CN114592566A - 一种用于降低水流能量的矩形消能井 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：包括进水管、井室、扰流棱台和出水管；所述井室包括第一腔室和第二腔室；第一腔室和第二腔室之间通过设置溢流堰隔开；所述第一腔室底面及近底面的侧壁设置有扰流棱台；扰流棱台上端和溢流堰顶端之间设置有连接到第一腔室内壁的网格板；第一腔室顶部设置有顶盖；所述进水管从第一腔室侧壁穿入网格板通入到第一腔室底部；所述第二腔室连通出水管。本发明通过消能井内设置的扰流棱台、扰流板和网格板，使水流在消能井内产生激烈的旋滚，从而使水流获得较大的消能效果，然后溢流至排水渠平稳的排放。
Description
技术领域
本发明涉及消能井技术领域，具体为一种用于降低水流能量的矩形消能井。
背景技术
我国部分山区因地貌或其他条件限制，取水点与用水点高差极大，导致供水系统中水泵扬程较大，一旦断电停泵，可能造成很大的停泵水锤，为防止管道系统在短时间内急剧升压而导致爆管事故，通常会在泵后设置水击泄放阀降低停泵水锤。而通过水击泄放阀排出水流的水头和流速都较高，若不采取相应保护措施，可能产生安全事故，因此在高扬程输水系统中，需要在水击泄放阀后增设合理的消能措施。
消能井是一种较常用在输水管道中的消能设施，水流在消能井内的漩滚，与井底、井壁的碰撞冲击作用，将水中部分机械能通过克服摩擦力、冲击阻力做功转换为热能，从而达到消除水流中多余部分能量的效果。现有大多数消能井在高水压、大流量的情况下普遍长度或者深度较大，在用地紧张的环境中难以实施。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于降低水流能量的矩形消能井，该矩形消能井能够在消能井尺寸相对较小的情况下仍然保证水流在井内剧烈的旋转、碰撞，使其维持较高消能率。
本发明提供的技术方案如下：
一种用于降低水流能量的矩形消能井，包括进水管、井室、扰流棱台和出水管；
所述井室包括第一腔室和第二腔室；第一腔室和第二腔室之间通过设置溢流堰隔开；
所述第一腔室底面及近底面的侧壁设置有扰流棱台；扰流棱台上端和溢流堰顶端之间设置有连接到第一腔室内壁的网格板；第一腔室顶部设置有顶盖；
所述进水管从第一腔室侧壁穿入网格板通入到第一腔室底部；
所述第二腔室连通出水管。
进一步，所述进水管在井室外采用混凝土包封，井内通过支架固定。
进一步，所述第一腔室和第二腔室均为矩形腔室。
进一步，所述扰流棱台包括四棱台和设置于四棱台上的扰流板；所述扰流板为梯形体，间隔交替设置于侧面四棱台靠下的斜面和底面四棱台斜面及顶面。
更进一步，所述扰流板三个为一个单元，均倒置设置；其中，两个平行，中间间隔扰流板厚度的距离，另一个邻前两个设置于中间空隙的后端；多个单元周期性排列于侧面四棱台靠下的斜面和底面四棱台斜面及顶面。
更进一步，所述第一腔室底面的四棱台的斜面与底面夹角为37°；第一腔室侧面的四棱台斜面与底面夹角为53°。
更进一步，所述扰流板斜面与四棱台的夹角为30°。
进一步，所述网格板为两层结构，两层网格板孔洞交错布置。
进一步，所述网格板开孔面积为40％。
进一步，所述第一腔室顶盖采用化学螺栓或预埋件进行牢靠连接，正常工作时顶盖无法打开。
本发明的有益效果：
1、本发明通过消能井内设置的扰流棱台、扰流板和网格板，使水流在消能井内产生激烈碰撞、旋滚，将水中部分机械能通过克服摩擦力、冲击阻力做功的形式转换为热能，从而使水流获得较大的消能效果，然后通过溢流的形式将水流较为平稳的排放至出水渠。
2、本发明提供的消能井正常工作时第一腔室顶盖无法打开，仅在检修时可以通过工具打开，能够避免高压、高速水流在消能井内激烈碰撞、旋滚使顶盖被冲飞而导致安全事故的可能。
3、发明提供的消能井通过扰流棱台、扰流板和网格相对集中的消能作用并结合优化的井室设计，能够使在消能井在尺寸相对较小的情况下仍然保持较高消能率。
附图说明
图1为本发明改进式矩形消能井的平面图；
图2为本发明改进式矩形消能井的剖面图一；
图3为本发明改进式矩形消能井的剖面图二；
图4为本发明改进式矩形消能井内挡板大样图；
图5为本发明改进式矩形消能井内扰流板大样图；
图6为本发明改进式矩形消能井内网格大样图；
图7为本发明改进式矩形消能井的结构模型图。
附图标记：01-进水管，02-井室，03-扰流棱台，04-扰流板，05-网格板，06-顶盖，07-出水管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明，本发明的内容完全不限于此。
参照附图1，本发明提供一种用于降低水流能量的矩形消能井，包括进水管01、井室02、扰流棱台03和出水管07。
所述井室02包括第一腔室和第二腔室；第一腔室和第二腔室之间通过设置溢流堰隔开；
