CN209907330U - 一种潜水闸门底部清淤装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种潜水闸门底部清淤装置，属于水利工程领域，本实用新型包括高压水泵、闸门、压力管道Ⅰ、压力软管、压力管、钻孔、压力管道Ⅱ；所述闸门淹没于水面下方为潜水闸门，所述高压水泵、压力管道Ⅰ位于水面以上，压力管道Ⅰ的一端与高压水泵连通，压力管道Ⅰ的另一端与压力软管的一端连通，所述压力管道Ⅱ竖直安装在闸门上，所述压力管横向安装在闸门的底部，压力软管的另一端与压力管道Ⅱ的顶部连通，压力管道Ⅱ的底部与压力管连通，所述压力管上开有钻孔；本实用新型解决了在水中含沙、淤泥较多的地区，泥沙容易堆积在潜水式的闸门底部，使闸门难以开启的问题，同时也能减少闸门常年的维护费用，有更好的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种潜水闸门底部清淤装置，属于水利工程领域。
背景技术
水闸是指修建在河道、渠道或湖、海口，利用闸门控制流量和调节水位的水工建筑物。当关闭闸门时，可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位，以满足上游取水或通航的需要；当开启闸门时，可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。水闸在水利工程中应用广泛。但是部分水闸修建的地方，水里含有很多泥沙、杂质等，容易沉积在闸门上游底部。导致闸门很难开启。如果不定期清淤，闸门底部沉积淤泥过多，将造成很多经济损失。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种潜水闸门底部清淤装置，本实用新型解决了在水中含沙、淤泥较多的地区，泥沙容易堆积在挡水建筑物的闸门底部，使闸门难以开启的问题，同时也能减少闸门常年的维护费用。
本实用新型的技术方案是：一种潜水闸门底部清淤装置，包括高压水泵、闸门、压力管道Ⅰ、压力软管、压力管、钻孔、压力管道Ⅱ；
所述闸门淹没于水面下方为潜水闸门，所述高压水泵、压力管道Ⅰ位于水面以上，压力管道Ⅰ的一端与高压水泵连通，所述高压水泵对水流进行加压处理，能够满足不同工况下的加压需求，高压水泵与不锈钢压力管道Ⅰ相紧密连接，压力管道Ⅰ的另一端与压力软管的一端连通，能够满足闸门的自由启闭，且能满足水流的侵蚀和适应不同的环境，在温度和水压等不断变化的情况下具有长期的实用性和耐久性，所述压力管道Ⅱ竖直安装在闸门上，不妨碍闸门的正常工作需求，所述压力管横向安装在闸门的底部，方便闸门的启闭，压力软管的另一端与压力管道Ⅱ的顶部连通，压力管道Ⅱ的底部与压力管连通，所述压力管上打有钻孔。
压力管的背面嵌于闸门内，压力管的正面上打有钻孔。
所述压力管的正面上打有3行以上6行以下的的钻孔，且每行相邻两钻孔之间间隔2至5倍孔径大小，所述压力管上面的钻孔直径不宜过大，不宜过小，为防止颗粒杂质堵塞钻孔，钻孔6的孔径为5～10mm，能够满足从各个方向冲淤的同时保证水流对淤沙的冲击力，具体的钻孔数可由实际的情况进行计算得出。
本实用新型潜水闸门底部清淤装置各部件紧密相连，各压力管与高压水泵最终组成一个完整的封闭系统，向钻孔处提供高压水流。
所述压力管道Ⅰ、压力管、压力管道Ⅱ均为不锈钢管道。
所述的带钻孔的不锈钢压力管上面的钻孔处最终需喷射出高速水流，在闸底有淤沙压力和水压力的情况下对淤沙有足够的冲击力。可由公式P＝P0+ρgh计算钻孔处的压强，其中P0为淤沙与水接触处的水压力，ρ为淤沙的密度，h为淤沙层到钻孔处的高度(取到最底一排钻孔(6)的高度为h)。
可由连续性方程Q＝Av，在选择好各压力管断面和输入流量后计算各管内的流速。布置压力管上面的钻孔，均匀分布，然后由连续性方程Q＝Av计算出各钻孔处的水流射速，其中Q为高压水泵处的输入流量，A为总钻孔面积，最后除于钻孔数得出各钻孔处的水流射速。
如下图所示
取一个水平方向的微小钻孔单元进行分析，钻孔喷出的水流，以速度v0射向闸底的淤沙，假设当水流被淤沙层阻挡以后，在那一个微小的时段对称均匀的分开，沿淤沙层的流速为v。若考虑的流动在一个水平面上，则不受重力的影响。可由动量方程ρQ(β2v2-β1v1)＝∑F进行计算射流对淤沙的冲击力。正方向取向右为X方向，分X和Y两个方向进行计算，最终由
计算得出冲击力。其中1-1和2-2断面处的压强可取这个点的压强，可由上述压强计算公式P＝P0+ρgh得出，相对应的压力F＝PA。具体的断面面积可由模型计算确定。对于0-0断面的压强可根据能量方程得出，基准面取压力管轴线所在的平面。其中z1为连接高压水泵的不锈钢压力管道Ⅰ轴线到基准面的垂直距离，p1为高压水泵提供给不锈钢压力管道Ⅰ内的压强，v1为高压水泵所提供的流量除于不锈钢压力管道Ⅰ的断面面积所得的流速；z2为0，v2为钻孔射速；hw＝hf+hj,整个系统的水头损失等于沿程水头损失和局部水头损失之和，其中可由
