带消能球的消能装置

1.本实用新型涉及一种水流消能装置，尤其涉及一种带消能球的消能装置。


背景技术：

2.大坝建成后进行泄洪作业时需对高速高能水流进行消能处理，降低水流对下游的冲刷破坏。传统消能方式有挑流消能、底流消能和面流消能，但消能效果不理想，且水体在消能过程中产生的空化现象会对坝体造成巨大破坏，对下游护岸仍会造成巨大影响。


技术实现要素：

3.实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种能够提高对高能水流消能效果的带消能球的消能装置。
4.技术方案：本实用新型所述的带消能球的消能装置，包括坝身主体、溢流道，所述溢流道内固定有转轴，所述转轴上固定有可在水流的冲击下以转轴为中心旋转的消能球。
5.优选地，所述溢流道上开设有用于供消能球部分或全部嵌入的腔体。
6.为了增大消能球与水流的接触面积，进一步提高消能效果，所述消能球上设置有用于提高与水流接触面积的凹槽。
7.优选地，所述消能球有多个，在所述溢流道上间隔排列。
8.优选地，所述消能球体积的1/4～1/3伸出溢流道坡面。一方面为了防止消能球由于水流冲刷而冲离溢流道，另一方面有助于提高消能效果。
9.优选地，优选地，所述消能球的直径为40～50cm；所述凹槽发的直径为8～10cm。
10.优选地，所述凹槽在所述消能球上间隔排列；更优选的，所述消能球的顶部、四周各设有一个凹槽，共五个消能球。
11.优选地，所述消能球至少设有两排，所述消能球之间横向间距为10cm～20cm，纵向间距为20cm～30cm。
12.优选地，所述消能球位于溢洪道中间部位。
13.有益效果：本实用新型与现有技术相比，取得如下显著效果：1、不仅增强了坝体结构多样性，还能在溢流道处通过消能球的转动形成首次翻滚消能，从而大大提高消能效率，保证下游设施安全。2、相比于直接放置于溢流道上的消能球，本实用新型装置巧妙的利用了转轴与消能球的配合，增大消能球转动所需要的水流，从而进一步提高了消能效果；3、简单方便，原理通俗易懂，消能球插嵌在转轴上，且为混凝土材质，施工方便易于更换。
附图说明
14.图1为本实用新型的结构示意图；
15.图2为本实用新型的消能球的结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合说明书附图对本实用新型技术方案做进一步说明。
17.如图1
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2所示，本实用新型公开了一种带消能球的消能装置，包括坝身主体1，坝身主体1上通过墩墙设有3条溢流道2，溢流道2上预先开挖有腔体5，腔体5内浇注有转轴3，且由钢筋加固；转轴3上插嵌有消能球4，消能球4在水流的冲击下才能转动。消能球4表面开设有凹槽6，每个消能球的直径为40cm，具体的可以为40～50cm；每个凹槽的直径为8cm，具体的可以为8～10cm。消能球4及凹槽6的形状及尺寸视坝体尺寸而定，且不影响大坝的正常消能。消能球体积的1/4伸出溢流道坡面，具体的消能球伸出溢流道坡面的体积可以为1/4～1/3，一方面为了防止消能球由于水流冲刷而冲离溢流道，另一方面有助于提高消能效果。转轴3和消能球4均为混凝土材质，消能球4为带凹槽的混凝土球。每条溢流道上设有两排消能球，其中，每排等间隔设有4个消能球，消能球之间横向间距为10cm，具体的可以为10cm～20cm；纵向间距为20cm，具体的可以为20cm～30cm。
18.当上游泄洪时，高速高能水流冲下时带动带凹槽的混凝土球转动，由于带凹槽的混凝土球自重较大且与转轴之间会有巨大摩擦力，故使带凹槽的混凝土球转动会消耗大量水流动能，在水流进行挑流消能前进行了提前消能。
19.本实用新型装置不仅增强了坝体结构多样性，还能在溢流道处通过带凹槽的混凝土球的转动形成首次翻滚消能，从而大大提高消能效率。此外，带凹槽的混凝土球插嵌在消能转轴上，且为混凝土材质，施工方便易于更换，当带凹槽的混凝土球出现问题时还可进行替换。


技术特征：
1.一种带消能球的消能装置，包括坝身主体(1)、溢流道(2)，其特征在于，所述溢流道(2)内固定有转轴(3)，所述转轴(3)上固定有可在水流的冲击下以转轴(3)为中心旋转的消能球(4)。2.根据权利要求1所述的带消能球的消能装置，其特征在于，所述溢流道(2)上开设有用于供消能球(4)部分或全部嵌入的腔体(5)。3.根据权利要求1所述的带消能球的消能装置，其特征在于，所述消能球(4)上设置有用于提高与水流接触面积的凹槽(6)。4.根据权利要求1所述的带消能球的消能装置，其特征在于，所述消能球(4)有多个，在所述溢流道(2)上间隔排列。5.根据权利要求1所述的带消能球的消能装置，其特征在于，所述消能球(4)体积的1/4～1/3伸出溢流道(2)坡面。6.根据权利要求1所述的带消能球的消能装置，其特征在于，所述消能球(4)的直径为40～50cm。7.根据权利要求3所述的带消能球的消能装置，其特征在于，所述凹槽(6)的直径为8～10cm。8.根据权利要求3所述的带消能球的消能装置，其特征在于，所述凹槽(6)在所述消能球(4)上间隔排列。9.根据权利要求1所述的带消能球的消能装置，其特征在于，所述消能球(4)至少设有两排，所述消能球(4)之间横向间距为10～20cm，纵向间距为20～30cm。10.根据权利要求1所述的带消能球的消能装置，其特征在于，所述消能球(4)位于溢洪道中间部位。

技术总结
本实用新型公开了一种带消能球的消能装置，包括坝身主体、溢流道，所述溢流道内固定有转轴，所述转轴上固定有可在水力的冲击下以转轴为中心旋转的消能球。所述溢流道上开设有用于供消能球部分或全部嵌入的腔体。所述消能球上设置有用于提高与水力接触面积的凹槽。本实用新型利用了转轴与消能球的配合，增大了消能球转动所需要的水力，从而进一步提高了消能效果，不仅增强了坝体结构多样性，还能在溢流道处通过消能球的转动形成首次翻滚消能，从而大大提高消能效率，保证下游设施安全。保证下游设施安全。保证下游设施安全。


技术研发人员：刘永强 高阳 吴浩 陈羿名
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2020.12.25
技术公布日：2021/10/8