一種分散消能的臥管式取水裝置的製作方法

2023-09-19 04:33:50

本發明涉及水利工程取水裝置領域，特別是涉及一種分散消能的臥管式取水裝置。

背景技術：

山區小型水庫一般修建在地勢相對較高又便於匯水的山谷地帶。為引取水庫表層高溫水灌溉下遊農田，通常修建臥管式取水裝置。傳統臥管式取水裝置通常採用集中消能方式，其消能工為臥管底端的消力井，易出現以下問題：第一，集中消能噪音大、消能效果不易保證，無法適用高水頭水庫取水；第二，水流對消力井的巨大衝擊力、振動等作用，易造成消力井破壞；第三，消力井體積很大，且設置在距水面較遠的臥管底端，運行維護不方便。上述系列問題影響了該取水裝置更好的推廣應用。

技術實現要素：

針對現有臥管式取水裝置消能效果不佳、適應水頭範圍窄、結構易破壞、維護不方便等問題，本發明利用階梯沿程消能、消力井分級消能，提供了一種分散消能的臥管式取水裝置。

為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是：本發明公開了一種分散消能的臥管式取水裝置。所述取水裝置包括臥管、消能工；所述臥管的頂部設置通氣孔，上遊面設置進水孔；所述消能工包括消能階梯、一級消力井、二級消力井；所述消能階梯設置於臥管底板上；所述一級消力井與二級消力井分別設置在臥管的中部與底部，且二者的頂部均設置檢修進人孔；所述二級消力井連接輸水涵管。

進一步地，所述臥管的斷面形狀採用矩形。

進一步地，所述進水孔的位置對應消能階梯的臺階水平面，且孔徑略小於臺階水平面寬度。

進一步地，所述消能階梯單個階梯高寬比與上遊壩坡坡比一致，高度為50mm~400mm；臺階高度不超過臥管斷面高度的1/2。

有益效果：本發明沿程布置消能階梯、分級布置消力井，使水流通過進水孔進入臥管後，直接跌落在進水孔對應的消能階梯上，產生強烈的撞擊，進而消能；水流沿消能階梯下洩，沿程撞擊每級階梯面凸角，階梯內水流強烈旋滾，使水流紊動摻混作用增強，同時經通氣孔補氣，空氣大量摻入使水流進一步破碎，增強消能效果；水流到達消能階梯末端時能量顯著減小，減弱了對一級消力井的衝擊；水流跌落在一級消力井水墊層表面，發生撞擊、擴散並產生旋滾消能，同時避免了水流直接衝擊消力井底板造成的破壞；之後，水流繼續沿消能階梯下洩消能；最後在二級消力井內進一步消能。本發明設計的臥管式取水裝置消能效果更好、適用水頭範圍更廣、安全性更高、維護更方便。

與已有技術相比，本發明的優點體現在。

1、消能效果更好、適用水頭範圍更廣。通過沿程消能階梯上水流撞擊、旋滾、摻混作用，以及分級消力井內水流撞擊、擴散、旋滾作用，能獲得更佳消能效果，使該取水裝置能很好滿足高水頭水庫取水。

2、取水裝置更安全。下洩水流通過階梯沿程撞擊、旋滾、摻混消能後進入消力井，大幅減小了水流進入消力井時的勢能；同時水流跌落於水墊層撞擊擴散消能，避免直接衝擊消力井底板，提高了取水裝置的安全性。

3、維護更方便。分級布置消力井，避免了單個消力井體積過大，且一級消力井距水面近，方便了運行維護。

附圖說明

圖1是本發明的裝置整體示意圖。

在圖中：1—臥管；2—通氣孔；3—進水孔；4—消能階梯；5—一級消力井；6—二級消力井；7—檢修進人孔；8—輸水涵管。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

實施例。

本發明公開了一種分散消能的臥管式取水裝置。所述取水裝置包括臥管1、消能工；所述臥管1的頂部設置通氣孔2，用於補氣，上遊面設置進水孔3，用於取水；所述消能工包括消能階梯4、一級消力井5、二級消力井6；所述消能階梯4設置於臥管1底板上，保證水流下洩時沿程消能；所述一級消力井5與二級消力井6分別設置在臥管1的中部與底部，且二者的頂部均設置檢修進人孔7，便於後期維護；所述二級消力6井連接輸水涵管8，用於輸水。

進一步地，所述臥管1的斷面形狀採用矩形，矩形結構方便消能階梯4的施加。

進一步地，所述進水孔3的位置對應消能階梯的臺階水平面，且孔徑略小於臺階水平面寬度，使得水流進入臥管1後，直接跌落在消能階梯4臺階水平面上，產生撞擊消能。

進一步地，所述消能階梯4單個階梯高寬比與上遊壩坡坡比一致，高度為50mm~400mm，使裝置滿足取水要求；臺階高度不超過臥管1斷面高度的1/2，使水流進入臥管1後處於無壓狀態，正常發生撞擊、摻混以及旋滾消能。