CN203782663U - 一种竖井消能工 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种竖井消能工，包括竖井，竖井的底部有泄水口，所述的竖井内部有垂向隔墙将竖井中下部至顶部的空间分隔为干区和湿区，竖井顶部开有供泄水流入湿区的流入口，湿区的内壁的两侧由上至下设有多级相对的挡板，两侧的档板在垂向方向上相错开，位于高位的挡板可将落入其上的泄水导向相对一侧的低位的挡板上，垂向隔墙在位于挡板下方的位置开有通气孔。在消能过程中，竖井内的水流能量分级消散在各个挡板上，避免了集中消能带来的巨大冲击力、大振幅和高噪音等影响，消能效果更好，并且结构简单，施工方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种消能装置，特别是一种竖井消能工。
背景技术
竖井消能工是一种设于隧洞式泄水建筑物（例如城市排洪和市政污水管道系统等）内的消能设施，其一般采用旋流式消能结构，主要由进水口、引渠段、涡室、竖井、底部消能整流段和泄水口组成（也可参考专利号为“ZL201020274992.4的实用新型专利”）。工作时，利用贴壁水流的大流速梯度，在各流速层间形成紊动、剪切和涡旋以使水流中的动能得以消散；同时使空气不断掺入水流，形成两相流消杀能量，并在竖井底部水垫强烈掺混消能，较有较好地消能效果，但尚有不足：例如：1、在高水头大流量泄流时建筑物内会伴随高速水流的冲刷、掺气、空化空蚀、急流冲击波等有害现象；2、在水流消能过程中产生的振动及噪音较大；3、其泄流能力易受到一定条件的限制。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种消能效果更好的竖井消能工，其在消能过程中不会产生巨大冲击力和高噪音等现象。
本实用新型所述的一种竖井消能工，包括竖井，竖井的底部有泄水口，所述的竖井内部有垂向隔墙将竖井中下部至顶部的空间分隔为干区和湿区，竖井顶部开有供泄水流入湿区的流入口，湿区的内壁的两侧由上至下设有多级相对的挡板，两侧相对的档板在垂向方向上相错开，位于高位的挡板可将落入其上的泄水导向相对一侧的低位的挡板上，垂向隔墙在位于挡板下方的位置开有通气孔。
本实用新型所述的竖井消能工竖井的湿区内壁的两侧由上至下设置多级相对的挡板，并且两侧相对的档板在垂向方向上相错开，位于高位的挡板可将落入其上的泄水导向相对一侧的低位的挡板上，当泄水水流从竖井顶部的流入口流入湿区后，会在两侧的挡板上逐级跌落，形成折叠往复的整体水流流态，其水流流线长、紊动强、掺气和排气剧烈，在每级挡板上形成水垫层，使水流跌落到水垫层上后向四周扩散，并产生旋滚和剪切，将水流的能量大量耗散，使跌落的水流势能在每级挡板上全部消耗，同时，水流每级跌落的流态相同，没有能量累积，不会造成流速沿程增加，最终，水流从最后一级挡板上跌入竖井底部的大水池，进一步扩散消耗能量后从泄水口平稳地流出竖井，完成泄水消能工作，在消能过程中，竖井内的水流能量分级消散在各个挡板上，避免了集中消能带来的巨大冲击力、大振幅和高噪音等影响，消能效果更好，并且结构简单，施工方便。
附图说明
图1是本实用新型的俯视图。
图2是图1沿A－A方向的剖视图。
图3是图1沿B－B方向的剖视图。
具体实施方式
如图1所示，所述的一种竖井消能工，包括竖井1，竖井1的底部有泄水口11，所述的竖井1内部有垂向隔墙2将竖井中下部至顶部的空间分隔为干区4和湿区3，干区4与湿区3在竖井1的底部相通，干区4为检修和通气的通道，湿区3为水流通道，竖井1顶部开有供泄水流入湿区的流入口12，湿区3的内壁两侧由上至下设有多级相对的挡板5，两侧相对的档板5在垂向方向上相错开，位于高位的挡板5可将落入其上的泄水导向相对一侧的低位的挡板上，垂向隔墙2在位于挡板5下方的位置开有通气孔51，用于水流掺气和排除从水中脱离的空气。当泄水水流从竖井1顶部的流入口12流入湿区3后，会在两侧的挡板5上逐级跌落，形成折叠往复的整体水流流态，其水流流线长、紊动强、掺气和排气剧烈，在每级挡板上形成水垫层，使水流跌落到水垫层上后向四周扩散，并产生旋滚和剪切，将水流的能量大量耗散，使跌落的水流势能在每级挡板5上全部消耗，同时，水流每级跌落的流态相同，没有能量累积，不会造成流速沿程增加，最终，水流从最后一级挡板上跌入竖井底部的大水池，进一步扩散消耗能量后从泄水口11平稳地流出竖井，完成泄水消能工作，在消能过程中，竖井内的水流能量分级消散在各个挡板5上，避免了集中消能带来的巨大冲击力、大振幅和高噪音等影响，其消能效果更好，并且结构简单，施工方便。
相对的两个相错开的挡板5的面积之和大于或者等于湿区3的截断面的面积，如图1所示为等于的情况。
流入口12的水流流入方向与垂向隔墙的表面2平行，垂向隔墙2从中间将竖井1分隔成湿区3和干区4，竖井1设置挡板5的两侧处于水流的流入方向上。
相对的两个错开挡板5的垂向间距h为竖井1直径D的0.6倍时，其消能效果较佳。
所述的通气孔51的截面可为圆形或者长方形等形状，其面积为1～3m2，通气孔51的中心距离竖井1内壁面的水平距离不大于竖井1直径D的0.25倍。
竖井的设计流量Q可根据情况而定。
Claims (5)
1.一种竖井消能工，包括竖井，竖井的底部有泄水口，其特征在于：所述的竖井内部有垂向隔墙将竖井中下部至顶部的空间分隔为干区和湿区，竖井顶部开有供泄水流入湿区的流入口，湿区的内壁的两侧由上至下设有多级相对的挡板，两侧相对的档板在垂向方向上相错开，位于高位的挡板可将落入其上的泄水导向相对一侧的低位的挡板上，垂向隔墙在位于挡板下方的位置开有通气孔。
2.根据权利要求1所述的竖井消能工，其特征在于：相对的两个相错开的挡板的面积之和大于或者等于湿区的截断面的面积。
3.根据权利要求1所述的竖井消能工，其特征在于：流入口的水流流入方向与垂向隔墙的表面平行，垂向隔墙从中间将竖井分隔成湿区和干区，竖井设置挡板的两侧处于水流的流入方向上。
4.根据权利要求1所述的竖井消能工，其特征在于：相对的两个错开挡板的垂向间距h为竖井直径D的0.6倍。
5.根据权利要求1所述的竖井消能工，其特征在于：通气孔的截面可为圆形或者长方形，其面积为1～3m2，通气孔的中心距离竖井内壁面的水平距离不大于竖井直径D的0.25倍。
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