计算各管段的沿程水头损失，可由
计算局部水头损失。带入能量方程最终计算出0-0断面的压强，相对应的压力由F＝PA计算得出，最后带入动量方程，计算出钻孔处的水流对淤沙的冲击力。
目的是保证钻孔处的水流对淤沙的冲击力大于淤沙的凝聚力，能使淤沙成功变为悬移质，使闸门易于开启，减小淤沙对闸门影响。
本实用新型适用于水中含沙、淤泥较多的地区，泥沙容易堆积在潜水式的闸门底部，使闸门难以开启的问题。
本实用新型的工作原理是：工作时，由高压水泵产生的高压水流经不锈钢压力管道Ⅰ和压力软管4注入带钻孔的不锈钢压力管5由其上的钻孔6高速射出，将闸门底部的淤泥及杂质清除干净。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型结构简单，易于操作，在挡水建筑物河道水质较差的地区适用性强。
(2)本实用新型解决了泥沙容易堆积在潜水式的闸门底部，使闸门难以开启的问题，减少闸门的常年维修费用。
附图说明
图1为本实用新型潜水闸门底部清淤装置的正面结构示意图；
图2为本实用新型潜水闸门底部清淤装置的闸门及压力管结构示意图；
图3为本实用新型实施例1压力管上打有钻孔的结构示意图；
图中各标号：1—高压水泵、2—闸门、3—压力管道Ⅰ、4—压力软管、5—压力管、6—钻孔、7-压力管道Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1～2所示，本潜水闸门底部清淤装置，包括高压水泵1、闸门2、压力管道Ⅰ3、压力软管4、压力管5、钻孔6、压力管道Ⅱ7；
所述闸门2淹没于水面下方为潜水闸门，所述高压水泵1、压力管道Ⅰ3位于水面以上，压力管道Ⅰ3的一端与高压水泵1连通，压力管道Ⅰ3的另一端与压力软管4的一端连通，压力软管4的顶部位于水面以上，压力软管4的下部位于水面以下，所述压力管道Ⅱ7竖直安装在闸门2上，所述压力管5横向安装在闸门2的底部，压力软管4的另一端与压力管道Ⅱ7的顶部连通，压力管道Ⅱ7的底部与压力管5连通，压力管5的背面嵌于闸门2内，压力管5的正面上打有钻孔6，所述压力管5的正面上打有3行钻孔6，每行打有8个钻孔，每个钻孔6的孔径均为5mm，每行相邻两钻孔6之间间隔5倍孔径大小，如图3所示，能够满足从各个方向冲淤的同时保证水流对淤沙的冲击力，所述压力管道Ⅰ3、压力管5、压力管道Ⅱ7均为不锈钢管道，高压水流最终由钻孔6喷出，将闸门底部的淤泥及杂质清除。
进一步地，所述的高压水泵1对水流进行加压处理，能够满足不同工况下的加压需求，高压水泵1与不锈钢压力管道Ⅰ3相紧密连接。
进一步地，所述的露于水面以上的不锈钢压力管道Ⅰ3与焊接于闸门2上的压力管道Ⅱ7中间由压力软管4相连接，能够满足闸门的自由启闭，且能满足水流的侵蚀和适应不同的环境，在温度和水压等不断变化的情况下具有长期的实用性和耐久性。
进一步地，所述的焊接于闸门2上的不锈钢压力管道Ⅱ7，不妨碍闸门的正常工作需求，其末端与带孔不锈钢压力管5相连接，带钻孔的不锈钢压力管5嵌于闸门上，方便闸门的启闭。
进一步地，所述的这种新型的潜水闸门底部清淤装置各部件紧密相连，各压力管与高压水泵1最终组成一个完整的封闭系统，向钻孔6处提供高压水流。
进一步地，检验和计算这种新型的潜水闸门底部清淤装置对闸底淤沙的冲击能力，首先要了解钻孔6处所受的水和淤沙的总压强，方便后面计算钻孔6处射出的高速水流对淤沙的冲击力大小；其次需根据高压水泵1所提供的流量计算各压力管中的流速，方便计算钻孔6处所喷出的水流流速和各处的水头损失；最后据已知条件，运用动量方程、能量方程及水头损失计算公式，计算这种新型的潜水闸门底部清淤装置对闸底淤沙的冲击能力。所述方法的具体步骤如下：
Step1：所述的带孔不锈钢压力管5上面的钻孔6处最终需喷射出高速水流，在闸底有淤沙压力和水压力的情况下对淤沙有足够的冲击力。可由公式P＝P0+ρgh计算钻孔6处的压强，其中P0为淤沙与水接触处的水压力，ρ为淤沙的密度，h为淤沙层到钻孔6处的高度(取到最底一排钻孔6的高度为h)。
Step2：可由连续性方程Q＝Av，在选择好各压力管断面和输入流量后计算各管内的流速。布置带孔不锈钢压力管5上面的钻孔6，均匀分布，然后由连续性方程Q＝Av计算出各钻孔6处的水流射速，其中Q为高压水泵1处的输入流量，A为总钻孔6面积，最后除于钻孔6数得出各钻孔6处的水流射速。
Step3：如下图所示
取一个水平方向的微小钻孔单元进行分析，钻孔喷出的水流，以速度v0射向闸底的淤沙，假设当水流被淤沙层阻挡以后，在那一个微小的时段对称均匀的分开，沿淤沙层的流速为v。若考虑的流动在一个水平面上，则不受重力的影响。可由动量方程ρQ(β2v2-β1v1)＝∑F进行计算射流对淤沙的冲击力。正方向取向右为X方向，分X和Y两个方向进行计算，最终由
