一种弧形可分流收集污物的拦污装置
技术领域
本发明涉及一种弧形可分流收集污物的拦污装置，属于泵站工程技术领域。
背景技术
拦污栅作为一种防护措施，其作用为阻拦泵站进水区域漂浮物垃圾进入水泵内部，为水泵的安全稳定的运行提供了一份保障。通常拦污栅设置在泵站进水侧，一般位于湿室型泵房进水前池和进水流道的中间段位置，传统的拦污栅的底部搁置于湿室型泵房底板上，拦污栅两铅垂侧位于栅墩内，传统的拦污栅由笔直的钢制栅体及预埋件组成。传统的拦污栅常采用立式拦污栅或有斜角的斜式拦污栅，其布置形式多为一道拦污栅或者多道拦污栅。通常拦污栅的栅距距离为80～120mm，该范围栅距能有效的阻拦树枝，死畜，漂浮的塑料瓶等略大的杂物。以应用最广泛的农用水泵及湿室型泵房为例，因缺少专项的管护经费，不能对拦污栅进行及时有效的清理，且农用泵站所在的取水区域通常充斥着杂草、水葫芦以及村民倾倒入河流中的细小杂物，对于现有的栅距在80～120mm的拦污栅而言，不能及时有效的阻拦这些细小漂浮杂物。虽然在数量较少时对泵站的影响不大，但数量一定的杂草等细小漂浮物缠绕在水泵叶轮上时，会对水泵及其机组的安全运行造成影响，甚至会造成安全事故。因此有必要设计一种新型可收集处理细小杂草等漂浮杂物的拦污栅及其配套装置来有效的避免细小漂浮杂物对泵站安全运行的影响，并且能高效的帮助捞取回收这些杂物，达到降低水泵叶轮的清理养护费用，解决现有拦污栅不能阻拦细小杂草等漂浮杂物的目的。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有问题，提供一种弧形可分流收集污物的拦污装置。
本发明的目的是这样实现的，一种弧形可分流收集污物的拦污装置，包括泵站进水前池、进水流道，泵站进水前池与进水流道连接贯通，泵站进水前池、进水流道两侧均设有泵站进水流道翼墙，泵站进水前池的底部为混凝土现浇底板；
其特征是：泵站进水前池、进水流道中间段的泵站进水流道翼墙底部处设有栅墩，且一侧的泵站进水流道翼墙上的栅墩与另一侧泵站进水流道翼墙上的栅墩对称；所述泵站进水流道翼墙上设有拦污栅安装卡槽，拦污栅安装卡槽自栅墩倾斜式向上，且拦污栅安装卡槽深入泵站进水流道翼墙15～20cm；
还设有弧形拦污栅，弧形拦污栅两侧安装在对应的泵站进水流道翼墙上的拦污栅安装卡槽内；
所述弧形拦污栅上设有上横梁和下横梁，还设有回收箱，回收箱悬挂于上横梁和下横梁上。
所述栅墩为混凝土结构栅墩。
所述拦污栅栅体整体宽度大于一侧拦污栅安装卡槽与另一侧拦污栅安装卡槽之间对称节点的平行距离30～40cm，拦污栅栅体高度高出所在泵站进水流道翼墙顶部20～25cm。
所述回收箱为细孔弧形半包围回收箱，所述弧形拦污栅的上横梁处悬挂两个上部挂钩，弧形拦污栅的下横梁处悬挂两个下部挂钩，回收箱通过两个上部挂钩、两个下部挂钩悬挂于弧形拦污栅的上横梁、下横梁处与弧形拦污栅连接。
所述挂钩对称式分布于回收箱可活动的敞口边缘位置；所述回收箱为不锈钢丝制成，回收箱具有细孔弧形半包围回收箱钢制框架，箱身为可活动的网格结构。
所述弧形拦污栅包括弧形栅条、支承框架、上横梁和下横梁，弧形拦污栅分布着自上而下斜式的若干弧形栅条；所述弧形栅条断面为矩形，弧形栅条固定于支承框架上，上横梁、下横梁位于支承框架上与弧形栅条垂直不相交。
所述弧形拦污栅上还设有用于起吊安装弧形拦污栅的吊耳。
所述弧形拦污栅中的弧形栅条与弧形栅条之间的栅距由中间向两边渐变增大，即同一个弧形拦污栅由中间开始依次对称式分布着小号栅距、中号栅距、大号栅距；泵站进水池内设有泵站轴流泵或导叶式混流泵，泵站轴流泵或导叶式混流泵内设有叶轮，小号栅距取泵站轴流泵或导叶式混流泵叶轮直径的1/50，中号栅距取小号栅距的1.4～2.5倍，大号栅距取小号栅距的2.1～4.5倍。
所述弧形栅条为圆弧形栅条，弧形栅条的断面为2cm宽的矩形。
通过本发明，本发明专利针对上述现有技术存在的不足，设计了一种弧形可分流收集污物的拦污装置，用来解决现有的拦污栅栅条间距只能阻挡较大杂物，但是对能轻易穿过现有的拦污栅栅条间隙并且缠绕在水泵叶轮上，危害泵站安全运行的细小杂物束手无策的技术难题，方便了拦污栅的清理工作，降低了特别是农村地区水泵站的管护费用，同时本发明解决了多道拦污栅对水泵进水前池流态不均匀影响的弊端。
