CN108330897A - 一种用于消除局部低压的自动充水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于消除局部低压的自动充水装置，包括中隔墩，在所述中隔墩内垂直设置导流管，在所述导流管两翼的中隔墩内沿导流管等距设置导流孔，所述导流孔一端与导流管连通，另一端穿透所述中隔墩表面；在所述中隔墩外设置与所述导流管连通的连通管；所述连通管一端与导流管上端连接，另一端置于上游水面以下；本发明通过连接管将上游高压处与中隔墩头部产生局部低压的地方连接，水流能自动的由高压处流向低压处，减小了空化发生的可能；其有益效果还包括：适应性强，改善流态；由于制作材料为不锈钢管，造价低廉；结构简单，便于设计施工。

Description

一种用于消除局部低压的自动充水装置

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，具体涉及一种用于消除局部低压的自动充水装置。

背景技术

高水头，大流量的泄洪洞空化空蚀问题在实际工程中备受关注。在大流量、高水头泄洪洞中，由于工作闸门制造尺寸的限制，常通过设置中隔墩来减小闸门的总推力，但设置中隔墩后，其头部形成一个狭长的低压区，从而导致空化空蚀破坏。

查新发现，对于上述问题，目前采用的措施主要有两种，其一是优化中隔墩墩头体型，采用细长的流线型体型，但该措施结构复杂、施工不便；其二是在墩头部位采用合金材料，但该措施耗费昂贵、维护不便。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种用于消除局部低压的自动充水装置，在中隔墩上进行技术改造，以解决中隔墩在高水头工作条件下的空化空蚀问题。

为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于消除局部低压的自动充水装置，包括中隔墩，在所述中隔墩内垂直设置导流管，在所述导流管两翼的中隔墩内沿导流管等距设置导流孔，所述导流孔一端与导流管连通，另一端穿透所述中隔墩表面；在所述中隔墩外设置与所述导流管连通的连通管；所述连通管一端与导流管上端连接，另一端置于上游水面以下。

进一步的是，所述导流管设置于靠近所述中隔墩头部位置。

进一步的是，所述导流管直径d₁＝0.1～0.6B，所述导流孔直径d₂＝0.2～0.5B，所述连通管直径d₃＝0.1～0.6B，其中B为中隔墩平均宽度，保证过水量。

进一步的是，所述连通管水平段长度l大于等于中隔墩的长度L，保证连通管的前端刚好位于上游水流高压区域；各导流孔之间的间距L₁小于3倍导流孔直径d₂，能更好更全面的消除中隔墩低压区。

进一步的是，所述导流管、导流孔和连通管为不锈钢管，可抵御水流的腐蚀。

本发明的有益效果是：

1、减小空化发生几率：通过连接管将上游高压处与中隔墩头部产生局部低压的地方连接，水流能自动的由高压处流向低压处，减小了空化发生的可能；

2、适应性强，改善流态；

3、由于制作材料为不锈钢管，造价低廉；

4、结构简单，便于设计施工。

附图说明

图1是本发明自动充水装置结构正视图；

图2是本发明自动充水装置结构俯视图；

图3是水流经过本发明所述自动充水装置的流动示意图；

图4是本发明所述自动充水装置的实施例示意图。

图中：1、连通管；2、导流管；3、导流孔；4、中隔墩；5、闸门。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

在本实施例中，如图1～4所述，一种用于消除局部低压的自动充水装置，包括中隔墩4，在所述中隔墩4内垂直设置导流管2，在所述导流管2两翼的中隔墩4内沿导流管2等距设置导流孔3，所述导流孔3一端与导流管2连通，另一端穿透所述中隔墩4表面；在所述中隔墩4外设置与所述导流管2连通的连通管1；所述连通管1一端与导流管2上端连接，另一端置于上游水面以下。

优选的，所述导流管2设置于靠近所述中隔墩4头部位置。

优选的，所述导流管2直径d₁＝40cm，所述导流孔3直径d₂＝20cm，所述连通管1直径d₃＝40cm，其中B＝1m为中隔墩4平均宽度，保证过水量。

优选的，所述连通管1水平段长度l＝4m，中隔墩4的长度L＝4m，保证连通管1的前端刚好位于上游水流高压区域；各导流孔3之间的间距L₁＝30cm，能更好更全面的消除中隔墩4低压区。

优选的，所述导流管2、导流孔3和连通管1为不锈钢管，可抵御水流的腐蚀。

下面结合一个具体例子对本发明做进一步的说明。

如图4所示，某大型电站泄洪洞闸室出口段，工作闸室段前的压力洞直径为10m，在中隔墩4之前，是一段由圆变方的过渡段，弧形闸门出口尺寸12m×8m，最大水头为115m，最大下泄流量为3217m³/s，弧形闸门出口最大流速为33m/s。采用自动充水装置的结构如图4所示，其具体尺寸为：导流管2直径d₁＝40cm，导流孔3直径d₂＝20cm，连通管4直径d₃＝40cm，中隔墩4平均宽度B＝1m，连通管1水平段长度l＝4m，中隔墩4的长度L＝4m，各导流孔3之间的间距L₁＝30cm。

采用该装置后，中隔墩4头部未出现明显漩涡区，未观测到空化现象。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种用于消除局部低压的自动充水装置，包括中隔墩(4)，其特征在于，在所述中隔墩(4)内垂直设置导流管(2)，在所述导流管(2)两翼的中隔墩(4)内沿导流管(2)等距设置导流孔(3)，所述导流孔(3)一端与导流管(2)连通，另一端穿透所述中隔墩(4)表面；

在所述中隔墩(4)外设置与所述导流管(2)连通的连通管(1)；所述连通管(1)一端与导流管(2)上端连接，另一端置于上游水面以下。

2.如权利要求1所述的一种用于消除局部低压的自动充水装置，其特征在于，所述导流管(2)设置于靠近所述中隔墩(4)头部位置。

3.如权利要求2所述的一种用于消除局部低压的自动充水装置，其特征在于，所述导流管(2)直径d₁＝0.1～0.6B，所述导流孔(3)直径d₂＝0.2～0.5B，所述连通管(1)直径d₃＝0.1～0.6B，其中B为中隔墩(4)平均宽度。

4.如权利要求3所述的一种用于消除局部低压的自动充水装置，其特征在于，所述连通管(1)水平段长度l大于等于中隔墩(4)的长度L，各导流孔(3)之间的间距L₁小于3倍导流孔(3)直径d₂。

5.如权利要求4所述的一种用于消除局部低压的自动充水装置，其特征在于，所述导流管(2)、导流孔(3)和连通管(1)为不锈钢管。