所述第一腔室底面及近底面的侧壁设置有扰流棱台03；扰流棱台03上端和溢流堰顶端之间设置有连接到第一腔室内壁的网格板05；第一腔室顶部设置有顶盖06。
所述进水管01从第一腔室侧壁穿入网格板05通入到第一腔室底部。
所述第二腔室连通出水管。
所述井室整体采用上向流的构造，水流进入井室02内部先经过扰流棱台03、扰流板04和网格板05消能后溢流至排水渠，使水流较为平稳的流至下游管道。水流在消能井内产生激烈碰撞、旋滚从而达到消能效果。
在一种优选的实施例中，参照附图1，所述进水管01井室外部分采用混凝土包封处理，能后有效防止高压高速水流突然通过而导致管道错位的可能。所述进水管01井室内部分通过弯管接至井室底部并采用不锈钢支架固定于侧壁。
在一种优选的实施例中，参照附图1，所述井室02的第一、二腔室均为矩形，具有较好的稳定性，且方便施工。
在一种优选的实施例中，参照附图1、2，所述井室02与顶盖06采用化学螺栓或预埋件等方式牢靠连接，正常工作时顶盖06无法打开。
在一种优选的实施例中，参照附图3、4、5，所述扰流棱台03现场定制，为四棱台结构，采用预埋螺栓整体安装于井室底部及井室侧壁上，所述扰流板04设置于侧面四棱台靠下的斜面和底面四棱台所有面上。进一步优选的，安装于井室侧壁的扰流棱台03斜面与底面夹角为53°，安装于井室底部的扰流棱台03斜面与底面夹角为37°。当然，通过钢筋混凝土整体浇筑或其他方式在井内形成与扰流棱台03类似的壁面也都属于本实施实例的列举方案。
参照附图3、4、5，所述扰流板04为梯形体，扰流板斜面与四棱台的夹角为30°。所述扰流板三个为一个单元，均倒置设置；其中，两个平行，中间间隔扰流板厚度的距离，另一个邻前两个设置于中间空隙的后端；多个单元周期性排列于侧面四棱台靠下的斜面和底面四棱台斜面及顶面，使水流在井内的碰撞面积进一步加大。
在一种优选的实施例中，参照附图3、4、5，所述网格板05，安装于扰流棱台上端和溢流堰顶端之间。所述网格板为两层结构，两层网格板孔洞交错布置，网格开孔面积为40％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护的范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：包括进水管、井室、扰流棱台和出水管；
所述井室包括第一腔室和第二腔室；第一腔室和第二腔室之间通过设置溢流堰隔开；
所述第一腔室底面及近底面的侧壁设置有扰流棱台；扰流棱台上端和溢流堰顶端之间设置有连接到第一腔室内壁的网格板；第一腔室顶部设置有顶盖；
所述进水管从第一腔室侧壁穿入网格板通入到第一腔室底部；
所述第二腔室连通出水管。
2.根据权利要求1所述的用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：所述进水管在井室外采用混凝土包封，井内通过支架固定。
3.根据权利要求1所述的用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：所述第一腔室和第二腔室均为矩形腔室。
4.根据权利要求1所述的用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：所述扰流棱台包括四棱台和设置于四棱台上的扰流板；所述扰流板为梯形体，间隔交替设置于侧面四棱台靠下的斜面和底面四棱台斜面及顶面。
5.根据权利要求4所述的用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：所述扰流板三个为一个单元，均倒置设置；其中，两个平行，中间间隔扰流板厚度的距离，另一个邻前两个设置于中间空隙的后端；多个单元周期性排列于侧面四棱台靠下的斜面和底面四棱台斜面及顶面。
6.根据权利要求4所述的用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：所述第一腔室底面的四棱台的斜面与底面夹角为37°；第一腔室侧面的四棱台斜面与底面夹角为53°。
7.根据权利要求4所述的用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：所述扰流板斜面与四棱台的夹角为30°。
8.根据权利要求1所述的用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：所述网格板为两层结构，两层网格板孔洞交错布置。
9.根据权利要求1所述的用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：所述网格板开孔面积为40％。
10.根据权利要求1所述的用于降低水流能量的矩形消能井，其特征在于：所述第一腔室顶盖采用化学螺栓或预埋件进行牢靠连接，正常工作时顶盖无法打开。
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