[发明专利]一种旋流环形堰防蚀、消能的泄洪方法及装置

说明书

本申请涉及一种旋流环形堰防蚀、消能的泄洪装置，涉及水利工程技术的领域，其包括依次相连的竖井、平洞以及出水洞，所述竖井远离平洞的一端设置有进水口，所述竖井与平洞的连接处设置有消能部；所述消能部包括连接竖井和平洞的连接管和设置于连接管上并与连接管相连通的消能室；所述消能室呈空心圆柱状，且在消能室的圆周侧壁上开设有相对设置的两个固定孔；所述连接管的端部固定于固定孔内；所述消能室内转动设置有竖直设置的转杆；所述转杆的轴线与消能室的轴线重合；所述转杆的外侧壁上固定有多个间隔设置的换向叶。本申请具有减小竖井内产生负压，减少产生空蚀现象的效果。

技术领域

本申请涉及水利工程技术的领域，尤其是涉及一种旋流环形堰防蚀、消能的泄洪方法及装置。

背景技术

目前，在水利水电工程中，水库挡水建筑物为土石坝时，常采用的溢洪道或泄洪洞方式泄洪，但当坝址两岸地形较陡，不具备做溢洪道条件时，往往选择采用泄洪洞方式，且常结合施工导流洞布置。

现有的，公告号CN101881020B为的中国发明专利公开了一种潜水起旋墩自调流竖井消能方法与装置，包括底部与水平泄洪洞连接的使洪水竖直下落的旋流竖井，旋流竖井的顶端连接喇叭形堰下的小口端，喇叭形堰上的大口端的外围绕旋流竖井中心轴线均匀布置多个起旋墩，起旋墩的水平截面是细长的多边形，多边形最长的边与喇叭形堰大口外圆周的切线成α≤15°夹角连接，起旋墩从堰顶算起的高度≤堰顶最高水深的3/4。

针对上述中的相关技术，发明人认为在竖井内易产生负压，特别是靠近竖井下部的负压能达到气化压力，引起竖井空蚀。

发明内容

为了解决竖井内易产生负压，引起竖井空蚀的问题，本申请提供一种旋流环形堰防蚀、消能的泄洪方法及装置。

一方面，本申请提供的一种旋流环形堰防蚀、消能的泄洪装置采用如下的技术方案：

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、平洞以及出水洞，所述竖井远离平洞的一端设置有进水口，所述竖井与平洞的连接处设置有消能部；所述消能部包括连接竖井和平洞的连接管和设置于连接管上并与连接管相连通的消能室；所述消能室呈空心圆柱状，且在消能室的圆周侧壁上开设有相对设置的两个固定孔；所述连接管的端部固定于固定孔内；所述消能室内转动设置有竖直设置的转杆；所述转杆的轴线与消能室的轴线重合；所述转杆的外侧壁上固定有多个间隔设置的换向叶。

通过采用上述技术方案，泄洪时，水流会经过消能室进行消能，将水流的冲击转换成换向叶转动的能量，且转动的换向叶能够有效减缓水流的流速，消除负压，有效地降低对竖井的空蚀。在竖井和平洞之间设置一段连接管，能够有效对水流起到缓冲的作用，减少水流直接冲刷对平洞侧壁产生冲击力，达到消能的目的，提高对平洞的保护效果。

优选的，所述连接管远离竖井的一端连通有竖管；所述平洞靠近竖井的一端与竖管的一侧相连通；所述连接管的下表面低于平洞的下表面。

通过采用上述技术方案，在连接管和平洞之间设置竖管，使得水流经过消能室减缓流速后能够留存于连接管内较长的时间，水流向上流入到平洞内，能够将水流所携带的一部分能量转化成势能进行消耗，有利于进一步减少水流的冲击，进行消能。

优选的，所述平洞呈管状结构，且平洞内固定有固定环；所述固定环的轴线与平洞的轴线相重合；所述平洞的内侧壁上设置有用于安装固定环的连接件；所述固定环上转动设置有消能辊，消能辊沿固定环的周向间隔设置有多个。

通过采用上述技术方案，水流冲击到固定环处，水流的冲击力会带动消能辊转动，从而能够将水流的冲击转换成消能辊转动的能量进行消耗，达到消能的目的。

优选的，所述固定环沿平洞的长度方向间隔设置有多个。

通过采用上述技术方案，间隔设置的多个固定环上的消能辊能够进一步减小水流的流速，降低水流对平洞内壁的冲击，有效进行消能。