CN109487764A - 一种流量控制结构 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种流量控制结构，用于解决现有技术中在闸门前后采用渐变段连接上、下游过水建筑物后，增加了结构设计施工的难度的问题。所述结构包括井筒和闸门；所述井筒设置有输水通道，所述输水通道贯穿所述井筒，所述井筒的内部设置有所述闸门，所述闸门设置于所述输水通道中；所述输水通道包括：上游段通道、门槽段通道和下游段通道；所述上游段通道、所述门槽段通道和所述下游段通道依次连通，所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状相似。
Description
技术领域
本申请涉及水工结构设计的技术领域，涉及一种流量控制结构。
背景技术
水头损失，是指水流在运动过程中能量的损失。产生水头损失的原因有内因和外因两种，外界对水流的阻力是产生水头损失的主要外因，水体的粘滞性是产生水头损失的主要内因。水体在流动的过程中，在流动的方向、壁面的粗糙程度、过流断面的形状和大小均不变的均匀流段上产生的流动阻力称之为沿程损失,过流断面形状或大小沿流程发生变化所产生的水头损失称为局部水头损失。
目前行业内在水利水电工程取水及输水建筑物设计时，为了控制流量，常在取水口或隧洞的不同部位设置闸门。在过水断面即水流的横截面选择时，常会根据受力条件、使用功能、施工要求等，采用不同形状的断面，比如圆形、城门洞形、椭圆形、马蹄形等等。然而闸门通常均设计成矩形，为此需要在闸门前后采用渐变段将断面变换成矩形，以便于布置闸门。在采用渐变段后，水流从上游隧洞段流到下游隧洞段，通过闸门井时先由均匀流变换成非均匀流，再由非均匀流变换成均匀流，经两次流态变化，局部水头损失增加，渐变段在施工时需单独制作模板，从而增加了施工难度。因此，现有技术中存在着在闸门前后采用渐变段连接上、下游过水建筑物后，增加了结构设计施工的难度的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种流量控制结构，用于解决现有技术中在闸门前后采用渐变段后，增加了结构设计施工的难度的问题。
本申请提供了的一种流量控制结构，所述流量控制结构包括井筒和闸门；所述井筒设置有输水通道，所述输水通道贯穿所述井筒，所述井筒的内部设置有所述闸门，所述闸门设置于所述输水通道中；所述输水通道包括：上游段通道、门槽段通道和下游段通道；所述上游段通道、所述门槽段通道和所述下游段通道依次连通，所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状相似。
可选地，在本申请实施例中，所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状相同。
可选地，在本申请实施例中，所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状包括：椭圆形、多边形或由直线段和曲线段组成的封闭图形。
可选地，在本申请实施例中，所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状包括组合形；所述组合形包括：第一曲线段、第一直线段、第二曲线段、第二直线段、第三曲线段和第三直线段；所述第一曲线段、所述第一直线段、所述第二曲线段、所述第二直线段、所述第三曲线段和所述第三直线段依次连接，所述第一直线段的延长线与所述第二直线段的延长线垂直，所述第二直线段的延长线与所述第三直线段的延长线垂直。
可选地，在本申请实施例中，所述井筒包括：顶部结构、侧部结构和底部结构；所述顶部结构、所述侧部结构和所述底部结构是一个整体结构，所述顶部结构、所述侧部结构和所述底部结构共同围成所述输水通道。
可选地，在本申请实施例中，所述顶部结构包括：上游顶部结构和下游顶部结构；所述闸门设置于所述上游顶部结构和所述下游顶部结构之间的容纳空间内，所述容纳空间与所述输水通道连通。
可选地，在本申请实施例中，所述上游顶部结构和所述下游顶部结构之间的距离为所述容纳空间的宽度，所述容纳空间远离地面一侧的宽度大于所述容纳空间靠近地面一侧的宽度。
可选地，在本申请实施例中，所述侧部结构包括：门槽第一侧部结构和门槽第二侧部结构；所述容纳空间的第一侧壁是所述门槽第一侧部结构，所述容纳空间远离所述门槽第一侧部结构的第二侧壁是所述门槽第二侧部结构，所述门槽第一侧部结构与所述底部结构垂直，所述门槽第二侧部结构与所述底部结构垂直。
可选地，在本申请实施例中，所述侧部结构还包括：上游第一侧部结构和上游第二侧部结构；所述上游顶部结构的一侧是所述上游第一侧部结构，所述上游顶部结构远离所述上游第一侧部结构的一侧是所述上游第二侧部结构，所述门槽第一侧部结构、所述门槽第二侧部结构、所述上游顶部结构和所述下游顶部结构共同围成容纳空间的四周，所述上游第一侧部结构和所述上游第二侧部结构之间的距离小于所述门槽第一侧部结构和所述门槽第二侧部结构之间的距离。