弧形可分流收集污物的拦污装置由弧形栅条组成的拦污栅栅体、栅墩、卡槽、细孔弧形半包围回收箱组成。两座混凝土结构栅墩分别对称式分布于泵站进水前池和进水流道中间段翼墙底部。拦污栅安装卡槽自上述栅墩倾斜式向上深入翼墙约15～20cm。拦污栅栅体两侧安装在上述卡槽内，栅体分布着自上而下斜式的弧形钢制栅条，拦污栅整体宽度大于上述卡槽平行距离约30～40cm，栅体高度高出所在翼墙顶部约20～25cm。细孔弧形半包围回收箱通过上下两对挂钩悬挂于拦污栅的上下横梁处与拦污栅栅体连接，所述的挂钩对称式分布于细孔弧形半包围回收箱可活动的不锈钢丝箱身敞口边缘位置。
弧形可分流的拦污栅栅体由断面为宽2cm的矩形的圆弧形栅条、吊耳、支承框架组成。弧形拦污栅栅面可使水流带动着细小漂浮物沿着弧形栅面做圆周加速运动，能快速的使细小漂浮物进入细孔弧形半包围回收箱，拦污栅的栅距由中间向两边渐变增大，即同一个拦污栅由中间开始依次对称式分布着小号栅距、中号栅距、大号栅距，其中小号栅距取泵站轴流泵或导叶式混流泵叶轮直径的1/50左右，中号栅距取小号栅距的1.4～2.5倍，大号栅距取小号栅距的2.1～4.5倍。拦污栅栅条的厚度大小及栅距的具体设计可根据拦污栅的水头损失系数ζ确定。而ζ作为局部水头损失的影响因素，当杂物被拦污栅阻拦时，拦污栅的局部水头损失急剧增大，故按照局部水头损失公式计算，具体计算公式如下：
式中
又因为本发明中的拦污栅采用斜式弧形拦污栅，其与进水水流方向呈一定的夹角θ，式中的大、中、小号栅距对应的水头损失系数ζi可采用公式分别计算，现以小号栅距取
由公式、可知：
式中：θ为弧形拦污栅的倾斜角，人工清污的斜角θ取值范围为35°～70°；ζi为弧形拦污栅不同栅距的水头损失系数；i的取值为1～3，分别对应着大、中、小号栅距；∑ζi为大、中、小号栅距水头损失系数的总水头损失系数；β为弧形拦污栅的断面形状系数，本公式中的断面形状系数β取弧形栅条矩形断面的1.5；t栅为弧形栅条的厚度，单位为m；b为弧形拦污栅栅距，单位为m；D为泵站轴流泵或导叶式混流泵叶轮的直径，单位为m；v为弧形拦污栅栅前水流速度，单位为m/s；g为重力加速度，建议取值9.8m/s2。
由式和式可知，当局部水头损失在3～5m时，为保证泵站进水前池良好的进水条件，弧形拦污栅不同栅距的水头损失系数ζi不宜过大，所以
细孔弧形半包围回收箱是一种半圆筒形带细孔的可活动的不锈钢钢丝网格结构，内侧边缘有安装的挂钩可以悬挂在大号栅距处与大号栅距无缝衔接，将大号栅距内侧包围。取大号栅距的安装宽度为直径，箱身安装时高出最高水位20～30cm，全身采用不锈钢钢丝结构，单孔最大直径不超过20mm，两侧设置挂钩悬挂在拦污栅上，上下挂钩的距离取拦污栅栅体上下两道钢制横梁的距离。方便工作人员能轻松取下处理废物以及重新安装。
通过拦污栅的栅距阶段性的增大，来改变局部流速，带动细小轻便的污物沿着弧形栅面做圆周加速运动进入回收装置。当栅距较小时，对水流的阻力相对于中号栅距和大号栅距来说较大，水流的流速会朝着栅距较大的地方增加，从而带动拦污栅外较为细小轻便的杂草等漂浮物向两侧的栅距较大的地方流去，当这些杂物通过栅距大的拦污栅处时，会被与栅距较大处相连的带细孔的细孔弧形半包围回收箱回收。
有益效果：
所述的一种弧形可分流收集污物的拦污装置，可改善原先水泵拦污栅不能及时阻拦细小漂浮杂物，从而使水草、水葫芦等缠绕在水泵叶片上造成水泵运行不便的困难，解决了检修人员不能及时清除拦污栅上细小漂浮杂物的问题，解决了水泵机组受细小漂浮杂物透过原有拦污栅进入泵壳从而带来破坏的难题。同时，本发明安装在进水前池和进水流道的中间段位置，不影响进水结构内部流态的技术问题，确保了机组安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明的平面示意图。
图2为本发明的剖面示意图。
图3为本发明的拦污栅示意图。
