一种水利渡槽消波消能构件的制作方法

本发明涉及水利工程，具体涉及一种水利渡槽消波消能构件。

背景技术：

1、渡槽是指的输送水资源的架空水槽，得到了广泛应用。在实际调度运行中，渠道工程整体输水状态平稳，但当工程处于大流量输水工况时，渡槽槽身内水流会出现水面交替起伏现象。渡槽超常水位波动给渡槽安全运行带来了一系列不利影响，波峰阵发性击打渡槽顶部横梁，同时水面周期性左右晃动将对渡槽整体结构产生疲劳性损伤，长期此工况运行将严重影响渡槽耐久性，对工程的安全调度运行造成影响。

2、现有技术中一般采用消力坎结构，消力坎是通过水跃,将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流,以消除动能的消能方式，因其主流位于渠槽底部，故又称底流消能。水跃消能主要靠水跃产生的表面旋滚及旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混作用；但是现有的消力坎结构与渡槽主体为一体结构，一旦损坏基本无法维修，且该结构常年被水流冲击，日久使用便容易损坏，维修成本高。

3、现有技术中，如专利号为2021103653921的发明专利，其公开了一种消除渡槽水位波动的底坎式构件，能对既有渡槽进行施工改造，通过将底坎设置在渡槽出口之前，设置有底坎一侧的渡槽水流在经过底坎之后会形成与另一侧未设置底坎的渡槽水流不同的水力特征，渡槽出口处有底坎一侧出口水流流速较大，导致出口后卡门涡街混乱，不再出现左右对称的卡门涡街现象，进而减小渡槽槽身内部水流的水位波动现象，从而达到有效改善渡槽槽身内部水流的水力学条件的目的；这种结构采用装配式的方式将构件加装到渡槽内，其采用螺纹顶紧的方式进行安装，借助于水力的冲击进行驱动螺杆转动，并提供顶紧力，这种固定稳定性差，水流所能提供的驱动力有限，无法确保顶紧效果；同时这种结构中齿状结构为固定分布，水流被齿状结构分流，形成多股水流，这种水流多为稳定的水流，水力特征稳定，仍然具有一定周期的晃动，容易对渡槽主体造成疲劳性损伤，基于此，研究一种水利渡槽消波消能构件是必要的。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明的目的在于提供一种水利渡槽消波消能构件，有效的解决了现有的底砍结构分流后水力特征稳定，仍会对渡槽主体造成损伤的问题。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种水利渡槽消波消能构件，包括固定构件、固定组件、活动构件和驱动组件；其中所述固定构件包括固定底砍、中心体和固定消能齿；所述固定底砍的中部固定有中心体，固定消能齿间隔布置在固定底砍的两侧；

3、所述固定组件包括紧固座、紧固块和紧固螺栓；所述紧固座固定在固定底砍的端部区域上，其朝外的一侧为斜面结构，在紧固座外侧的固定底砍上设置有连接孔，所述紧固块的外侧为平面，其内侧为与所述斜面结构适配的斜面，在紧固块上设置有沿水平方向的扁孔，所述紧固螺栓套装在扁孔内，其下部螺纹连接在连接孔内，其上部设置有比扁孔大的压帽；

4、所述活动构件包括定位套、活动底砍和活动消能齿，所述定位套固定在固定底砍两侧的侧面，所述活动底砍套装在定位套上，所述活动消能齿固定在活动底砍上，并与固定消能齿对应；

5、所述驱动组件包括水轮、锥齿轮组、驱动轴、转盘和偏心杆，所述锥齿轮组设置在中心体内，所述水轮固定在中心体上，所述水轮的转轴和驱动轴分别与锥齿轮组的两个转轴传动连接，所述转盘固定在驱动轴的端部，所述偏心杆铰接在活动底砍和转盘之间。

6、进一步的，所述水轮包括外壳、扇叶和转轴，所述外壳通过支架固定在固定底砍上，所述扇叶置于外壳内，并阵列固定在转轴上，所述转轴与锥齿轮组的一个转轴传动连接。

7、进一步的，所述外壳的外侧设置八字形的引流板，所述外壳的前侧设置有向一侧偏斜的进水口，在外壳的后侧设置有排水口。

8、进一步的，所述引流板的背侧与支架之间还设置有加强杆。

9、进一步的，所述活动底砍的中部设置有轴座，所述驱动轴转动设置在轴座内，所述偏心杆的一端铰接在转盘的外侧面，另一端铰接在活动消能齿上。

10、进一步的，在所述活动消能齿呈三角状结构，其顶部正对固定消能齿之间的区域。

11、进一步的，所述活动底砍被偏心杆驱动做往复运动，其往复运动的幅度与所述固定消能齿的间距相等。

12、进一步的，所述活动消能齿和活动消能齿均呈波浪状结构。

13、进一步的，所述扁孔为一个或并列设置有两个；所述紧固螺栓对应布置在扁孔内，并设置有一个或两个。

14、进一步的，紧固座的斜面两侧设置有侧板，所述紧固块嵌套在侧板之间。

15、上述技术方案的有益效果是：本发明主要针对现有技术中拦水消能齿为固定分布，水流通过该固定结构后，所具有的水力特征稳定，乱流和消能效果有限，仍会对渡槽造成一定的损伤，基于此，本发明在两个并行的渡槽中，选择一个设置底砍构件，在具体结构中该底砍构件包括一个固定体和一个活动体，固定体结构具有一个固定底砍，固定底砍上分布有多个固定消能齿，且固定消能齿之间存在过水间隙，两侧通过斜面紧固顶撑的结构顶撑固定在渡槽的内壁上，利用紧固块与渡槽内壁的摩擦力进行固定，并抵抗水体的冲击，同时本发明在固定体上布置有一个活动体，活动体在结构上包括活动底砍，以固定底砍为基础，在其上布置定位套结构，活动底砍活动套装在其中，并能沿定位套确定的路径进行滑动。

