CN110939113A - 一种消力井缓冲消能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种消力井缓冲消能装置，属水利工程泄洪消能领域。本发明包括进水管道、消力井、橡胶板组、出水管道；消力井位于进水管道的正下方且连通，在消力井内设置有橡胶板组，所述橡胶板组由若干橡胶板组成，橡胶板等距成一定弧度的排列在消力井的内部，橡胶板上均匀排布有若干导流孔，不同橡胶板上导流孔的数量和面积均不相同；出水管道与进水管道、消力井均连通。水流冲击到橡胶板与导流孔所形成的防冲墙单元，能够减少大部分的能量。本发明解决了水流落差大的管线容易发生空蚀和高速含沙水流的磨损破坏，水流失稳容易产生的振动和噪声。通过采用多级分层缓冲，降解了水压力，使其平顺流向下游，充分消能。
Description
技术领域
本发明涉及一种消力井缓冲消能装置，属于水利工程泄洪消能技术领域。
背景技术
消力井也叫做消能井，是减少水流动能的设施。我国水资源相对贫乏且时空分布不均衡，所以区域性调水和跨流域调水就成为解决当前水资源分布不均的重要途径之一。迄今为止，远距离输水基本采用2 种方式，渠道输水和管道输水。管道输水相比渠道输水有着节约土地资源、减少投资、保持水质不受破坏等优点，因此管道输水成为发展趋势。但由于地形、地貌等原因，管道在输水过程中，局部压强可能会超出管道所能承受的范围，为了保证管道的安全，这部分多余的能量就必须消除。而消力井作为一种经济、有效的消能方式，在长距离输水管道工程中常被采用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种消力井缓冲消能装置，解决了水流落差大的管线容易发生空蚀和高速含沙水流的磨损破坏，水流失稳容易产生的振动和噪声等问题。同时保护下游河岸，减少河岸加固的费用。
本发明技术方案是：一种消力井缓冲消能装置，包括进水管道1、消力井2、橡胶板组3、出水管道4；
所述消力井2位于进水管道1的正下方且连通，在消力井2内设置有橡胶板组3，所述橡胶板组3由若干橡胶板组成，橡胶板等距成一定弧度的排列在消力井2的内部，橡胶板上均匀排布有若干导流孔，不同橡胶板上导流孔的数量和面积均不相同；出水管道4与进水管道1、消力井2均连通，出水管道4高程高于消力井2高程。
进一步地，所述橡胶板组3包括第一橡胶板5、第二橡胶板6和第三橡胶板7，三者依次沿水流方向等距成一定弧度的排列在消力井2的内部，第一橡胶板5上设置有第一导流孔8，第二橡胶板6上设置有第二导流孔9，第三橡胶板7上设置有第三导流孔10。
进一步地，所述第一导流孔8的横截面的面积大于所述第二导流孔9的横截面的面积，所述第二导流孔9的横截面的面积大于所述第三导流孔10的横截面的面积；所述第一导流孔8的数量小于所述第二导流孔9的数量，所述第二导流孔9的数量小于所述第三导流孔10的数量。
进一步地，所述橡胶板弯曲弧度15~20°为宜，流线型分布，用于增大过流面积，消能效果更佳。
本发明的工作原理是：消力井中的高速水流通过橡胶板和导流孔所组成的防冲墙单元时，当水流通过第一橡胶板时，水流的动能和势能很大一部分转化为摩擦产生的热能，当通过二三级橡胶板时，湍急的水流趋于平稳，再加上一个以上防冲墙单元成一定弧度流线型的布置，增大了过流面积。使水流平稳导入下游出水管道，通过采用多级分层缓冲，大大降解了水压力，充分消能。
本发明的有益效果是：结构简单，易于操作，经济实用。有效的减少对消力井固壁的冲刷，保证水流平稳和下游管道的连接。大大减弱管线发生空蚀和空蚀破坏的情况，及存在消能和水流平顺互相矛盾的问题。
附图说明
图1为本发明消力井缓冲消能装置系统模型图；
图2为本发明消力井缓冲消能装置剖面图；
图3为本发明第一导流孔、第二导流孔、第三导流孔的示意图，其中从左到右依次为第一导流孔、第二导流孔、第三导流孔。
图1-3中各标号：1-进水管道、2-消力井、3-橡胶板组、4-出水管道、5-第一橡胶板、6-第二橡胶板、7-第三橡胶板、8-第一导流孔、9-第二导流孔、10-第三导流孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-3所示，一种消力井缓冲消能装置，包括进水管道1、消力井2、橡胶板组3、出水管道4；