可选地，在本申请实施例中，所述侧部结构还包括：下游第一侧部结构和下游第二侧部结构；所述下游顶部结构的一侧是所述下游第一侧部结构，所述下游顶部结构远离所述下游第一侧部结构的一侧是所述下游第二侧部结构；所述门槽第一侧部结构的一侧是所述上游第一侧部结构，所述门槽第一侧部结构远离所述上游第一侧部结构的一侧是所述下游第一侧部结构，所述门槽第二侧部结构的一侧是所述上游第二侧部结构，所述门槽第二侧部结构远离所述上游第二侧部结构的一侧是所述下游第二侧部结构，所述下游第一侧部结构和所述下游第二侧部结构之间的距离小于所述门槽第一侧部结构和所述门槽第二侧部结构之间的距离。
本申请提供一种流量控制结构，所述流量控制结构包括井筒和闸门；所述井筒设置有输水通道，所述输水通道贯穿所述井筒，所述井筒的内部设置有所述闸门；所述输水通道包括：上游段通道、门槽段通道和下游段通道；所述上游段通道、所述门槽段通道和所述下游段通道依次连通。通过取消了输水通道从上游段通道到门槽段通道，以及从门槽段通道到下游段通道的过渡段，使得所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状相似，从而极大地减少了水流从所述上游段通道、所述门槽段通道和所述下游段通道依次流过的水头损失。通过这种方式从而有效地解决了现有技术中在闸门前后采用渐变段后，增加了结构设计施工的难度的问题。
为使本申请的上述目的和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例提供的流量控制结构的纵剖视图；
图2示出了本申请实施例提供的上游段通道横截面A-A和下游段通道横截面C-C的剖视图；
图3示出了本申请实施例提供的组合形的示意图；
图4示出了本申请实施例提供的横截面A-A剖视图和纵剖视图；
图5示出了本申请实施例提供的横截面A-A、横截面B-B和横截面C-C的剖视图；
图6示出了本申请实施例提供的流量控制结构的水平剖视图。
图标：101-流量控制结构；100-井筒；110-顶部结构；111-上游顶部结构；112-下游顶部结构；113-容纳空间；120-侧部结构；121-门槽第一侧部结构；122-门槽第二侧部结构；123-上游第一侧部结构；124-上游第二侧部结构；125-下游第一侧部结构；126-下游第二侧部结构；130-底部结构；200-闸门；300-输水通道；310-门槽段通道；320-上游段通道；330-下游段通道；340-组合形；341-第一曲线段；342-第一直线段；343-第二曲线段；344-第二直线段；345-第三曲线段；346-第三直线段。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该结构使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请实施例提供的一种流量控制结构包括但不限于水利水电工程流量控制结构，下面以水利水电工程流量控制结构为例进行说明。
第一实施例
请参见图1，图1示出了本申请实施例提供的流量控制结构的纵剖视图。本申请提供了的一种流量控制结构101，流量控制结构101包括井筒100和闸门200；井筒100设置有输水通道300，输水通道300贯穿井筒100，井筒100的内部设置有闸门200，闸门200设置于输水通道300中；输水通道300包括：门槽段通道310、上游段通道320和下游段通道330；上游段通道320、门槽段通道310和下游段通道330依次连通，上游段通道320的横截面形状和下游段通道330的横截面形状相似。
其中，流量控制结构101通过取消了输水通道300从上游段通道320到门槽段通道310，以及从门槽段通道310到下游段通道330的过渡段，使得上游段通道320的横截面形状和下游段通道330的横截面形状相似，从而极大地减少了水流从上游段通道320、门槽段通道310和下游段通道330依次流过的水头损失。
请参见图2，图2示出了本申请实施例提供的上游段通道横截面A-A和下游段通道横截面C-C的剖视图。可选地，在本申请实施例中，上游段通道320的横截面形状和下游段通道330的横截面形状相同。
其中，上游段通道320的横截面形状和下游段通道330的横截面形状相同。
请参见图2，可选地，在本申请实施例中，上游段通道320的横截面形状和下游段通道330的横截面形状包括：椭圆形、多边形或由直线段和曲线段组成的封闭图形。
请参见图3，图3示出了本申请实施例提供的组合形的示意图。可选地，在本申请实施例中，上游段通道320的横截面形状和下游段通道330的横截面形状包括组合形340；组合形340包括：第一曲线段341、第一直线段342、第二曲线段343、第二直线段344、第三曲线段345和第三直线段346；第一曲线段341、第一直线段342、第二曲线段343、第二直线段344、第三曲线段345和第三直线段346依次连接，第一直线段342的延长线与第二直线段344的延长线垂直，第二直线段344的延长线与第三直线段346的延长线垂直。
