一种水流消能装置的制作方法

本发明涉及一种水流消能装置，属于水利工程领域。

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、脉动压力较大、抗冲保护难度大、所需消力池尺寸大及造价高等问题，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。

技术实现要素：

本发明提供了一种水流消能装置，以用于对高速水流进行消能。

本发明的技术方案是：一种水流消能装置，包括进水斜坡1、消力池底板2、尾槛3、边墙8、消能单元；

所述消力池底板2一端连接进水斜坡1，消力池底板2另一端连接尾槛3，消力池底板2两侧设有边墙8，两边墙之间同一水平面上设有3-5个消能单元。

所述进水斜坡1可以设置为两种形式，一种是平面斜坡，一种是曲面斜坡。

所述底板2厚度为0.3m-0.5m。

所述尾槛3高度取0.7m，便于保持池深并消去末端水的余能。

所述消能单元包括分流板4、收缩段5、转动轴6、挡水叶板7，分流板4设置于消力池底板2上侧两边墙之间并与消力池底板2平行；收缩段5设置于消力池底板2和分流板4之间，收缩段5宽始端靠近进水斜坡1端放置，收缩段5窄末端靠近尾槛3端放置；转动轴6设置于两边墙之间靠近收缩段5窄末端，转动轴6轴线与分流板4平行；转动轴6上设有挡水叶板7，挡水叶板7在水流冲击下带动转动轴6旋转。

所述分流板4的宽度取1.8m-5.6m，小于消力池的宽度；分流板4与底板2之间间距取0.5m-0.7m，小于消力池池深的一半。

所述收缩段5截面形状为矩形，收缩段5高度为底板2与分流板4之间的距离，收缩段5宽度从宽始端向窄末端逐渐变小，宽始端处宽度最大，取2m-6m，窄末端处宽度最小，取1.6m-4.8m。

所述转动轴6材料为q235钢，直径取0.05m-0.1m，转动轴6上的挡水叶板7叶数取4-8，均匀布置。

所述挡水叶板7高度取0.4m-0.6m，小于分流板4与底板2之间间距，挡水叶板7宽度取1.8m-5.2m，不小于收缩段5窄末端宽度；挡水叶板7厚度取0.02m-0.03m。

本发明的有益效果是：通过高速水流自身的能量抵消，达到对高速水流消能的目的；结构简单，利于实施，解决了常规消力池的施工布置过长问题，减少了消力池的布置面积；所用材料易获取且耐久性好。

附图说明

图1为本发明装置的平面图；

图2为本发明装置的剖面图；

图中各标号为：1-进水斜坡、2-底板、3-尾槛、4-分流板、5-收缩段、6-转动轴、7-挡水叶板、8-边墙。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-2所示，一种水流消能装置，包括进水斜坡1、消力池底板2、尾槛3、边墙8、消能单元；

所述消力池底板2一端连接进水斜坡1，消力池底板2另一端连接尾槛3，消力池底板2两侧设有边墙8，两边墙之间同一水平面上设有3个消能单元。

进一步地，可以设置所述进水斜坡1可以设置为两种形式，一种是平面斜坡，一种是曲面斜坡。本实施例中设置为平面斜坡。

进一步地，可以设置所述底板2厚度为0.3m。底板2的长度由所布置的消能单元个数确定。

进一步地，可以设置所述尾槛3高度取0.7m，便于保持池深并消去末端水的余能。

进一步地，可以设置所述消能单元包括分流板4、收缩段5、转动轴6、挡水叶板7，分流板4设置于消力池底板2上侧两边墙之间并与消力池底板2平行；收缩段5设置于消力池底板2和分流板4之间，收缩段5宽始端靠近进水斜坡1端放置，收缩段5窄末端靠近尾槛3端放置；转动轴6设置于两边墙之间靠近收缩段5窄末端，转动轴6轴线与分流板4平行；转动轴6上设有挡水叶板7，挡水叶板7在水流冲击下带动转动轴6旋转。

进一步地，可以设置所述分流板4的宽度取1.8m，小于消力池的宽度；分流板4与底板2之间间距取0.5m，小于消力池池深的一半。

进一步地，可以设置所述收缩段5截面形状为矩形，收缩段5高度为底板2与分流板4之间的距离，收缩段5宽度从宽始端向窄末端逐渐变小，宽始端处宽度最大，取2m，窄末端处宽度最小，取1.6m。