计算得出冲击力。
其中1-1和2-2断面处的压强可取这个点的压强，可由上述压强计算公式P＝P0+ρgh得出，相对应的压力F＝PA。具体的断面面积可由模型计算确定。对于0-0断面的压强可根据能量方程
得出，基准面取带孔不锈钢压力管5轴线所在的平面。其中z1为连接高压水泵1的不锈钢压力管道3轴线到基准面的垂直距离，p1为高压水泵1提供给不锈钢压力管道3内的压强，v1为高压水泵1所提供的流量除于不锈钢压力管道3的断面面积所得的流速；z2为0，v2为钻孔6射速；
hw＝hf+hj,整个系统的水头损失等于沿程水头损失和局部水头损失之和，其中可由计算各管段的沿程水头损失，可由
计算局部水头损失。带入能量方程最终计算出0-0断面的压强，相对应的压力由F＝PA计算得出，最后带入动量方程，计算出钻孔6处的水流对淤沙的冲击力。
优选地，目的是保证钻孔6处的水流对淤沙的冲击力大于淤沙的凝聚力，能使淤沙成功变为悬移质，使闸门易于开启，减小淤沙对闸门影响。
本实施例的工作过程是：工作时，由高压水泵1产生的高压水流经不锈钢压力管道Ⅰ3和压力软管4注入带钻孔的不锈钢压力管5由其上的钻孔6高速射出，将闸门底部的淤泥及杂质清除干净。
本实用新型解决了泥沙容易堆积在潜水式的闸门底部，使闸门难以开启的问题，减少闸门的常年维修费用。结构简单，易于操作，适用于挡水建筑物河道水质较差的地区。具有更好的实用性。
实施例2：本实施例结构同实施例1，不同之处在于，压力管5的正面上打有钻孔6，所述压力管5的正面上打有5行钻孔6，每行打有6个钻孔，每个钻孔6的孔径均为8mm，每行相邻两钻孔6之间间隔3倍孔径大小。
实施例3：本实施例结构同实施例1，不同之处在于，压力管5的正面上打有钻孔6，所述压力管5的正面上打有6行钻孔6，每行打有5个钻孔，每个钻孔6的孔径均为10mm，每行相邻两钻孔6之间间隔2倍孔径大小。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种潜水闸门底部清淤装置，其特征在于，包括高压水泵(1)、闸门(2)、压力管道Ⅰ(3)、压力软管(4)、压力管(5)、钻孔(6)、压力管道Ⅱ(7)；
所述闸门(2)淹没于水面下方为潜水闸门，所述高压水泵(1)、压力管道Ⅰ(3)位于水面以上，压力管道Ⅰ(3)的一端与高压水泵(1)连通，压力管道Ⅰ(3)的另一端与压力软管(4)的一端连通，所述压力管道Ⅱ(7)竖直安装在闸门(2)上，所述压力管(5)横向安装在闸门(2)的底部，压力软管(4)的另一端与压力管道Ⅱ(7)的顶部连通，压力管道Ⅱ(7)的底部与压力管(5)连通，所述压力管(5)上打有钻孔(6)。
2.根据权利要求1所述的潜水闸门底部清淤装置，其特征在于：压力管(5)的背面嵌于闸门(2)内，压力管(5)的正面上打有钻孔(6)。
3.根据权利要求2所述的潜水闸门底部清淤装置，其特征在于：所述压力管(5)的正面上打有3行以上6行以下的钻孔(6)，且每行相邻两钻孔(6)之间间隔2至5倍孔径大小，孔径为5～10mm。
4.根据权利要求1所述的潜水闸门底部清淤装置，其特征在于：所述压力管道Ⅰ(3)、压力管(5)、压力管道Ⅱ(7)均为不锈钢管道。
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| CN201920076968.0U CN209907330U (zh) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | 一种潜水闸门底部清淤装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111910590A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-10 | 昆明理工大学 | 一种防冻兼清淤的闸门及防冻清淤方法 |
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2019
- 2019-01-17 CN CN201920076968.0U patent/CN209907330U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111910590A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-10 | 昆明理工大学 | 一种防冻兼清淤的闸门及防冻清淤方法 |
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