其中，其实，该组合形340包括：第一部分和第二部分；第一部分为上半部分的拱桥形，第二部分为下半部分的圆角矩形，第一部分和第二部分两者组合起来即为该组合形340。使用该组合形340充分考虑了上面的受力情况，使得上游段通道320的形状能承受更多的外力。
请参见图4，图4示出了本申请实施例提供的横截面A-A剖视图和纵剖视图。可选地，在本申请实施例中，井筒100包括：顶部结构110、侧部结构120和底部结构130；顶部结构110、侧部结构120和底部结构130是一个整体结构，顶部结构110、侧部结构120和底部结构130共同围成输水通道300。
其中，顶部结构110、侧部结构120和底部结构130构成一个整体结构，该整体结构使得上游段通道320的形状能承受更多的重力。
请参见图4，可选地，在本申请实施例中，顶部结构110包括：上游顶部结构111和下游顶部结构112；闸门200设置于上游顶部结构111和下游顶部结构112之间的310内，容纳空间113与输水通道300连通。
其中，通过闸门200设置于容纳空间113，使得闸门200与容纳空间113配合使用，可以更加方便地控制水流量。
请参见图4，可选地，在本申请实施例中，上游顶部结构111和下游顶部结构112之间的距离为容纳空间113的宽度，容纳空间113远离地面一侧的宽度大于容纳空间113靠近地面一侧的宽度。
其中，也就是说，容纳空间113的上面的空间比容纳空间113的下面空间大，这样使得闸门能够更加方便地控制输水通道中的水流量。
请参见图5，图5示出了本申请实施例提供的横截面A-A、横截面B-B和横截面C-C的剖视图。可选地，在本申请实施例中，侧部结构120包括：门槽第一侧部结构121和门槽第二侧部结构122；容纳空间113的第一侧壁是门槽第一侧部结构121，容纳空间113远离门槽第一侧部结构121的第二侧壁是门槽第二侧部结构122，门槽第一侧部结构121与底部结构130垂直，门槽第二侧部结构122与底部结构130垂直。
其中，侧部结构120包括：门槽第一侧部结构121和门槽第二侧部结构122；容纳空间113的第一侧壁是门槽第一侧部结构121，容纳空间113远离门槽第一侧部结构121的第二侧壁是门槽第二侧部结构122，门槽第一侧部结构121与底部结构130垂直，门槽第二侧部结构122与底部结构130垂直。
请参见图5和图6，图6示出了本申请实施例提供的流量控制结构的横剖视图。可选地，在本申请实施例中，侧部结构120还包括：上游第一侧部结构123和上游第二侧部结构124；上游顶部结构111的一侧是上游第一侧部结构123，上游顶部结构111远离上游第一侧部结构123的一侧是上游第二侧部结构124，门槽第一侧部结构121、门槽第二侧部结构122、上游顶部结构111和下游顶部结构112共同围成容纳空间113的四周，上游第一侧部结构123和上游第二侧部结构124之间的距离小于门槽第一侧部结构121和门槽第二侧部结构122之间的距离。
其中，侧部结构120还包括：上游第一侧部结构123和上游第二侧部结构124；上游顶部结构111的一侧是上游第一侧部结构123，上游顶部结构111远离上游第一侧部结构123的一侧是上游第二侧部结构124，门槽第一侧部结构121、门槽第二侧部结构122、上游顶部结构111和下游顶部结构112共同围成容纳空间113的四周，上游第一侧部结构123和上游第二侧部结构124之间的距离小于门槽第一侧部结构121和门槽第二侧部结构122之间的距离。
请参见图5和图6，可选地，在本申请实施例中，侧部结构120还包括：下游第一侧部结构125和下游第二侧部结构126；下游顶部结构112的一侧是下游第一侧部结构125，下游顶部结构112远离下游第一侧部结构125的一侧是下游第二侧部结构126；门槽第一侧部结构121的一侧是上游第一侧部结构123，门槽第一侧部结构121远离上游第一侧部结构123的一侧是下游第一侧部结构125，门槽第二侧部结构122的一侧是上游第二侧部结构124，门槽第二侧部结构122远离上游第二侧部结构124的一侧是下游第二侧部结构126，下游第一侧部结构125和下游第二侧部结构126之间的距离小于门槽第一侧部结构121和门槽第二侧部结构122之间的距离。
