專利名稱：排沙漏斗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于排除河水中泥沙的設(shè)施，是一種排沙漏斗。
目前，對(duì)于利用多泥沙河水進(jìn)行灌溉或引水發(fā)電來(lái)說(shuō)，灌溉或引水發(fā)電所用的渠道都嚴(yán)重遭受泥沙危害。以往的廂型沉沙池可以排除河水泥沙中的30％左右的懸移質(zhì)泥沙，但是排沙耗水量超過(guò)總引水量的30％，而且造價(jià)高、管理復(fù)雜。原蘇聯(lián)沙拉克霍夫提出了漏斗室排沙設(shè)施，該排沙設(shè)施的結(jié)構(gòu)如

圖1、2和3所示，由進(jìn)水涵洞2、漏斗室11、溢流堰5、回水道5、排沙底孔7構(gòu)成，其溢流堰5為全周邊溢流的，當(dāng)帶有泥沙的河水從進(jìn)水涵洞2沿邊緣進(jìn)入漏斗室11后，在漏斗室11邊壁的作用下，形成螺旋流，使河水中的泥沙向漏斗室11中央集中，并從排沙底孔7排出，而清水沿漏斗室11頂部全周邊溢流到回水道5內(nèi)流出；盡管其排沙和節(jié)水效果都比較好，但是，當(dāng)流量大，即要求環(huán)流室也大時(shí)，造成泥沙至排沙底孔7周?chē)室画h(huán)狀淤積，因此，其單室處理流量不能超過(guò)3立方米/秒，當(dāng)處理較大流量時(shí)必須修建漏斗群，其造價(jià)昂貴、管理不便、耗水量大。
本發(fā)明人在進(jìn)行大量的模型試驗(yàn)并分析研究后，認(rèn)為其不能處理大于3立方米/秒流量的原因，首先是全周邊溢流所造成。當(dāng)處理大流量的帶泥沙河水時(shí)，要求漏斗室也要相應(yīng)增大，但是，當(dāng)河水一進(jìn)入漏斗室11就外溢，水流所具有的能量不能在漏斗室11內(nèi)形成較強(qiáng)的螺旋流，即沿漏斗室11邊壁產(chǎn)生的強(qiáng)迫渦向中心影響范圍小，即漏斗室11的周邊強(qiáng)迫渦不能與中心排沙底孔由重力作用產(chǎn)生的重力渦相耦合，強(qiáng)迫渦與重力渦之間形成環(huán)狀低流速帶，泥沙至此呈一環(huán)狀淤積，從而導(dǎo)致不能處理大于3立方米/秒流量的帶泥沙河水。
在繼續(xù)進(jìn)行了大量模型試驗(yàn)后，提出了本發(fā)明的目的即克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而設(shè)計(jì)一種處理帶泥沙河水量大、造價(jià)低、管理方便、耗水量小的排沙漏斗。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的該排沙漏斗包括進(jìn)水涵洞、漏斗室、溢流堰、回水道、排沙底孔，而溢流堰為部分周邊溢流的；溢流堰為90度至180度圓心角的；漏斗室的邊壁上設(shè)有調(diào)流墩；調(diào)流墩呈直立的墩形，調(diào)流墩最好為直線與圓弧組合而成的；在漏斗室的壁上設(shè)有調(diào)流懸板，調(diào)流懸板最好為水平放置的90度至180度圓心角的扇形形狀的；進(jìn)水涵洞接在引水渠道上；排水渠道接在回水道上；排沙廊道接在排沙底孔上。
附圖1為原蘇聯(lián)沙拉克霍夫提出了漏斗室排沙設(shè)施的俯視圖，附圖2為附圖1的I｀-I｀向剖視圖，附圖3為附圖1的II｀-II｀向剖視圖；附圖4為本發(fā)明最佳實(shí)施例的俯視圖，附圖5為附圖4的I-I向剖視圖，附圖6為附圖4的II-II向剖視圖；附圖中的編碼分別為1為引水渠，2為進(jìn)水涵洞，3為調(diào)流懸板，4為調(diào)流墩，5為溢流堰，6為回水道，7為排沙底孔，8為排沙廊道，9為排水渠，10為接河道，11為漏斗室。
下面結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述如附圖4、5和6所示，該最佳實(shí)施例包括進(jìn)水涵洞2、漏斗室11、溢流堰5、回水道6、排沙底孔7，而溢流堰5為部分周邊溢流的，經(jīng)過(guò)模型試驗(yàn)，不但可以處理小于3立方米/秒流量的帶泥沙河水，而且還可以處理大于3立方米/秒流量的帶泥沙河水。
在模型試驗(yàn)時(shí)，漏斗室11內(nèi)產(chǎn)生的螺旋流不穩(wěn)定，容易在漏斗室11內(nèi)產(chǎn)生泥沙淤積現(xiàn)象，造成排沙效果不穩(wěn)定了，為了穩(wěn)定螺旋流，并增加排沙效果，如附圖4、5和6所示，在漏斗室11的壁上設(shè)有調(diào)流墩4，并且最好將調(diào)流墩4設(shè)在離漏斗室11進(jìn)水口不遠(yuǎn)的漏斗室11邊壁上，調(diào)流墩4最好呈直立的墩形，其墩形最好為直線與圓弧組合而成的；為了進(jìn)一步穩(wěn)定螺旋流和增加排沙效果，如附圖4、5和6所示，在漏斗室11的壁上設(shè)有調(diào)流懸板3，并且調(diào)流懸板3為水平放置的90度至180度圓心角的扇形形狀的；在設(shè)調(diào)流墩4和調(diào)流懸板3后，在模型試驗(yàn)時(shí)，漏斗室11內(nèi)的螺旋流非常強(qiáng)，對(duì)大于1毫米的粗顆粒推移質(zhì)泥沙可以100％排除，對(duì)大于0.05毫米的細(xì)顆粒懸移質(zhì)泥沙可以排除90％以上，排沙耗水量不超過(guò)總引水量的5％，其中的排沙效果與處理流量能力兩項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)居國(guó)際領(lǐng)先。
本發(fā)明既可建成移動(dòng)式的，也可建成非移動(dòng)式的；移動(dòng)式的排沙漏斗最好采用鋼結(jié)構(gòu)的；非移動(dòng)式的排沙漏斗各部分最佳結(jié)構(gòu)如下一、進(jìn)水涵洞矩形斷面，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；進(jìn)水涵洞2接在引水渠1上，含泥沙河水在河流上游經(jīng)引水渠1節(jié)制閘和進(jìn)水閘的調(diào)節(jié)下，首先進(jìn)入進(jìn)水涵洞2，形成有壓流。
