CN111074859B - 一种旋流排沙装置及旋流排沙渠道 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋流排沙装置，包括旋流起旋管，旋流起旋管的一端连接有排沙管；还公开了一种旋流排沙渠道，包括渠道，渠道底面铺设有渠道底板，渠道底板安装一种旋流排沙装置，含沙水流进口的外壁与渠道底板连接，旋流起旋管与渠道的腔体连通，旋流起旋管位于渠道底板下方；旋流排沙装置与渠道实现了沙水分离，有效防止引水渠道内的泥沙淤积和含有大量泥沙的水流进入流体机械内，结构简单，易于实现。

Description

一种旋流排沙装置及旋流排沙渠道
技术领域
本发明属于渠系泥沙减排技术领域，具体涉及了一种旋流排沙装置，还涉及一种旋流排沙渠道。
背景技术
在引水式水电站的引水渠或泵站前池前的渠道内，当水流流速降低后，水流中的悬移质和推移质泥沙会沉积在水池、渠道底部，造成泥沙淤积。而在含有大量泥沙的河流上建设梯级提灌工程，当设置泵站前池后，仍有部分含有泥沙的水流进入泵内，使水的容重增加、流量减少、泵的效率降低，并对过流部件产生磨蚀破坏。如何有效防止引水渠道内的泥沙淤积和含有大量泥沙的水流进入流体机械内，是泥沙研究中的一个重要课题。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种旋流排沙装置，解决泥沙在渠道底部的淤积问题和渠道底部高含沙水流与主流的分离问题。
本发明的第二目的是提供一种旋流排沙渠道，实现了渠道内的泥沙与主流分离，以及依靠强旋流运动将泥沙排出的目的。
本发明的第一种技术方案是，一种旋流排沙装置，包括旋流起旋管，旋流起旋管的一端连接有排沙管。
本发明的第一种技术方案的特点还在于，
旋流起旋管的侧壁开有含沙水流进口，含沙水流进口朝上。
旋流起旋管的横截面为涡形。
旋流起旋管的含沙水流进口的开口的截面由大变小。
本发明的第二种技术方案是，一种旋流排沙渠道，包括渠道，渠道底面铺设有渠道底板，渠道底板安装一种旋流排沙装置，含沙水流进口的外壁与渠道底板连接，旋流起旋管与渠道的腔体连通，旋流起旋管位于渠道底板下方。
本发明的第二种技术方案的特点还在于，
旋流起旋管摆向与渠道的水流方向垂直。
本发明的第一种技术方案，一种旋流排沙装置具有至少以下有益效果：
一是，旋流起旋管的设置增大了渠道和排沙管出口的落差，将水流的势能转化为动能，保证旋流起旋管内水流的强旋流动，从而将落入起旋室内的泥沙排向下游；
二是，结构简单，没有转动部件，不存在经常更换易损构件的问题；
三是，单独设立排沙管道，维护费用低，分离效率高，处理时间短，且具有可持续性，是一种高效且经济的排沙设备。
本发明的第二种技术方案，一种旋流排沙渠道具有至少以下有益效果：
一是，渠道底部设置了旋流排沙装置，水流在流动时，流速较低的底层高含沙水流在重力作用下落入起旋室内，避免因流速降低而引起的泥沙在渠道底部的淤积；
二是，渠道底部的旋流排沙装置，含沙流体是在重力作用下垂直进入起旋室的，因此适用于任意高度、任意坡度的引水渠道。
附图说明
图1是本发明一种旋流排沙渠道的主视图；
图2是本发明一种旋流排沙渠道的俯视图；
图3是本发明一种旋流排沙渠道的左视图。
图中，1.旋流起旋管，2.排沙管，3.含沙水流进口，4.渠道，5.渠道底板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例来对本发明进行详细说明。
本发明的第一种技术方案，一种旋流排沙装置，如图1-3所示，包括旋流起旋管1，旋流起旋管1的一端连接排沙管2，旋流起旋管1的侧壁开有含沙水流进口3，含沙水流进口3的开口向上；旋流起旋管1的横截面为涡形，涡形的旋流起旋管有利于产生能量集中的强旋流动，强旋水流挟带泥沙后，沙水混合物从排沙管2排出；含沙水流进口3处的横截面为梯形，开口截面由大变小，小尺寸进口使得水流的流速增大，因此水流会切向进入旋流起旋管1，同时含沙水流进口3处的梯形的腰部也起到导流的作用，使得混合沙水顺滑进入涡形的旋流起旋管1内，进而不在含沙水流进口3处堆积。
本发明的第二种技术方案，一种旋流排沙渠道，如图1-3所示，包括渠道4，渠道4底面铺设有渠道底板5，渠道底板5安装一种旋流排沙装置，含沙水流进口3的外壁与渠道底板5连接，旋流起旋管1与渠道4的腔体连通，旋流起旋管1位于渠道底板5下方；旋流起旋管1摆向与渠道4的水流方向垂直；通过在渠道底部设置旋流起旋管，让渠道底部由于流速降低而沉积下来的泥沙与主流分离，水流切向进入旋流起旋管后开始旋转，在旋流的强紊动作用下带出排沙管，从而减轻或防止渠道内的泥沙淤积，并使得进入水泵或水轮机内的水流含沙量大大减小。
本发明的第二种技术方案，一种旋流排沙渠道的排沙原理是，利用了渠道4底部水流中的泥沙浓度大这一特点，将一种旋流排沙装置设置在渠道底部，并位于水流流速较小的断面上；当水流流速降低后，让水流中即将沉积下来的悬移质和推移质泥沙，在重力作用下落入起旋室内，避免因流速降低而引起的泥沙在渠道4底部的淤积。在渠道4底部和排沙管2出口的落差作用下，水流的势能转化为动能，且通过含沙水流进口3的小尺寸进口增大水流的流速，因此水流会切向进入旋流室，保证了旋流起旋管1内水流的强旋流动，从而将落入旋流起旋管1内的泥沙带向排沙管2而后排出；位于渠道上部不含沙或含沙量很小的主流则进入下游的流体机械内部，从而达到除沙的目的。

Claims (1)

1.一种旋流排沙渠道，其特征在于，包括渠道(4)，所述渠道(4)底面铺设有渠道底板(5)，所述渠道底板(5)安装有一种旋流排沙装置；
所述一种旋流排沙装置包括旋流起旋管(1)，所述旋流起旋管(1)的一端连接有排沙管(2)；所述旋流起旋管(1)的侧壁开有含沙水流进口(3)，所述含沙水流进口(3)朝上；所述旋流起旋管(1)的横截面为可产生落差的涡形；所述旋流起旋管(1)的含沙水流进口(3)的开口的截面由大变小；
所述含沙水流进口(3)的外壁与所述渠道底板(5)连接，所述旋流起旋管(1)与所述渠道(4)的腔体连通，所述旋流起旋管(1)位于所述渠道底板(5)下方；
所述旋流起旋管(1)摆向与渠道(4)的水流方向垂直；
所述含沙水流进口(3)贯通渠道(4)的宽度方向。
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