一種豎井消能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及消能裝置，特別是一種豎井消裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 豎井消能裝置是一種設(shè)置于水利工程中的隧洞式泄水建筑物，傳統(tǒng)的豎井消能裝 置采用旋流式消能結(jié)構(gòu)，這種傳統(tǒng)的消能裝置雖具有一定的消能效果，但在高水頭大流量 泄流時(shí)建筑物內(nèi)會(huì)伴隨高速水流的沖刷、摻氣、空化空蝕、急流沖擊波等現(xiàn)象，消能過(guò)程中 產(chǎn)生的振動(dòng)及噪音較大，泄流能力易受到一定條件的限制。
[0003]而隨著城市排洪和市政污水管道系統(tǒng)的興建，出現(xiàn)了消能效果更好、沖擊小和低 噪音的擋板式豎井消能結(jié)構(gòu)，該消能工包括豎井，豎井的底部有泄水口，所述的豎井內(nèi)部有 垂向隔墻將豎井中下部至頂部的空間分隔為干區(qū)和濕區(qū)，豎井頂部開有供泄水流入濕區(qū)的 流入口，濕區(qū)的內(nèi)壁的兩側(cè)由上至下設(shè)有多級(jí)相對(duì)的擋板，兩側(cè)相對(duì)的檔板在垂向方向上 相錯(cuò)開，垂向隔墻在位于擋板下方的位置開有通氣孔。當(dāng)泄水水流從豎井頂部的流入口流 入濕區(qū)后，會(huì)在兩側(cè)的擋板上逐級(jí)跌落，形成折疊往復(fù)的整體水流流態(tài)。水流跌落到擋板上 的水墊層后向四周擴(kuò)散，并產(chǎn)生旋滾和剪切，水流紊動(dòng)強(qiáng)、摻氣和排氣劇烈，將水流的能量 大量耗散。跌落水流增加的勢(shì)能在每級(jí)擋板上全部消耗，各級(jí)擋板跌落的流態(tài)相同，沒(méi)有能 量累積，經(jīng)最后一級(jí)擋板跌入豎井底部消力池消能后從泄水口平穩(wěn)地流出豎井。在消能過(guò) 程中，豎井內(nèi)的水流能量分級(jí)消散在各個(gè)擋板上，避免了集中消能帶來(lái)的巨大沖擊力、大振 幅和高噪音等影響，消能效果較好，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。但此豎井消能結(jié)構(gòu)仍有不足 之處：1、該消能方式對(duì)豎井直徑和擋板間距要求較高，結(jié)構(gòu)參數(shù)出現(xiàn)偏差時(shí)會(huì)導(dǎo)致各級(jí)跌 流消能不充分，能量累加，流速逐漸增大，跌流落點(diǎn)逐漸外移，從而形成S型貼壁流，消能效 果仍無(wú)法滿足設(shè)計(jì)運(yùn)行的要求。2、該消能工的豎井直徑較大，擋板間距較小，造成擋板尺寸 和數(shù)量都比較大，尚有較大的優(yōu)化空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種消能效果更好的豎井消能裝置，其在消能過(guò)程中 不會(huì)產(chǎn)生巨大沖擊力和高噪音等現(xiàn)象，而且在下泄流量偏大、擋板間距偏大的情況下也能 取得較好的消能效果。
[0005] 本實(shí)用新型所述的豎井消能裝置，包括豎井，豎井的底部有泄水口，所述的豎井內(nèi) 部有垂向隔墻將豎井中下部至頂部的空間分隔為干區(qū)和濕區(qū)，豎井頂部開有供泄水流入濕 區(qū)的流入口，濕區(qū)的內(nèi)壁的兩側(cè)由上至下設(shè)有多級(jí)相對(duì)的擋板，兩側(cè)相對(duì)的檔板在垂向方 向上相錯(cuò)開，垂向隔墻在位于擋板下方的位置開有通氣孔，擋板從其根部至尾端逐漸向上 傾斜，位于高位的擋板可將落入其上的泄水導(dǎo)向相對(duì)一側(cè)的低位的擋板上。
