CN205100176U - 竖井消能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种竖井消能装置，包括竖井，所述竖井的内部设有竖向隔墙将所述竖井的中下部至顶部的空间分隔为干区和湿区，所述湿区中设有若干挡板，所述挡板包括自所述竖向隔墙向所述竖井内壁面延伸的多级第二挡板、以及位于所述第二挡板两侧的多级第一挡板；所述第一挡板和所述第二挡板在竖直方向上交错分布，位于高位的所述挡板可将落入其上的泄水导向低位的所述挡板上。本实用新型提供的竖井消能装置，在消能过程中，竖井内的水流能量分级消散，通过水流间的对撞进一步提高跌流消能率，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，并且结构简单，施工方便。

Description

竖井消能装置

技术领域

本实用新型涉及一种消能装置，更具体地说，涉及一种竖井消能装置。

背景技术

竖井消能工是一种设置于水利工程中隧洞式泄水建筑物，其一般采用旋流式消能结构，具有较有较好地消能效果，但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、急流冲击波等现象，消能过程中产生的振动及噪音较大，泄流能力易受到一定条件的限制。

随着城市排洪和市政污水管道系统的兴建，出现了消能效果更好、冲击小和低噪音的挡板式竖井消能结构，该消能工包括竖井，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，垂向隔墙在位于挡板下方的位置开有通气孔。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。水流跌落到挡板上的水垫层后向四周扩散，并产生旋滚和剪切，水流紊动强、掺气和排气剧烈，将水流的能量大量耗散。跌落水流增加的势能在每级挡板上全部消耗，各级挡板跌落的流态相同，没有能量累积，经最后一级挡板跌入竖井底部消力池消能后从泄水口平稳地流出竖井。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。不足之处在于，该消能方式对竖井直径和挡板间距要求较高，结构参数出现偏差时各级跌流消能不充分，能量累加，流速逐渐增大，跌流落点逐渐外移，从而形成S型贴壁流，消能不满足设计运行的要求。另外，该消能工的竖井直径较大，挡板间距较小，造成挡板尺寸和数量都比较大，尚有较大的优化空间。

发明内容

本实用新型解决的技术问题在于，提供一种竖井消能装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种竖井消能装置。

在本实用新型所述的竖井消能装置中，包括竖井，所述竖井的内部设有竖向隔墙将所述竖井的中下部至顶部的空间分隔为干区和湿区，

所述湿区中设有若干挡板，所述挡板包括自所述竖向隔墙向所述竖井内壁面延伸的多级第二挡板、以及位于所述第二挡板两侧的多级第一挡板；

所述第一挡板和所述第二挡板在竖直方向上交错分布，位于高位的所述挡板可将落入其上的泄水导向低位的所述挡板上。

优选地，所述竖井的顶部开有供泄水流入所述湿区的流入口，所述竖井的底部开有供泄水流出所述竖井的泄水口。

优选地，所述流入口的流入方向垂直所述竖向隔墙。

优选地，所述竖向隔墙在位于所述挡板的下方位置开有通气孔分别与所述干区和所述湿区相连通。

优选地，所述竖向隔墙沿垂直方向设置，所述第一挡板和所述第二挡板沿水平方向设置。

优选地，所述竖井为圆形竖井，所述竖向隔墙穿过所述圆形竖井的直径，所述挡板面向所述竖向隔墙的宽度为所述竖井的直径的三分之一。

优选地，相对的上下两层的挡板的面积之和大于或等于所述湿区的截断面的面积。

优选地，相对的上下两层的挡板的垂向间距为所述竖井的直径的0.6倍。

优选地，所述挡板的垂向间距可增大0.25倍。

优选地，所述通气孔的截面可为圆形或者长方形，其面积为1至3平方米，所述通气孔的中心距离竖井内壁面的水平距离不大于所述竖井的直径的0.25倍。

实施本实用新型的竖井消能装置，具有以下有益效果：在消能过程中，竖井内的水流能量分级消散，通过水流间的对撞进一步提高跌流消能率，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，并且结构简单，施工方便。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型竖井消能装置的俯视图；

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

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示，在本实用新型的竖井消能装置实施例中，包括竖井1，该竖井1的内部设有竖向隔墙2将竖井的中下部至顶部的空间分隔为干区4和湿区3。

具体的，该竖井1为圆形竖井，竖向隔墙2穿过圆形竖井的直径，沿垂直方向设置，将竖井的中下部至顶部的空间分隔为干区4和湿区3。可以理解的，竖井1也可以是方形或其他形状的竖井，不局限于圆形；竖向隔墙2也可以不穿过圆形竖井的直径，可以前后移动竖向隔墙2的位置，从而增大或减小湿区3的体积大小；竖向隔墙2也不局限于沿垂直方向设置，也可以倾斜设置，便于泄水流动。

其中，湿区3中设有若干挡板5，该挡板5包括自竖向隔墙2向竖井1内壁面延伸的多级第二挡板51、以及位于第二挡板51两侧的多级第一挡板53；第一挡板53和第二挡板51在竖直方向上交错分布，位于高位的挡板5可将落入其上的泄水导向低位的挡板5上。

