷面的水深度，V形攔污柵的頂端迎向水流，所述柵條水平放置，豎梁置于柵條后面豎直放置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種V形攔污柵，其特征在于，所述V形攔污柵夾角的角度為a=30° ?90。。
【文檔編號】E02B15/06GK203701058SQ201320647296
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月19日
【發(fā)明者】仇寶云, 賀淑全, 馮曉莉, 裴蓓, 楚士冀 申請人:揚州大學(xué)