[0006] 本實(shí)用新型所述的豎井消能裝置，其豎井的濕區(qū)內(nèi)壁的兩側(cè)由上至下設(shè)置多級(jí)相 對(duì)的擋板，兩側(cè)相對(duì)的檔板在垂向方向上相錯(cuò)開，并且擋板的尾端上傾一定角度后可增加 擋板上水墊層厚度，當(dāng)泄水水流從豎井頂部的流入口流入濕區(qū)后，會(huì)在兩側(cè)上傾的擋板上 逐級(jí)跌落，形成折疊往復(fù)的整體水流流態(tài)。由于擋板尾端上傾，可使擋板上方形成一個(gè)根部 厚、尾部薄的水墊層，水流跌落到擋板上的水墊層后產(chǎn)生旋滾和剪切，其水流紊動(dòng)強(qiáng)、摻氣 和排氣劇烈，可將水流的能量大量耗散。消能后的水流再經(jīng)上傾的擋板導(dǎo)向?qū)?cè)擋板，跌落 水流增加的勢(shì)能在每級(jí)擋板上全部消耗，各級(jí)擋板跌落的流態(tài)相同，沒(méi)有能量累積，經(jīng)最后 一級(jí)擋板跌入豎井底部消力池消能后從泄水口平穩(wěn)地流出豎井。在消能過(guò)程中，豎井內(nèi)的 水流能量分級(jí)消散在各個(gè)擋板上，避免了集中消能帶來(lái)的巨大沖擊力、大振幅和高噪音等 影響，上傾擋板上方的水墊層厚度增加后，消能效果更好，同等設(shè)計(jì)流量條件下可增大擋板 間距，減少擋板數(shù)量，節(jié)省消能裝置的工程量，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1是本實(shí)用新型的俯視圖。
[0008] 圖2是圖1沿A-A方向的剖視圖。
[0009] 圖3是圖1沿B-B方向的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 如圖1至3所示，所述的豎井消能裝置，包括豎井1，豎井1的底部有泄水口 11，所 述的豎井1內(nèi)部有垂向隔墻2將豎井中下部至頂部的空間分隔為干區(qū)4和濕區(qū)3,干區(qū)4與 濕區(qū)3在豎井1的底部相通，干區(qū)4為檢修和通氣的通道，濕區(qū)3為水流通道，豎井1頂部 開有供泄水流入濕區(qū)的流入口 12,濕區(qū)3的內(nèi)壁兩側(cè)由上至下設(shè)有多級(jí)相對(duì)的擋板5,兩側(cè) 相對(duì)的檔板5在垂向方向上相錯(cuò)開，垂向隔墻2在位于擋板5下方的位置開有通氣孔51， 用于水流摻氣和排除從水中脫離的空氣，擋板5從其根部至尾端逐漸向上傾斜以增加擋板 上水墊層厚度，擋板5根部的最低位置設(shè)有貫穿擋板5的排水孔（圖中未表示)，用于泄水結(jié) 束后排除擋板5上的積水，位于高位的擋板5可將落入其上的泄水導(dǎo)向相對(duì)一側(cè)的低位的 擋板上。當(dāng)泄水水流從豎井1頂部的流入口 12流入濕區(qū)3后，會(huì)在兩側(cè)上傾的擋板5上逐 級(jí)跌落，形成折疊往復(fù)的整體水流流態(tài)。由于擋板5尾端上傾，可在擋板5上方形成一個(gè)根 部厚、尾部薄的水墊層，水流跌落到擋板5上的水墊層后產(chǎn)生旋滾和剪切，其水流紊動(dòng)強(qiáng)、 摻氣和排氣劇烈，可將水流的能量大量耗散。消能后的水流再經(jīng)上傾的擋板5導(dǎo)向?qū)?cè)擋 板，跌落水流增加的勢(shì)能在每級(jí)擋板5上全部消耗，各級(jí)擋板5跌落的流態(tài)相同，沒(méi)有能量 累積，經(jīng)最后一級(jí)擋板跌入豎井底部消力池消能后從泄水口 11平穩(wěn)地流出豎井。在消能過(guò) 程中，豎井內(nèi)的水流能量分級(jí)消散在各個(gè)擋板5上，避免了集中消能帶來(lái)的巨大沖擊力、大 振幅和高噪音等影響，上傾擋板5上方的水墊層厚度增加后，消能效果更好，同等設(shè)計(jì)流量 條件下可增大擋板間距，減少擋板數(shù)量，節(jié)省消能裝置的工程量，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。 [0011]如圖所示，擋板5的上傾角度a為5~20度，當(dāng)擋板的尾端的上傾高度h不超過(guò) 兩側(cè)相對(duì)的檔板的垂向間距H的0. 2倍時(shí)，其消能效果較佳。