具体的，在本实用新型的竖井消能装置实施例中，挡板5，包括第一挡板53和第二挡板51沿水平方向设置，两侧的第二挡板51位于同一水平线上挡板5面向竖向隔墙2的宽度为竖井1的直径的三分之一,相对的上下两层的挡板5的垂向间距为竖井1的直径的0.6倍。可以理解的，挡板5不局限于沿水平方向设置，也可以倾斜设置，便于泄水流动。两侧的第二挡板51也可以不局限于位于同一水平线上，两者可以高度不同。挡板5面向竖向隔墙2的宽度为竖井1的直径的三分之一只是本实施例的一种具体实施方式，相对的上下两层的挡板5的面积之和可以大于或等于湿区3的截断面的面积。挡板5的垂向间距可增大0.25倍。具体的，保持设计流量和消能效果不变的前提下，可将挡板5的垂向间距H可增大0.25倍，以减少挡板的数量。另外，竖井的设计泄流量可增大16.7％。

该竖井1的顶部开有供泄水流入湿区3的流入口12，竖井1的底部开有供泄水流出竖井1的泄水口11。

在本实用新型的竖井消能装置实施例中，流入口12的流入方向垂直竖向隔墙2，该方向所在直线穿过竖井1的中心，也是图1所示的B-B方向，沿B-B方向的剖视图即为本实用新型实施例的图3。在本实施例中，泄水口11的流出方向与竖向隔墙2在同一直线上，也是图1所示的A-A方向，沿A-A方向的剖视图即为本实用新型实施的图2。可以理解的，本实用新型的流入口12和泄水口11的方向包括但不限于本实施例的方向，可以是任意方向。

如图2所示，在本实用新型的竖井消能装置实施例中，竖向隔墙2在位于挡板5的下方位置开有通气孔52分别与干区4和湿区3相连通，用于水流掺气和排除从水中脱离的空气。在本实施例中，通气孔52的截面可为圆形或者长方形，其面积为1至3平方米，该通气孔52的中心距离竖井内壁面的水平距离不大于竖井1的直径的0.25倍。

在消能过程中，跌落在第二挡板51上的水流分向两侧流动，跌落在两侧的第一挡板53上时消去部分能量，两侧水流转而向中间流动，经碰撞掺混后跌落在中间低位的第二挡板51上，由于两侧挡板上的水流导向中部低位挡板时发生对撞后再跌落，能够进一步提高消能率，水流紊动强、掺气和排气剧烈，将水流的能量大量耗散，使跌落的水流势能在每组挡板上全部消耗，同时，各组挡板跌落的流态相同，没有能量累积。竖井内的水流能量分级消散，通过水流间的对撞进一步提高跌流消能率，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，在下泄流量偏大情况下也能取得较好的消能效果，在满足泄流消能要求的基础上，还可增大挡板间距从而减少挡板数量，减少竖井的工程量，并且结构简单，施工方便。

实施本实用新型的竖井消能装置实施例，具有以下有益效果：在消能过程中，竖井内的水流能量分级消散，通过水流间的对撞进一步提高跌流消能率，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，并且结构简单，施工方便。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种竖井消能装置，包括竖井(1)，所述竖井(1)的内部设有竖向隔墙(2)将所述竖井(1)的中下部至顶部的空间分隔为干区(4)和湿区(3)，其特征在于，

所述湿区(3)中设有若干挡板(5)，所述挡板(5)包括自所述竖向隔墙(2)向所述竖井内壁面延伸的多级第二挡板(51)、以及位于所述第二挡板(51)两侧的多级第一挡板(53)；

所述第一挡板(53)和所述第二挡板(51)在竖直方向上交错分布，位于高位的所述挡板(5)可将落入其上的泄水导向低位的所述挡板(5)上。

2.根据权利要求1所述的竖井消能装置，其特征在于，所述竖井(1)的顶部开有供泄水流入所述湿区(3)的流入口(12)，所述竖井(1)的底部开有供泄水流出所述竖井(1)的泄水口(11)。

3.根据权利要求2所述的竖井消能装置，其特征在于，所述流入口(12)的流入方向垂直所述竖向隔墙(2)。

4.根据权利要求1所述的竖井消能装置，其特征在于，所述竖向隔墙(2)在位于所述挡板(5)的下方位置开有通气孔(52)分别与所述干区(4)和所述湿区(3)相连通。

5.根据权利要求1所述的竖井消能装置，其特征在于，所述竖向隔墙(2)沿垂直方向设置，所述第一挡板(53)和所述第二挡板(51)沿水平方向设置。

6.根据权利要求1所述的竖井消能装置，其特征在于，所述竖井(1)为圆形竖井，所述竖向隔墙(2)穿过所述圆形竖井的直径，所述挡板(5)面向所述竖向隔墙(2)的宽度为所述竖井(1)的直径的三分之一。

7.根据权利要求1所述的竖井消能装置，其特征在于，相对的上下两层的挡板(5)的面积之和大于或等于所述湿区(3)的截断面的面积。

8.根据权利要求1所述的竖井消能装置，其特征在于，相对的上下两层的挡板(5)的垂向间距为所述竖井(1)的直径的0.6倍。

9.根据权利要求8所述的竖井消能装置，其特征在于，所述挡板(5)的垂向间距增大0.25倍。

10.根据权利要求4所述的竖井消能装置，其特征在于，所述通气孔(52)的截面为圆形或者长方形，其面积为1至3平方米，所述通气孔(52)的中心距离竖井内壁面的水平距离不大于所述竖井(1)的直径的0.25倍。