CN209384207U - 一种高效锥式水力消力井 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效锥式水力消力井，包括消力井体、压力管道、镇墩和消力锥体，消力井体为钢筋混凝土结构，呈圆筒型，埋在地面以下，井顶高出地面，且井顶设有溢流堰口，溢流堰口的外侧设有出水渠；压力管道水平穿入消力井的内壁，且设置90°转弯部，转弯部的出口竖直向下；镇墩通过钢筋与消力井的内壁固定，采用钢筋混凝土浇注形成，转弯部穿过镇墩；消力锥体设置在消力井体的中央，消力锥体的顶部正对着转弯部的出口。本实用新型，特别适用于高水头管道水流消能，创新地运用锥体结构，使水流顺着锥体扩散、翻滚、摩擦，具有消能效率高、消能空间少、结构简单可靠等特点，有很好的推广价值和应用前景。

Description

一种高效锥式水力消力井

技术领域

本实用新型涉及水利建筑物，具体涉及一种高效锥式水力消力井。

背景技术

水力消力井体是水利水电、城市供水中常用的水工建筑物，在落差大的放水、给水或泄洪的管道水流末端，为消除高速水流的能量，需设置水力消力井体，安全地泄放管道水流的势能与动能，使上游水流与下游水流得到妥善衔接，避免引起管道及下游建筑物破坏。

常规水力消力井体一般在井内布置消能挡板结构或布置尺寸较大、较深的消力井体室结构，这就导致了以下缺陷：

(1)存在消能效力低、出水水流流态差等不足；

(2)结构复杂、建筑物尺寸大,安装和维护不便。

有鉴于此，急需对现有的水力消力井体的结构进行改进，以简化结构，提高消能效力,改善出水水流流态。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的水力消力井体存在消能效力低、出水水流流态差、结构复杂、建筑物尺寸大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种高效锥式水力消力井，包括：

消力井体，为钢筋混凝土结构，呈圆筒型，埋在地面以下，井顶高出地面，且所述井顶设有溢流堰口，所述溢流堰口的外侧设有出水渠；

压力管道，水平穿入所述消力井的内壁，且设置90°转弯部，所述转弯部的出口竖直向下；

镇墩，通过钢筋与所述消力井的内壁固定，采用钢筋混凝土浇注形成，所述转弯部穿过所述镇墩；

消力锥体，设置在所述消力井体的中央，所述消力锥体的顶部正对着所述转弯部的出口。

在另一种优选的实施例中，所述消力锥体采用钢质外壳，包括焊接固定的消力锥上节和消立锥下节，所述消力锥体的内部浇筑有混凝土。

在另一种优选的实施例中，所述井顶高出地面的高度为1.5～2.5m。

在另一种优选的实施例中，所述消力锥体的顶部与所述转弯部的出口之间的距离为2～3倍的所述转弯部的管径。

在另一种优选的实施例中，所述消力井体的底板和内壁之间的拐角采用弧面连接。

与现有技术相比，本实用新型特别适用于高水头管道水流消能，创新地运用锥体结构，使水流顺着锥体扩散、翻滚、摩擦，具有消能效率高、消能空间少、结构简单可靠等特点，有很好的推广价值和应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的正视图；

图2为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种高效锥式水力消力井，适用于高水头管道水流消能，水流顺着锥体扩散、翻滚、摩擦，具有消能效率高、消能空间少、结构简单可靠等特点。下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做出详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种高效锥式水力消力井，包括消力井体10、压力管道20、镇墩30和消力锥体40。

消力井体10为钢筋混凝土结构，呈圆筒型，埋在地面以下，井顶高出地面，且井顶设有溢流堰口11，溢流堰口11的外侧设有出水渠12。为确保在高水头、高流速运行中消力井体10稳定，消力井体10主体结构宜埋在地面以下。

压力管道20水平穿入消力井的内壁，且设置90°转弯部21，转弯部 21的出口竖直向下。镇墩30通过钢筋与消力井的内壁固定，采用钢筋混凝土浇注形成，转弯部21穿过镇墩30。消力锥体40设置在消力井体10的中央，消力锥体的顶部正对着转弯部21的出口。

水流由压力管道20进入消力井，并经过转弯部21，水流垂直向消力锥体40冲击，水流顺消力锥体40的四周向下扩散，再从井底向上折回，在消力井体10中形成内外流向相反的二股对冲水流，进一步互相扩散形成大量不规则的小涡体，达到消能目的，消能后的水流通过溢流堰口11外排至下游出水渠12。

