CN107299619A - 一种分散消能的卧管式取水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分散消能的卧管式取水装置。所述取水装置包括卧管、消能工；所述卧管的顶部设置通气孔，上游面设置进水孔；所述消能工包括消能阶梯、一级消力井、二级消力井；所述消能阶梯设置于卧管底板上；所述一级消力井与二级消力井分别设置在卧管的中部与底部，且二者的顶部均设置检修进人孔；所述二级消力井连接输水涵管。本发明涉及的取水装置采用消能阶梯与消力井分散消能。水流进入卧管后，首先在阶梯表面沿程撞击、旋滚、掺混消能，然后在分级消力井跌落撞击、扩散、旋滚进一步消能，避免了集中消能造成的巨大冲击力、振动和噪音等问题。该装置消能效果好、适用水头范围广、安全性高、维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程取水装置领域，特别是涉及一种分散消能的卧管式取水装置。
背景技术
山区小型水库一般修建在地势相对较高又便于汇水的山谷地带。为引取水库表层高温水灌溉下游农田，通常修建卧管式取水装置。传统卧管式取水装置通常采用集中消能方式，其消能工为卧管底端的消力井，易出现以下问题：第一，集中消能噪音大、消能效果不易保证，无法适用高水头水库取水；第二，水流对消力井的巨大冲击力、振动等作用，易造成消力井破坏；第三，消力井体积很大，且设置在距水面较远的卧管底端，运行维护不方便。上述系列问题影响了该取水装置更好的推广应用。
发明内容
针对现有卧管式取水装置消能效果不佳、适应水头范围窄、结构易破坏、维护不方便等问题，本发明利用阶梯沿程消能、消力井分级消能，提供了一种分散消能的卧管式取水装置。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：本发明公开了一种分散消能的卧管式取水装置。所述取水装置包括卧管、消能工；所述卧管的顶部设置通气孔，上游面设置进水孔；所述消能工包括消能阶梯、一级消力井、二级消力井；所述消能阶梯设置于卧管底板上；所述一级消力井与二级消力井分别设置在卧管的中部与底部，且二者的顶部均设置检修进人孔；所述二级消力井连接输水涵管。
进一步地，所述卧管的断面形状采用矩形。
进一步地，所述进水孔的位置对应消能阶梯的台阶水平面，且孔径略小于台阶水平面宽度。
进一步地，所述消能阶梯单个阶梯高宽比与上游坝坡坡比一致，高度为50mm~400mm；台阶高度不超过卧管断面高度的1/2。
有益效果：本发明沿程布置消能阶梯、分级布置消力井，使水流通过进水孔进入卧管后，直接跌落在进水孔对应的消能阶梯上，产生强烈的撞击，进而消能；水流沿消能阶梯下泄，沿程撞击每级阶梯面凸角，阶梯内水流强烈旋滚，使水流紊动掺混作用增强，同时经通气孔补气，空气大量掺入使水流进一步破碎，增强消能效果；水流到达消能阶梯末端时能量显著减小，减弱了对一级消力井的冲击；水流跌落在一级消力井水垫层表面，发生撞击、扩散并产生旋滚消能，同时避免了水流直接冲击消力井底板造成的破坏；之后，水流继续沿消能阶梯下泄消能；最后在二级消力井内进一步消能。本发明设计的卧管式取水装置消能效果更好、适用水头范围更广、安全性更高、维护更方便。
与已有技术相比，本发明的优点体现在。
1、消能效果更好、适用水头范围更广。通过沿程消能阶梯上水流撞击、旋滚、掺混作用，以及分级消力井内水流撞击、扩散、旋滚作用，能获得更佳消能效果，使该取水装置能很好满足高水头水库取水。
2、取水装置更安全。下泄水流通过阶梯沿程撞击、旋滚、掺混消能后进入消力井，大幅减小了水流进入消力井时的势能；同时水流跌落于水垫层撞击扩散消能，避免直接冲击消力井底板，提高了取水装置的安全性。
3、维护更方便。分级布置消力井，避免了单个消力井体积过大，且一级消力井距水面近，方便了运行维护。
附图说明
图1是本发明的装置整体示意图。
在图中：1—卧管；2—通气孔；3—进水孔；4—消能阶梯；5—一级消力井；6—二级消力井；7—检修进人孔；8—输水涵管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例。
本发明公开了一种分散消能的卧管式取水装置。所述取水装置包括卧管1、消能工；所述卧管1的顶部设置通气孔2，用于补气，上游面设置进水孔3，用于取水；所述消能工包括消能阶梯4、一级消力井5、二级消力井6；所述消能阶梯4设置于卧管1底板上，保证水流下泄时沿程消能；所述一级消力井5与二级消力井6分别设置在卧管1的中部与底部，且二者的顶部均设置检修进人孔7，便于后期维护；所述二级消力6井连接输水涵管8，用于输水。
进一步地，所述卧管1的断面形状采用矩形，矩形结构方便消能阶梯4的施加。
进一步地，所述进水孔3的位置对应消能阶梯的台阶水平面，且孔径略小于台阶水平面宽度，使得水流进入卧管1后，直接跌落在消能阶梯4台阶水平面上，产生撞击消能。
进一步地，所述消能阶梯4单个阶梯高宽比与上游坝坡坡比一致，高度为50mm~400mm，使装置满足取水要求；台阶高度不超过卧管1断面高度的1/2，使水流进入卧管1后处于无压状态，正常发生撞击、掺混以及旋滚消能。
Claims (4)
1.一种分散消能的卧管式取水装置，其特征在于，所述取水装置包括卧管、消能工；所述卧管的顶部设置通气孔，上游面设置进水孔；所述消能工包括消能阶梯、一级消力井、二级消力井；所述消能阶梯设置于卧管底板上；所述一级消力井与二级消力井分别设置在卧管的中部与底部，且二者的顶部均设置检修进人孔；所述二级消力井连接输水涵管。
2.根据权利要求1所述一种分散消能的卧管式取水装置，其特征在于，所述卧管的断面形状采用矩形。
3.根据权利要求1所述一种分散消能的卧管式取水装置，其特征在于，所述进水孔的位置对应消能阶梯的台阶水平面，且孔径略小于台阶水平面宽度。
4.根据权利要求1所述一种分散消能的卧管式取水装置，其特征在于，所述消能阶梯单个阶梯高宽比与上游坝坡坡比一致，高度为50mm~400mm；台阶高度不超过卧管断面高度的1/2。
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