CN210031721U - 一种水流反转消能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水流反转消能装置，包括消力池、进水斜坡，所述消力池内设有一个以上的消力单元，每个消力单元包括分流板、反冲孔、引流板条、支墩、挡水墩，分流板通过支墩固定在消力池底板上方或分流板通过与消力池边墙连接固定在消力池底板上方，分流板上开有反冲孔，反冲孔底部的一侧设置引流板条，沿水流方向在分流板后方设置挡水墩，当下泻高速水流从进水斜坡下泻时，下层水流进入分流板与底板之间，受引流板条的引流和挡水墩的拦截，从反冲孔反冲到分流板上方，实现了水流的水平和垂直方向的速度反转，上层水流受到反冲水流的冲击，相互抵消了上下层水流的能量，达到消能的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水流反转消能装置，属于水利工程技术领域。
背景技术
在水利水电泄水建筑物中，消能是泄水建筑物承担的重大任务，即安全宣泄多余洪水的同时严格控制下泄水流对坝体及下游基坑的冲刷，防止坝体破坏和坝基失稳。尤其对于高水头、大流量泄洪工程，存在着底板临底流速和脉动压力较大，抗冲保护难度大，且所需消力池尺寸大，造价高等问题,因此对这种消能形式的研究和工程应用一直存在局限性。对于下泄水流能量集中，消力池受边界地形限制长度不足的水流消能问题，消能难度较大，在尾坎处常出现较集中的水流冲击力和涌浪现象。然而在现阶段的技术支持下，我们对新型消力池的需求很大。
实用新型内容
本实用新型提供了一种水流反转消能装置，有效解决常规消力池的施工布置过长，消能效果不佳的问题。采用了凿有反冲孔的分流板结合引流板条及挡水墩，将下层水流翻转致上层水流，与上层水流冲击，能量相互抵消，达到消能的目的。
本实用新型的技术方案是：一种水流反转消能装置，包括消力池、进水斜坡；所述消力池包括边墙、消力池底板和尾槛，所述尾槛位于消力池尾部且与边墙连接，进水斜坡的上端连接下泻高速水流，进水斜坡的下端与消力池底板连接，所述消力池内设有一个以上的消力单元，消力池两端的边墙上设有一个以上的消力单元，消力池中部设置一个以上的消力单元，所述一个以上的消力单元结构相同，每个消力单元包括分流板、反冲孔、引流板条、支墩、挡水墩，所述分流板通过支墩固定在消力池底板上方或分流板通过与消力池边墙连接固定在消力池底板上方，分流板上开有一个以上的反冲孔，分流板上的反冲孔底部的一侧设置引流板条，沿水流方向在分流板后方设置挡水墩，挡水墩安装在消力池底板上。
所述进水斜坡为平面斜坡或曲面斜坡。
所述反冲孔为弧形孔，且弧形弯曲方向朝向消力池上游，相邻两个反冲孔之间的距离为30~50cm，每个反冲孔的孔顶端宽度为10~20 cm。
分流板的厚度为5~15cm，且分流板的宽度不小于消力池宽度的1/3，不大于消力池宽度的1/2。
引流板条的厚度与分流板的厚度相同，引流板条的长度与分流板的宽度相同。
支墩的长度与分流板的长度一致，高度为消力池底板到分流板之间的距离，起到支撑分流板及汇流下泻高速水流的作用。
所述挡水墩与分流板的间距为20~30cm，挡水墩的顶端与分流板齐平，挡水墩的长度与分流板的宽度相等，挡水墩朝向上游的壁面为弧形，用来回转下层剩余高速水流，引导高速水流充分消能。
本实用工作原理是：当下泻高速水流从进水斜坡下泻时，下层水流进入消力单元分流板与底板之间，受引流板条的引流和挡水墩的拦截，从反冲孔反冲到分流板上方，实现了水流的水平和垂直方向的速度反转，上层水流受到反冲水流的冲击，相互抵消了上下层水流的能量。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用的材料是钢筋混凝土，易获取，且耐久性好；本装置有效的解决了常规消力池的施工布置过长，消能效果不佳的问题。节约了建设资金，大大的缩短建设的工期，及耗费的人力，减少了消力池的布置面积；利用了凿有反冲孔的分流板结合引流板条及挡水墩，将下层水流翻转致上层水流，与上层水流冲击，能量相互抵消，达到消能的目的。
附图说明
图1为本实用新型一种水流反转消能装置的剖面图；
图2为本实用新型一种水流反转消能装置的平面图；
图中各标号为：1-进水斜坡、2-边墙、3-底板、4-尾槛、5-分流板、6-反冲孔、7-引流板条、8-支墩、9-挡水墩。
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，本水流反转消能装置，包括消力池、进水斜坡1；所述消力池包括边墙2、底板3和尾槛4，所述尾槛4位于消力池尾部且与边墙2连接，进水斜坡1的上端连接下泻高速水流，进水斜坡1的下端与消力池的底板3连接，所述消力池内设有5个消力单元，消力池两端的边墙2上分别设有2个消力单元，消力池中部设置一个消力单元，所述5个消力单元结构相同，每个消力单元包括分流板5、反冲孔6、引流板条7、挡水墩9，所述分流板5通过支墩8固定在消力池底板3上方或分流板5通过与消力池边墙2连接固定在消力池底板3上方，分流板5上开有2个反冲孔6，分流板5上的反冲孔6底部的一侧设置引流板条7，沿水流方向在分流板5后方设置挡水墩9，挡水墩9安装在消力池的底板3上。