[0012] 流入口 12的水流流入方向與垂向隔墻2的表面平行，垂向隔墻2從中間將豎井1 分隔成濕區(qū)3和干區(qū)4,豎井1設(shè)置擋板5的兩側(cè)處于水流的流入方向上。相對(duì)的兩個(gè)相錯(cuò) 開的擋板5的面積之和大于濕區(qū)3的截?cái)嗝娴拿娣e。
[0013] 豎井的設(shè)計(jì)流量Q可根據(jù)情況而定，當(dāng)設(shè)計(jì)流量0= 0.16D- -0.29JP+-1.6(m3/s)時(shí) (其中，D為豎井的直徑)，其消能效果較佳。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種豎井消能裝置，包括豎井，豎井的底部有泄水口，所述的豎井內(nèi)部有垂向隔墻將 豎井中下部至頂部的空間分隔為干區(qū)和濕區(qū)，豎井頂部開有供泄水流入濕區(qū)的流入口，濕 區(qū)的內(nèi)壁的兩側(cè)由上至下設(shè)有多級(jí)相對(duì)的擋板，兩側(cè)相對(duì)的檔板在垂向方向上相錯(cuò)開，垂 向隔墻在位于擋板下方的位置開有通氣孔，其特征在于：擋板從其根部至尾端逐漸向上傾 斜，位于高位的擋板可將落入其上的泄水導(dǎo)向相對(duì)一側(cè)的低位的擋板上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎井消能裝置，其特征在于：擋板根部位置設(shè)有貫穿擋板的 排水孔。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎井消能裝置，其特征在于：擋板的上傾角度a為5~20度。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的豎井消能裝置，其特征在于：擋板的尾端上傾高度h不超過(guò) 兩側(cè)相對(duì)的檔板的垂向間距H的0. 2倍。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎井消能裝置，其特征在于：豎井的設(shè)計(jì)流量殳=〇J6D:+ -0J9I3 - 1.6 (m3/s)，其中，D為豎井的直徑。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種豎井消能裝置，由于其擋板尾端上傾，可使擋板上方形成一個(gè)根部厚、尾部薄的水墊層，水流跌落到擋板上的水墊層后產(chǎn)生旋滾和剪切，其水流紊動(dòng)強(qiáng)、摻氣和排氣劇烈，可將水流的能量大量耗散。消能后的水流再經(jīng)上傾的擋板導(dǎo)向?qū)?cè)擋板，跌落水流增加的勢(shì)能在每級(jí)擋板上全部消耗，各級(jí)擋板跌落的流態(tài)相同，沒(méi)有能量累積，經(jīng)最后一級(jí)擋板跌入豎井底部消力池消能后從泄水口平穩(wěn)地流出豎井。在消能過(guò)程中，豎井內(nèi)的水流能量分級(jí)消散在各個(gè)擋板上，避免了集中消能帶來(lái)的巨大沖擊力、大振幅和高噪音等影響，消能效果更好，同等設(shè)計(jì)流量條件下可增大擋板間距，減少擋板數(shù)量，節(jié)省消能裝置的工程量，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。
【IPC分類】E02B8/06
【公開號(hào)】CN204644991
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520263434
【發(fā)明人】何貞俊, 王建平, 張金明, 劉霞, 呂文斌, 穆守勝, 王斌, 余陳穎妮, 潘文慰
【申請(qǐng)人】珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日