进一步地，可以设置所述转动轴6材料为q235钢，直径取0.05m，转动轴6上的挡水叶板7叶数取4，均匀布置。

进一步地，可以设置所述挡水叶板7高度取0.4m，小于分流板4与底板2之间间距，挡水叶板7宽度取1.8m，不小于收缩段5窄末端宽度；挡水叶板7厚度取0.02m。

实施例2：如图1-2所示，一种水流消能装置，包括进水斜坡1、消力池底板2、尾槛3、边墙8、消能单元；

所述消力池底板2一端连接进水斜坡1，消力池底板2另一端连接尾槛3，消力池底板2两侧设有边墙8，两边墙之间同一水平面上设有5个消能单元。

进一步地，可以设置所述进水斜坡1可以设置为两种形式，一种是平面斜坡，一种是曲面斜坡。本实施例中设置为曲面斜坡。

进一步地，可以设置所述底板2厚度为0.5m。底板2的长度由所布置的消能单元个数确定。

进一步地，可以设置所述尾槛3高度取0.7m，便于保持池深并消去末端水的余能。

进一步地，可以设置所述消能单元包括分流板4、收缩段5、转动轴6、挡水叶板7，分流板4设置于消力池底板2上侧两边墙之间并与消力池底板2平行；收缩段5设置于消力池底板2和分流板4之间，收缩段5宽始端靠近进水斜坡1端放置，收缩段5窄末端靠近尾槛3端放置；转动轴6设置于两边墙之间靠近收缩段5窄末端，转动轴6轴线与分流板4平行；转动轴6上设有挡水叶板7，挡水叶板7在水流冲击下带动转动轴6旋转。

进一步地，可以设置所述分流板4的宽度取5.6m，小于消力池的宽度；分流板4与底板2之间间距取0.7m，小于消力池池深的一半。

进一步地，可以设置所述收缩段5截面形状为矩形，收缩段5高度为底板2与分流板4之间的距离，收缩段5宽度从宽始端向窄末端逐渐变小，宽始端处宽度最大，取6m，窄末端处宽度最小，取4.8m。

进一步地，可以设置所述转动轴6材料为q235钢，直径取0.1m，转动轴6上的挡水叶板7叶数取8，均匀布置。

进一步地，可以设置所述挡水叶板7高度取0.6m，小于分流板4与底板2之间间距，挡水叶板7宽度取5.2m，不小于收缩段5窄末端宽度；挡水叶板7厚度取0.03mm。

实施例3：如图1-2所示，一种水流消能装置，包括进水斜坡1、消力池底板2、尾槛3、边墙8、消能单元；

所述消力池底板2一端连接进水斜坡1，消力池底板2另一端连接尾槛3，消力池底板2两侧设有边墙8，两边墙之间同一水平面上设有3-5个消能单元。消能单元消能能力的大小由消力池所设置的消能单元个数所决定，具体所需消能单元个数可由实际工程相变更。

进一步地，可以设置所述进水斜坡1可以设置为两种形式，一种是平面斜坡，一种是曲面斜坡。本实施例中设置为平面斜坡。

进一步地，可以设置所述底板2厚度为0.3m-0.5m。具体的尺寸大小由实际工况确定。底板2的长度由所布置的消能单元个数确定。

进一步地，可以设置所述尾槛3高度取0.7m，便于保持池深并消去末端水的余能。具体的尺寸大小由实际工况确定。

进一步地，可以设置所述消能单元包括分流板4、收缩段5、转动轴6、挡水叶板7，分流板4设置于消力池底板2上侧两边墙之间并与消力池底板2平行；收缩段5设置于消力池底板2和分流板4之间，收缩段5宽始端靠近进水斜坡1端放置，收缩段5窄末端靠近尾槛3端放置；转动轴6设置于两边墙之间靠近收缩段5窄末端，转动轴6轴线与分流板4平行；转动轴6上设有挡水叶板7，挡水叶板7在水流冲击下带动转动轴6旋转。

进一步地，可以设置所述分流板4的宽度取1.8m-5.6m，小于消力池的宽度；分流板4与底板2之间间距取0.5m-0.7m，小于消力池池深的一半。

进一步地，可以设置所述收缩段5截面形状为矩形，收缩段5高度为底板2与分流板4之间的距离，收缩段5宽度从宽始端向窄末端逐渐变小，宽始端处宽度最大，取2m-6m，窄末端处宽度最小，取1.6m-4.8m。

进一步地，可以设置所述转动轴6材料为q235钢，直径取0.05m-0.1m，转动轴6上的挡水叶板7叶数取4-8，均匀布置。具体的叶数由实际工况确定。

进一步地，可以设置所述挡水叶板7高度取0.4m-0.6m，小于分流板4与底板2之间间距，挡水叶板7宽度取1.8m-5.2m，不小于收缩段5窄末端宽度；挡水叶板7厚度取0.02m-0.03m。

本发明的工作原理是：下泻高速水流通过进水斜坡1进入消力池底板2，之后高速水流被分流板4分为上、下两层，下层水流通过进水斜坡1及收缩段5的加速，冲击到挡水叶板7上，同时挡水叶板7受到下层水流的冲击进行顺时针旋转，此过程消去了下层水流的部分能量；旋转的挡水叶板7撞击分流板4上侧的上层水流，阻碍了上侧水流的流动，消去了上层水流的部分能量。如此通过上、下两层水流进行的自身能量抵消，达到对水能消能的目的。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明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，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。