16、为了驱动活动底砍，本发明在固定底砍的中部区域固定有中心体，中心体的内部设置有锥齿轮组，利用水轮来接收水体冲击，并产生动力，进而驱动锥齿轮组转动，将动力传递给驱动轴，驱动轴上固定有转盘，转盘通过偏心杆结构与活动底砍传动连接，从而在水体定向的驱动水轮转动，并使转盘持续绕一个方向转动，进而使活动底砍在定位套的装配限位下进行左右滑动。

17、通过上述结构进而实现本发明的核心构思，即在固定消能齿的后侧布置能够左右滑动的活动消能齿，在位置关系上，活动消能齿在两固定消能齿之间的空隙内摆动，当水流从固定消能齿的空隙内经过后，会在其后侧被一个晃动的活动消能齿进一步扰流，从而使水流的整体水力特征混乱，实现消波消能和乱流的目的，从而两侧渡槽的对称性差异明显，不会出现卡门涡街效应，减少了渡槽内部水流的水体波动，改善力学特征，使水流平稳的通过渡槽，减少对渡槽的损伤。

18、同时本发明在结构上为后装配结构，当结构损坏时能够进行更换维护，同时该结构能够适用于现有渡槽结构的改造，针对不同的渡槽宽度提供对应长度的结构，整体固定点位处于两侧，便于在两侧对结构进行组装，结构稳定性强，施工难度小，保证了渡槽工程的安全运行，对现有渡槽改造工程具有重要意义。

技术特征：

1.一种水利渡槽消波消能构件，其特征在于，包括固定构件、固定组件、活动构件和驱动组件；其中所述固定构件包括固定底砍、中心体和固定消能齿；所述固定底砍的中部固定有中心体，固定消能齿间隔布置在固定底砍的两侧；

2.根据权利要求1所述的水利渡槽消波消能构件，其特征在于：所述水轮包括外壳、扇叶和转轴，所述外壳通过支架固定在固定底砍上，所述扇叶置于外壳内，并阵列固定在转轴上，所述转轴与锥齿轮组的一个转轴传动连接。

3.根据权利要求2所述的水利渡槽消波消能构件，其特征在于：所述外壳的外侧设置八字形的引流板，所述外壳的前侧设置有向一侧偏斜的进水口，在外壳的后侧设置有排水口。

4.根据权利要求3所述的水利渡槽消波消能构件，其特征在于：所述引流板的背侧与支架之间还设置有加强杆。

5.根据权利要求1所述的水利渡槽消波消能构件，其特征在于：所述活动底砍的中部设置有轴座，所述驱动轴转动设置在轴座内，所述偏心杆的一端铰接在转盘的外侧面，另一端铰接在活动消能齿上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的水利渡槽消波消能构件，其特征在于：在所述活动消能齿呈三角状结构，其顶部正对固定消能齿之间的区域。

7.根据权利要求6所述的水利渡槽消波消能构件，其特征在于：所述活动底砍被偏心杆驱动做往复运动，其往复运动的幅度与所述固定消能齿的间距相等。

8.根据权利要求6所述的水利渡槽消波消能构件，其特征在于：所述活动消能齿和活动消能齿均呈波浪状结构。

9.根据权利要求1所述的水利渡槽消波消能构件，其特征在于：所述扁孔为一个或并列设置有两个；所述紧固螺栓对应布置在扁孔内，并设置有一个或两个。

10.根据权利要求1所述的水利渡槽消波消能构件，其特征在于：紧固座的斜面两侧设置有侧板，所述紧固块嵌套在侧板之间。

技术总结
本发明涉及一种水利渡槽消波消能构件，包括固定构件、固定组件、活动构件和驱动组件；固定构件包括固定底砍、中心体和固定消能齿；固定底砍的中部固定有中心体，固定消能齿间隔布置在固定底砍的两侧；固定组件包括紧固座、紧固块和紧固螺栓；活动构件包括定位套、活动底砍和活动消能齿，定位套固定在固定底砍两侧的侧面，活动底砍套装在定位套上，活动消能齿固定在活动底砍上，并与固定消能齿对应；驱动组件包括水轮、锥齿轮组、驱动轴、转盘和偏心杆，水轮的转轴和驱动轴分别与锥齿轮组的两个转轴传动连接，转盘固定在驱动轴的端部，偏心杆铰接在活动底砍和转盘之间；本发明结构稳定性强，施工难度小，保证了渡槽工程的安全运行。

技术研发人员：任现雷,潘伊晴,任爱景,王闯,郑洋
受保护的技术使用者：任现雷
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13