所述消力井2位于进水管道1的正下方且连通，在消力井2内设置有橡胶板组3，所述橡胶板组3由若干橡胶板组成，橡胶板等距成一定弧度的排列在消力井2的内部，橡胶板上均匀排布有若干导流孔，不同橡胶板上导流孔的数量和面积均不相同；出水管道4与进水管道1、消力井2均连通，出水管道4高程高于消力井2高程。当消力井2中下泄流速高，交汇处水流流态复杂，会产生巨大能量。水流冲击到橡胶板与导流孔所形成的防冲墙单元，能够减少大部分的能量。所述的橡胶板与导流孔所形成的一个以上的防冲墙单元可根据消力井大小和流量大小合理布置规模。由于橡胶板适用于设备减震、密封、衬垫和耐油、耐酸碱及绝缘等用途。橡胶板主要应用于防腐、耐磨、耐冲击保护其使用设备及器件,结构简单、质量轻。其橡胶板耐磨、耐冲击保护其设备及相关管道设备,能够延长其设备等使用寿命。
实施例2：如图1-3所示，一种消力井缓冲消能装置，本实施例与实施例1相同，不同之处在于：
进一步地，所述橡胶板组3包括第一橡胶板5、第二橡胶板6和第三橡胶板7，三者依次沿水流方向等距成一定弧度的排列在消力井2的内部，以实现最大的过流面积，第一橡胶板5上设置有第一导流孔8，第二橡胶板6上设置有第二导流孔9，第三橡胶板7上设置有第三导流孔10。所有的橡胶板都焊接在消力井2的内部，并与其上的导流孔形成一个以上的防冲墙单元。
进一步地，如图2-3所示，所述第一导流孔8的横截面的面积大于所述第二导流孔9的横截面的面积，所述第二导流孔9的横截面的面积大于所述第三导流孔10的横截面的面积；所述第一导流孔8的数量小于所述第二导流孔9的数量，所述第二导流孔9的数量小于所述第三导流孔10的数量。
进一步地，所述橡胶板弯曲弧度15~20°为宜，流线型分布，用于增大过流面积，消能效果更佳。
消力井2中的高速水流经过第一橡胶板5时，水流的动能和势能很大一部分转化为摩擦产生的热能，当通过第二橡胶板6和第三橡胶板7时，湍急的水流趋于平稳，再加上一个以上防冲墙单元成一定弧度流线型的布置，增大了过流面积。将水流平稳导入下游管道，大大降解了水压力，充分消能。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种消力井缓冲消能装置，其特征在于：包括进水管道（1）、消力井（2）、橡胶板组（3）、出水管道（4）；
所述消力井（2）位于进水管道（1）的正下方且连通，在消力井（2）内设置有橡胶板组（3），所述橡胶板组（3）由若干橡胶板组成，橡胶板等距成一定弧度的排列在消力井（2）的内部，橡胶板上均匀排布有若干导流孔，不同橡胶板上导流孔的数量和面积均不相同；出水管道（4）与进水管道（1）、消力井（2）均连通，出水管道（4）高程高于消力井（2）高程。
2.根据权利要求1所述的消力井缓冲消能装置，其特征在于：所述橡胶板组（3）包括第一橡胶板（5）、第二橡胶板（6）和第三橡胶板（7），三者依次沿水流方向等距成一定弧度的排列在消力井（2）的内部，第一橡胶板（5）上设置有第一导流孔（8），第二橡胶板（6）上设置有第二导流孔（9），第三橡胶板（7）上设置有第三导流孔（10）。
3.根据权利要求2所述的消力井缓冲消能装置，其特征在于：所述第一导流孔（8）的横截面的面积大于所述第二导流孔（9）的横截面的面积，所述第二导流孔（9）的横截面的面积大于所述第三导流孔（10）的横截面的面积；所述第一导流孔（8）的数量小于所述第二导流孔（9）的数量，所述第二导流孔（9）的数量小于所述第三导流孔（10）的数量。
4.根据权利要求1所述的消力井缓冲消能装置，其特征在于：所述橡胶板弯曲弧度15~20°为宜，流线型分布，用于增大过流面积，消能效果更佳。
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| CN115012368A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-09-06 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种泄水建筑物结构及其施工方法 |
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2019
- 2019-12-12 CN CN201911272385.6A patent/CN110939113A/zh not_active Withdrawn
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