优选地，消力锥体40采用钢质外壳，包括焊接固定的消力锥上节和消立锥下节，消力锥体40的内部浇筑有混凝土。消力锥体40内部的混凝土能大大增强消力锥体40的强度和稳定性，分成上下两节的结构方便施工和混凝土的浇筑。

优选地，井顶高出地面的高度为1.5～2.5m，确保消力井体10在高速水流的冲击下整体运行稳定，避免发生振动。

优选地，消力锥体40的顶部与转弯部21的出口之间的距离为2～3倍的转弯部21的管径。这个距离使得从转弯部21出来的水流具有一定流速，并且获得一定速度后再冲击到消力锥体40的顶部，从而将水流分流并均匀向下扩散。

优选地，消力井体10的底板和内壁之间的拐角采用弧面连接，弧面相接使得水流到达井底后能够向上冲击，进而与向下的水流形成碰撞和翻滚，达到高效消能的目的。

本实用新型还提供了上述结构的高效锥式水力消力井的施工方法，包括以下步骤：

S1、基础开挖，用挖掘机开挖井坑，加强井坑排水，保持井坑壁稳定，基础布置在砂卵石或基岩上，基础面整平后，铺设10cm厚C15砼作为消力井体10基础垫层；

S2、消力井体10钢筋砼浇筑，绑扎消力井体10的底板及井壁钢筋，浇筑混凝土，并振捣密实，混凝土必需严格控制水灰比；

S3、消力锥体40施工，将消力锥体吊装至消力井体10内，在消力井体10的底板中央安装就位；可根据实际需要设计消力锥体40的尺寸；

S4、压力管道20及镇墩30施工，压力管道20安装就位后，绑扎镇墩 30及拉梁钢筋，浇筑镇墩30混凝土，使消力井体10和镇墩30连接固定成一整体；

S5、出水渠12施工，浇筑出水渠12的底板及侧墙钢筋混凝土，出水渠12和消力井体10的溢流堰处设沉降缝，沉降缝中设橡胶止水带。

其中步骤S3中，消力锥体40分消力锥上节和消力锥下节，先将消力锥下节吊装至消力井体10底板，并安装就位，通过消力锥下节的顶部孔口浇筑混凝土，然后吊装消力锥上节并和下节焊接连接固定。

本实用新型提供的水力消力井体10具有以下优点：

1)结构简单：主要结构由镇墩30、消力井体10、消力锥体40三部分组成，以消力井体10为中心将三者结合成一体，结构紧凑简单；

2)高效消能：由于通过消力锥体的对冲扩散，使消力井体10内形成流向相反的二股立体水流，在整个井内充分对冲摩擦，达到高效消能目的，实例工程表明消能效果十分有效，消能后的水流出水平稳；

3)占地空间小：由于镇墩30和消力锥体40均布置在消力井体10中，没有再设置其它消能工建筑物，布置非常紧凑，占地空间很小；

4)工程造价低：巧妙利用一个简单的锥体结构来消能，没有布置常规的消能挡板、消力室、消力池等常规结构，减少消能工建筑物工程量，降低工程投资，根据已建工程的同条件设计比较，减少建筑工程投资约25～ 35％，具有很好的经济效益。

本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高效锥式水力消力井，其特征在于，包括：

消力井体，为钢筋混凝土结构，呈圆筒型，埋在地面以下，井顶高出地面，且所述井顶设有溢流堰口，所述溢流堰口的外侧设有出水渠；

压力管道，水平穿入所述消力井的内壁，且设置90°转弯部，所述转弯部的出口竖直向下；

镇墩，通过钢筋与所述消力井的内壁固定，采用钢筋混凝土浇注形成，所述转弯部穿过所述镇墩；

消力锥体，设置在所述消力井体的中央，所述消力锥体的顶部正对着所述转弯部的出口。

2.根据权利要求1所述的高效锥式水力消力井，其特征在于，所述消力锥体采用钢质外壳，包括焊接固定的消力锥上节和消立锥下节，所述消力锥体的内部浇筑有混凝土。

3.根据权利要求1所述的高效锥式水力消力井，其特征在于，所述井顶高出地面的高度为1.5～2.5m。

4.根据权利要求1所述的高效锥式水力消力井，其特征在于，所述消力锥体的顶部与所述转弯部的出口之间的距离为2～3倍的所述转弯部的管径。

5.根据权利要求1所述的高效锥式水力消力井，其特征在于，所述消力井体的底板和内壁之间的拐角采用弧面连接。