其中，侧部结构120还包括：下游第一侧部结构125和下游第二侧部结构126；下游顶部结构112的一侧是下游第一侧部结构125，下游顶部结构112远离下游第一侧部结构125的一侧是下游第二侧部结构126；门槽第一侧部结构121的一侧是上游第一侧部结构123，门槽第一侧部结构121远离上游第一侧部结构123的一侧是下游第一侧部结构125，门槽第二侧部结构122的一侧是上游第二侧部结构124，门槽第二侧部结构122远离上游第二侧部结构124的一侧是下游第二侧部结构126，下游第一侧部结构125和下游第二侧部结构126之间的距离小于门槽第一侧部结构121和门槽第二侧部结构122之间的距离。本申请提供一种流量控制结构，所述流量控制结构包括井筒和闸门；所述井筒设置有输水通道，所述输水通道贯穿所述井筒，所述井筒的内部设置有所述闸门；所述输水通道包括：上游段通道、门槽段通道和下游段通道；所述上游段通道、所述门槽段通道和所述下游段通道依次连通。通过取消了输水通道从上游段通道到门槽段通道，以及从门槽段通道到下游段通道的过渡段，使得所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状相似，从而极大地减少了水流从所述上游段通道、所述门槽段通道和所述下游段通道依次流过的水头损失。通过这种方式从而有效地解决了现有技术中在闸门前后采用渐变段后，增加了结构设计施工的难度的问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种流量控制结构，其特征在于，所述流量控制结构包括井筒和闸门；所述井筒设置有输水通道，所述输水通道贯穿所述井筒，所述井筒的内部设置有所述闸门，所述闸门设置于所述输水通道中；
所述输水通道包括：上游段通道、门槽段通道和下游段通道；所述上游段通道、所述门槽段通道和所述下游段通道依次连通，所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状相似。
2.如权利要求1所述的流量控制结构，其特征在于，所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状相同。
3.如权利要求1所述的流量控制结构，其特征在于，所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状包括：椭圆形、多边形或由直线段和曲线段组成的封闭图形。
4.如权利要求1所述的流量控制结构，其特征在于，所述上游段通道的横截面形状和所述下游段通道的横截面形状包括组合形；所述组合形包括：第一曲线段、第一直线段、第二曲线段、第二直线段、第三曲线段和第三直线段；所述第一曲线段、所述第一直线段、所述第二曲线段、所述第二直线段、所述第三曲线段和所述第三直线段依次连接，所述第一直线段的延长线与所述第二直线段的延长线垂直，所述第二直线段的延长线与所述第三直线段的延长线垂直。
5.如权利要求1所述的流量控制结构，其特征在于，所述井筒包括：顶部结构、侧部结构和底部结构；所述顶部结构、所述侧部结构和所述底部结构是一个整体结构，所述顶部结构、所述侧部结构和所述底部结构共同围成所述输水通道。
6.如权利要求5所述的流量控制结构，其特征在于，所述顶部结构包括：上游顶部结构和下游顶部结构；所述闸门设置于所述上游顶部结构和所述下游顶部结构之间的容纳空间内，所述容纳空间与所述输水通道连通。
7.如权利要求6所述的流量控制结构，其特征在于，所述上游顶部结构和所述下游顶部结构之间的距离为所述容纳空间的宽度，所述容纳空间远离地面一侧的宽度大于所述容纳空间靠近地面一侧的宽度。
8.如权利要求6所述的流量控制结构，其特征在于，所述侧部结构包括：门槽第一侧部结构和门槽第二侧部结构；所述容纳空间的第一侧壁是所述门槽第一侧部结构，所述容纳空间远离所述门槽第一侧部结构的第二侧壁是所述门槽第二侧部结构，所述门槽第一侧部结构与所述底部结构垂直，所述门槽第二侧部结构与所述底部结构垂直。
9.如权利要求8所述的流量控制结构，其特征在于，所述侧部结构还包括：上游第一侧部结构和上游第二侧部结构；所述上游顶部结构的一侧是所述上游第一侧部结构，所述上游顶部结构远离所述上游第一侧部结构的一侧是所述上游第二侧部结构，所述门槽第一侧部结构、所述门槽第二侧部结构、所述上游顶部结构和所述下游顶部结构共同围成容纳空间的四周，所述上游第一侧部结构和所述上游第二侧部结构之间的距离小于所述门槽第一侧部结构和所述门槽第二侧部结构之间的距离。
10.如权利要求9所述的流量控制结构，其特征在于，所述侧部结构还包括：下游第一侧部结构和下游第二侧部结构；所述下游顶部结构的一侧是所述下游第一侧部结构，所述下游顶部结构远离所述下游第一侧部结构的一侧是所述下游第二侧部结构；所述门槽第一侧部结构的一侧是所述上游第一侧部结构，所述门槽第一侧部结构远离所述上游第一侧部结构的一侧是所述下游第一侧部结构，所述门槽第二侧部结构的一侧是所述上游第二侧部结构，所述门槽第二侧部结构远离所述上游第二侧部结构的一侧是所述下游第二侧部结构，所述下游第一侧部结构和所述下游第二侧部结构之间的距离小于所述门槽第一侧部结构和所述门槽第二侧部结构之间的距离。
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2018
- 2018-10-18 CN CN201811217759.XA patent/CN109487764A/zh active Pending
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