图4为本发明的拦污栅装置侧面图。
图5为本发明的细孔弧形半包围回收箱钢制框架图。
图6为本发明的回收箱结构示意图。
图7为本发明栅墩及拦污栅安装卡槽剖面图。
图8为本发明的栅墩及拦污栅安装卡槽平面细部图。
图中：1泵站进水流道翼墙、2弧形拦污栅、3回收箱、4拦污栅安装卡槽、5泵站进水前池底板、6吊耳、7大号栅距、8中号栅距、9小号栅距、10上横梁、11下横梁、12弧形栅条、13上部挂钩、14下部挂钩、15栅墩、16钢制框架、17支承框架。
具体实施方式
下面结合附图以及附图说明，对本发明做进一步说明。
一种弧形可分流收集污物的拦污装置，包括泵站进水前池、进水流道，泵站进水前池与进水流道连接贯通，泵站进水前池、进水流道两侧均设有泵站进水流道翼墙1，泵站进水前池的底部为混凝土现浇底板5；泵站进水流道翼墙1位于泵站进水前池、进水流道中间段底部处设有栅墩15，且一侧的泵站进水流道翼墙1上的栅墩15与另一侧泵站进水流道翼墙1上的栅墩15对称；所述泵站进水流道翼墙1上设有拦污栅安装卡槽4，拦污栅安装卡槽4自栅墩倾斜式向上深入泵站进水流道翼墙15～20cm；还设置有弧形拦污栅2，弧形拦污栅2两侧安装在对应的泵站进水流道翼墙1上的拦污栅安装卡槽4内；弧形拦污栅2上设置上横梁10和下横梁11，用来悬挂细孔弧形半包围回收箱3。
弧形拦污栅2由弧形栅条12组成，弧形拦污栅2分布着自上而下斜式的弧形钢制栅条12。栅墩15为混凝土结构栅墩。
所述拦污栅栅体2整体宽度大于一侧拦污栅安装卡槽4与另一侧拦污栅安装卡槽4之间平行距离30～40cm，拦污栅栅体2高度高出所在泵站进水流道翼墙1顶部20～25cm。
所述弧形拦污栅2的上横梁10、下横梁11处分别用来悬挂一对挂钩即一对上部挂钩13和一对下部挂钩14，细孔弧形半包围回收箱3通过上下两对上部挂钩13、两对下部挂钩14悬挂于弧形拦污栅2的上横梁10、下横梁11处与弧形拦污栅2连接。所述挂钩对称式分布于细孔弧形半包围回收箱3可活动的敞口边缘位置；细孔弧形半包围回收箱3为不锈钢丝制成。所述弧形拦污栅2包括断面为矩形的弧形栅条12、吊耳6、支承框架17、上横梁10和下横梁11，弧形栅条固定于支承框架17上，上横梁10、下横梁11位于支承框架17上与弧形栅条12垂直不相交；
弧形拦污栅2的栅距由中间向两边渐变增大，即同一个弧形拦污栅2由中间开始依次对称式分布着小号栅距9、中号栅距8、大号栅距7；泵站进水前池内设有泵站轴流泵或导叶式混流泵，小号栅距9取泵站轴流泵或导叶式混流泵叶轮直径的1/50，中号栅距取小号栅距的1.4～2.5倍，大号栅距7取小号栅距的2.1～4.5倍。所述圆弧形栅条断面为2cm宽的矩形。
弧形可分流收集污物的拦污装置由弧形栅条12组成的拦污栅栅体、栅墩15、拦污栅安装卡槽4、细孔弧形半包围回收箱3组成，根据本发明专利的专利权项进行实施。拦污栅的栅距由中间向两边渐变增大，即同一个拦污栅由中间开始依次对称式分布着小号栅距9、中号栅距8、大号栅距7，小号栅距9取泵站轴流泵或导叶式混流泵叶轮直径的1/50左右，中号栅距8取小号栅距9的1.4～2.5倍，大号栅距7取小号栅距9的2.1～4.5倍。现以小号栅距取
由公式、可知：
式中：
细孔弧形半包围回收箱3取大号栅距的安装宽度为直径，箱身安装时高出最高水位20～30cm，全身采用不锈钢钢丝结构，单孔最大直径不超过20mm，两侧设置挂钩悬挂在拦污栅2上。
当细小漂浮物随着水流达到拦污栅2时，体型较大的杂物会被拦污栅拦截在进水流道外侧，细小的杂物会随着弧形栅面从中间位置沿着小号栅距9到中号栅距8再到大号栅距7的方向，即水流流速增大的方向做圆周加速运动，到达并通过大号拦污栅栅条间隙进入与大号拦污栅内侧相连通的细孔弧形半包围回收箱3，并在回收箱3内不断地做圆周运动，少部分会通过大号拦污栅流出拦污栅2外侧，大部分会被回收箱3内的细孔所阻拦，留在回收箱中。
当水泵停止运行时，工作人员可以将回收箱3从拦污栅2上取出，将内部的细小杂物取出并及时处理。处理完杂物的回收箱3经过清理后可重新安装在拦污栅上，为后续的水泵安全运行提供保障。
