[发明专利]一种旋流环形堰防蚀、消能的泄洪方法及装置

权利要求书

1.一种旋流环形堰防蚀消能的泄洪装置，包括依次相连的竖井(1)、平洞(2)以及出水洞(3)，所述竖井(1)远离平洞(2)的一端设置有进水口，其特征在于：所述竖井(1)与平洞(2)的连接处设置有消能部(4)；所述消能部(4)包括连接竖井(1)和平洞(2)的连接管(42)和设置于连接管(42)上并与连接管(42)相连通的消能室(43)；所述消能室(43)呈空心圆柱状，且在消能室(43)的圆周侧壁上开设有相对设置的两个固定孔；所述连接管(42)的端部固定于固定孔内；所述消能室(43)内转动设置有竖直设置的转杆(431)；所述转杆(431)的轴线与消能室(43)的轴线重合；所述转杆(431)的外侧壁上固定有多个间隔设置的换向叶(432)；所述平洞(2)呈管状结构，且平洞(2)内固定有固定环(21)；所述固定环(21)的轴线与平洞(2)的轴线相重合；所述平洞(2)的内侧壁上设置有用于安装固定环(21)的连接件(22)；所述固定环(21)上转动设置有消能辊(23)，消能辊(23)沿固定环(21)的周向间隔设置有多个。

2.根据权利要求1所述的一种旋流环形堰防蚀消能的泄洪装置，其特征在于：所述连接管(42)远离竖井(1)的一端连通有竖管(44)；所述平洞(2)靠近竖井(1)的一端与竖管(44)的一侧相连通；所述连接管(42)的下表面低于平洞(2)的下表面。

3.根据权利要求2所述的一种旋流环形堰防蚀消能的泄洪装置，其特征在于：所述固定环(21)沿平洞(2)的长度方向间隔设置有多个。

4.根据权利要求3所述的一种旋流环形堰防蚀消能的泄洪装置，其特征在于：所述消能辊(23)的截面为菱形。

5.根据权利要求4所述的一种旋流环形堰防蚀消能的泄洪装置，其特征在于：所述平洞(2)上且位于固定环(21)靠近竖井(1)的一侧均设置有一段扩径管(13)；所述扩径管(13)的直径大于平洞(2)的直径。

6.根据权利要求5所述的一种旋流环形堰防蚀消能的泄洪装置，其特征在于：所述竖井(1)的下端且位于连接管(42)的另一侧连通有集水管(41)；所述集水管(41)内设置有过滤网(411)；所述集水管(41)远离连接管(42)的一端密封设置，且集水管(41)的端部与过滤网(411)之间填充有碎石。

7.根据权利要求6所述的一种旋流环形堰防蚀消能的泄洪装置，其特征在于：所述竖井(1)的进口处设置呈喇叭状的环形堰(11)；所述环形堰(11)的内环与竖井(1)的连接处形成光滑的收缩型曲面；所述环形堰(11)外设置有多个导流墩(12)；所述导流墩(12)的中心线与环形堰(11)的切线呈10-40度角。

8.根据权利要求7所述的一种旋流环形堰防蚀消能的泄洪装置，其特征在于： 所述竖井(1)的内侧壁上设置有朝向竖井(1)轴线延伸的环形阶梯；所述竖井(1)的口径由进水口朝竖井(1)下端的方向逐渐减小。

9.根据权利要求8所述的一种旋流环形堰防蚀消能的泄洪装置的泄洪方法，其特征在于： 所述方法包括以下步骤：

水流在导水墩的作用下，以与环形堰(11)相切的方向进入环形堰(11)，水流在导流墩(12)的引流下旋转进入到竖井(1)中；

水流经过竖井(1)后，集水管(41)与竖井(1)的下端具有一定的空腔，水流在空腔内产生旋滚流，旋滚流在集水管(41)端部设置的碎石堆(412)的作用下，消耗一部分能量；

水流继续流动并经过连接管(42)，由于连接管(42)上设置有消能室(43)，水流进入消能室(43)内，带动换向叶(432)转动，将水流的冲击转换成换向叶(432)转动的动能，达到消能的目的；

水流经过消能室(43)后，进入到竖管(44)处，由于平洞(2)的轴线高于连接管(42)的轴线，使得水流需要消耗部分能量流入到平洞(2)内；

水流在平洞(2)内流动，经过扩径管(13)时，水流会产生涡流，能够增大水流的路径，减小水流的速度，水流流出扩径管(13)后冲向固定环(21)处，水流冲击到消能辊(23)的一侧，使得消能辊(23)转动，进行消能，水流在平洞(2)内反复经过几次扩径管(13)和消能辊(23)的消能，消耗大量能量；

经过多次消能后的水流经出水洞(3)排出。