二、漏斗室漏斗形，鋼筋混凝土、混凝土或漿砌卵石結(jié)構(gòu)，主要由徑向坡度的底板，圓弧擋水邊墻和圓弧溢流邊墻組成；含泥沙河水由進(jìn)水涵洞2進(jìn)入漏斗室11，在漏斗室11圓形邊墻、調(diào)流墩4和調(diào)流懸板3的固體邊界綜合作用下，作近似于圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，中心產(chǎn)成空氣漏斗，形成典型的三維水流，運(yùn)動(dòng)中的泥沙漸漸沉降，并向排沙底孔運(yùn)動(dòng)，而清水則溢過(guò)溢流堰5。
三、調(diào)流懸板和調(diào)流墩調(diào)流懸板3為圓心角為90度至180度扇形，水平放置，調(diào)流墩4為直線與園弧組合而成，垂直放置。均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。
四、溢流堰圓心角為90度至180度所對(duì)應(yīng)的園弧段漏斗邊墻，為混凝土或漿砌石結(jié)構(gòu)；含泥沙河水在三維水流的作用下使水沙分離后，清水由園弧形溢流堰5溢入回水槽6后經(jīng)排水渠9送回原引水渠道，完成引清水的作用。
五、排沙底孔孔徑為環(huán)狀多級(jí)可調(diào)式鋼結(jié)構(gòu)；含泥沙河水在三維水流的作用下使水沙分離后，泥沙隨少量排沙水進(jìn)入排沙底孔7。
六、排沙廊道U形斷面為鋼筋混凝土或混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，圓形斷面為鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)；由排沙底孔7進(jìn)入排沙廊道8的泥沙隨排沙水輸送至下游河道10，完成排沙的作用。
本發(fā)明具有以下特點(diǎn)一、漏斗室處理流量范圍不限(僅受漏斗室大小限制)；二、處理泥沙粒徑范圍大于0.05毫米的各級(jí)泥沙；三、排沙率(90～100)％；四、排沙耗水量占總引水量的5％以下。
具備上述四項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的排沙設(shè)施目前國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有，其工程造價(jià)是曲線型沉沙池的一半，是廂型沉沙池的四分之一，其節(jié)約的排沙水量可達(dá)總引水量的(20～30)％。處理10立方米/秒含沙水，每年就可節(jié)省排沙水2000萬(wàn)立方米～3000萬(wàn)立方米，可以增灌2.5～3.5萬(wàn)畝地，相當(dāng)于修建一座中型水庫(kù)的效益。
權(quán)利要求
1.一種排除河水中泥沙的排沙漏斗，包括進(jìn)水涵洞、漏斗室、溢流堰、回水道、排沙底孔，其特征在于溢流堰為部分周邊溢流的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于溢流堰為90度至180度圓心角的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于漏斗室的邊壁上設(shè)有調(diào)流墩。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排沙漏斗，其特征在于調(diào)流墩呈直立的墩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的排沙漏斗，其特征在于調(diào)流墩為直線與圓弧組合而成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于漏斗室的壁上設(shè)有調(diào)流懸板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排沙漏斗，其特征在于調(diào)流懸板為水平放置的90度至180度圓心角的扇形形狀的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于進(jìn)水涵洞接在引水渠道上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于排水渠道接在回水道上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于排沙廊道接在排沙底孔上。
全文摘要
一種處理帶泥沙河水流量大、造價(jià)低、管理方便、耗水量小的排沙漏斗，其包括進(jìn)水涵洞、漏斗室、溢流堰、回水道、排沙底孔，而溢流堰為部分周邊溢流的；其具有以下特點(diǎn)漏斗處理流量范圍不限；處理泥沙粒徑范圍為大于0.05毫米的各級(jí)泥沙；排沙率為(90～100)％；排沙耗水量占總引水量的5％以下；其工程造價(jià)低；處理10立方米/秒含沙水，每年就可節(jié)省排沙水2000至3000萬(wàn)立方米，可以增灌2.5～3.5萬(wàn)畝地，相當(dāng)于修建一座中型水庫(kù)的效益。
文檔編號(hào)E02B8/02GK1157358SQ9611475
公開(kāi)日1997年8月20日 申請(qǐng)日期1996年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月23日
發(fā)明者周著, 侯杰, 王長(zhǎng)新, 朱慧珍 申請(qǐng)人:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電設(shè)計(jì)研究所