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原文传递一种阀调节导流墙及其设计方法和运行方法

专利名称：	一种阀调节导流墙及其设计方法和运行方法
摘要：	本发明涉及平面非对称闸站结合工程前池流态优化技术领域，尤其涉及一种阀调节导流墙及其设计方法和运行方法，通过设置具有多个过流单元的导流墙，各过流单元具有多个通道，且均配备有电动调节阀，提供一种高效合理的闸站结合工程前池整流措施，流态优化效果明显，泵站运行时，可有效消除泵站前进水流道的漩涡，提高进口流速均匀度；水闸开启时，可削弱墩头前的横向流速，还能使靠近导流墙一侧的闸孔过流量提高，本发明操作简单，安全系数高，通过一个电动阀门就能控制水流是否能流过导流墙以及水流经过哪条路径。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	扬州大学
发明人：	徐波;许帅鹏;陆伟刚;陆林广;徐磊;刘健峰;鲍思曼;陆隽谊
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-16T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-13T00:00:00+0800
申请号：	CN202211127857.0
公开号：	CN115467296A
代理机构：	北京风雅颂专利代理有限公司
代理人：	李翔
分类号：	E02B7/20;E02B8/06;E02B8/04;E02B3/02;E02B1/02;E;E02;E02B;E02B7;E02B8;E02B3;E02B1;E02B7/20;E02B8/06;E02B8/04;E02B3/02;E02B1/02
申请人地址：	225000 江苏省扬州市大学南路88号
主权项：	1.一种阀调节导流墙，用于非对称闸站结合工程前池的整流，其特征在于，所述导流墙上横向和竖向均布着若干过流单元，各所述过流单元均具有多个通道，且各过流单元均配备有电动调节阀；所述电动调节阀包括步进电机、固定连杆、阀体和拍门，各所述步进电机通信连接有控制部，所述控制部用于控制电流调节阀的转动使水流进入过流单元的不同通道，或使过流单元不过水。 2.根据权利要求1所述的阀调节导流墙，其特征在于，所述过流单元包括自排通道、抽排通道和阀安装空间，所述自排通道和所述抽排通道与阀安装空间连接处通道的轴线垂直于阀安装空间的球面，自排通道和抽排通道在阀安装空间内断开。 3.根据权利要求2所述的阀调节导流墙，其特征在于，所述自排通道和所述抽排通道的内径相同，所述阀安装空间的顶部预留有连杆孔。 4.根据权利要求2所述的阀调节导流墙，其特征在于，所述阀安装空间为球壳型，自排通道和抽排通道为直线或平顺的曲线型圆管。 5.根据权利要求2所述的阀调节导流墙，其特征在于，所述非对称闸站结合工程前池包括若干进水流道，自排通道和抽排通道的进出口角度满足：使水流平顺流入导流墙且在流出导流墙后在流态较差的进水流道和导流墙附近不产生漩涡。 6.根据权利要求2所述的阀调节导流墙，其特征在于，所述自排通道和所述抽排通道的内径d取值范围为B/15≤d≤B/5，自排通道和抽排通道的跨度D满足D≥5d，阀安装空间的直径不小于2d，以跨度D和导流墙宽度B做一个尺寸为B×D矩形，自排通道和抽排通道轴线的起止点在矩形的四个角点，两条曲线分别连接两对对角作为自排和抽排通道的中轴线，两条曲线满足：两条曲线的进出口段为4条直线段，4条直线段的倾角分别对应自排通道和抽排通道的进出口角度，4条直线段的长度不小于内径d；两条曲线的中间段为2条直线段，2条直线段相互垂直，2条直线段的长度不小于阀安装空间直径；用圆弧线或三次样条线分别连接自排和抽排通道的中轴线对应的直线段，圆弧线或三次样条线的曲率半径不小于d/2。 7.一种如权利要求1-6任意一项所述的阀调节导流墙的运行方法，其特征在于，阀调节导流墙用于非对称闸站结合工程前池的整流，所述运行方法包括：对于抽排情况，水闸开启时，发送水闸开启信号到控制部，控制部控制各步进电机从初值状态顺时针旋转90°，使阀体连通自排通道且阀体上的拍门靠近自排通道的出口侧，此时，水流可通过自排通道冲开拍门流入水闸侧；控制部还根据目前的上下游水位和流量情况关闭部分电动调节阀，进一步改善流态，具体方式为，控制部控制部分步进电机逆时针旋转90°，使部分阀体连通抽排通道且阀体上的拍门靠近抽排通道出口侧，此时水泵侧的水流不能从关闭电动控制阀的过流单元流入水闸侧；水闸关闭时，发送水闸关闭信号到控制部，控制部控制各电动调节阀回到初始状态；对于自排情况，水泵机组运行时，发送水泵开机信号到控制部，控制部检查步进电机的转动角度是否为初始状态，若不在则控制电动调节阀回到初始状态，控制部还根据目前的上下游水位和流量情况关闭部分电调节动阀，进一步改善流态，具体方式为，控制部控制部分步进电机顺时针旋转90°，使部分阀体连通自排通道且阀体拍门靠近自排通道的出口侧，此时水闸侧的水流不能从关闭电动控制阀的过流单元流入泵站侧；水泵关闭时，发送水泵关闭信号到控制部，控制部控制各电动调节阀回到初始状态。 8.一种阀调节导流墙的设计方法，其特征在于，所述阀调节导流墙用于非对称闸站结合工程前池的整流，所述设计方法包括：根据实际工程情况进行数值模拟优化或根据已有工程数据确定导流墙的长L、宽B和高H；初定自排通道的进口角度α1、自排通道的出口角度β1、抽排通道的进口角度α2和抽排通道的出口角度β2：自排通道和抽排通道的进口角度分别根据自排和抽排最不利水位和流量组合下的无导流墙二维流线图初定，自排通道和抽排通道的进口角度分别根据自排和抽排最不利工况下较优形式的导流墙二维流线图初定；确定过流单元的具体形状：首先预设自排和抽排通道的内径d、跨度D和阀安装空间直径，自排和抽排通道的内径d取值范围为B/15≤d≤B/5，跨度要求D≥5d，阀安装空间直径取与阀体外径相同或略大取2d；再以跨度D和导流墙宽度B做一个尺寸为B×D矩形，自排通道和抽排通道轴线的起止点在矩形的四个角点，用两条曲线分别连接两对对角，这两条曲线作为自排和抽排通道的中轴线。这两条曲线应满足：两条曲线的进出口段为4条直线段，4条直线段的倾角分别对应步骤2的进出口角度α1、β1、α2和β2，4条直线段的长度不小于内径d；两条曲线的中间段为2条直线段，2条直线段相互垂直，2条直线段的长度不小于阀安装空间直径；用圆弧线或三次样条线分别连接自排和抽排通道的中轴线对应的直线段，圆弧线或三次样条线的曲率半径不小于d/2，自排和抽排通道的中轴线和内径确定后结合阀安装空间直径确定过流单元的具体尺寸；确定导流墙的结构：过流单元在整个导流墙上均匀布置，确定各过流单元的水平和垂直间距X、Y即可确定导流墙的结构，X、Y的取值要求相邻两个过流单元不影响安装；验证：通过数值模拟计算的方式验证过流单元的结构参数和布置参数的合理性，以通过导流墙的各流线平顺作为过流单元结构参数设置合理的判据，以各进水流道和节制闸流线顺直作为过流单元布置参数合理的依据，若计算结果不满足上述判据，则修改对应参数。