所述进水斜坡1为平面斜坡。
所述反冲孔6为弧形孔，且弧形弯曲方向朝向消力池上游，相邻两个反冲孔6之间的距离为30cm，每个反冲孔6的孔顶端宽度为10 cm。
分流板5的厚度为5cm，且分流板5的宽度为消力池宽度的1/3。
引流板条7的厚度与分流板5的厚度相同，引流板条7的长度与分流板5的宽度相同。
支墩8的长度与分流板5的长度一致，高度为消力池底板3到分流板5之间的距离，起到支撑分流板5及汇流下泻高速水流的作用。
所述挡水墩9与分流板5的间距为20cm，挡水墩9的顶端与分流板5齐平，挡水墩9的长度与分流板5的宽度相等，挡水墩9朝向上游的壁面为弧形，用来回转下层剩余高速水流，引导高速水流充分消能。
本实用新型的工作原理如下：
当下泻高速水流从进水斜坡1下泻时，下层水流进入消力单元分流板5与底板3之间，受引流板条7的引流和挡水墩9的拦截，从反冲孔6反冲到分流板5上方，实现了水流的水平和垂直方向的速度反转，上层水流受到反冲水流的冲击，相互抵消了上下层水流的能量。
实施例2：本实施例结构同实施例1，不同之处在于，所述进水斜坡1为曲面斜坡，所述相邻两个反冲孔6之间的距离为40cm，每个反冲孔6的孔顶端宽度为15m，分流板5的厚度为10cm，且分流板5的宽度为消力池宽度的1/2，挡水墩9与分流板5的间距为25cm。
实施例3：本实施例结构同实施例1，不同之处在于，所述相邻两个反冲孔6之间的距离为50cm，每个反冲孔6的孔顶端宽度为20m，分流板5的厚度为15cm，且分流板5的宽度为消力池宽度的5/12，挡水墩9与分流板5的间距为30cm。
上面结合附图对本实用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做出各种变化。
Claims (7)
1.一种水流反转消能装置，其特征在于，包括消力池、进水斜坡（1）；所述消力池包括边墙（2）、底板（3）和尾槛（4），所述尾槛（4）位于消力池尾部且与边墙（2）连接，进水斜坡（1）的上端连接下泻高速水流，进水斜坡（1）的下端与消力池的底板（3）连接，所述消力池内设有一个以上的消力单元，消力池两端的边墙（2）上设有一个以上的消力单元，消力池中部设置一个以上的消力单元，所述一个以上的消力单元结构相同，每个消力单元包括分流板（5）、反冲孔（6）、引流板条（7）、支墩（8）、挡水墩（9），所述分流板（5）通过支墩（8）固定在消力池底板（3）上方或分流板（5）通过与消力池边墙（2）连接固定在消力池底板（3）上方，分流板（5）上开有一个以上的反冲孔（6），分流板（5）上的反冲孔（6）底部的一侧设置引流板条（7），沿水流方向在分流板（5）后方设置挡水墩（9），挡水墩（9）安装在消力池底板（3）上。
2.根据权利要求1所述的水流反转消能装置，其特征在于：所述进水斜坡（1）为平面斜坡或曲面斜坡。
3.根据权利要求1所述的水流反转消能装置，其特征在于：所述反冲孔（6）为弧形孔，且弧形弯曲方向朝向消力池上游，相邻两个反冲孔（6）之间的距离为30~50cm，每个反冲孔（6）的孔顶端宽度为10~20 cm。
4.根据权利要求1所述的水流反转消能装置，其特征在于：分流板（5）的厚度为5~15cm，且分流板（5）的宽度不小于消力池宽度的1/3，不大于消力池宽度的1/2。
5.根据权利要求4所述的水流反转消能装置，其特征在于：引流板条（7）的厚度与分流板（5）的厚度相同，引流板条（7）的长度与分流板（5）的宽度相同。
6.根据权利要求4所述的水流反转消能装置，其特征在于：支墩（8）的长度与分流板（5）的长度一致。
7.根据权利要求1所述的水流反转消能装置，其特征在于：所述挡水墩（9）与分流板（5）的间距为20~30cm，挡水墩（9）的顶端与分流板（5）齐平，挡水墩（9）的长度与分流板（5）的宽度相等，挡水墩（9）朝向上游的壁面为弧形。
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| CN112921916A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-06-08 | 东莞市水利勘测设计院有限公司 | 一种陡坡消能设施 |
| CN113893584A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-07 | 三峡大学科技学院 | 双层消能集沙渠道和方法 |
| CN114718028A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-07-08 | 中铁十四局集团第二工程有限公司 | 一种用于水流消能的双层分散消能装置 |
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