[发明专利]一种过流鼻坎的防护装置

说明书

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，具体地说是一种过流鼻坎防护装置。

背景技术

现有溢洪道的过流鼻坎有两种过流消能形式：挑流和面流。当溢洪道在高水头、大流量泄洪时，高速水流在过流鼻坎处的水流流态紊乱、漩涡湍急，极易产生气蚀(负压)现象，从而在过流鼻坎处发生不同程度的破坏，给工程运行带来了极大的安全隐患。造成这种破坏的实例已在国内有数例发生，解决这一不利现象的有效防范措施目前还有待探讨和研究。

另溢洪道的过流鼻坎，过流后或下雨后其反弧段经常会发生积水的现象，工程中虽然设置了排水管进行排水，但实际运行时极易发生堵塞，处理又比较困难，基本起不到排水的作用，形同虚设。残留水或雨水在鼻坎中滞留无法排除，时间久了水中的微生物会不断繁殖，最常见的是青苔，直观上很不美观，给溢洪道的整体外观带来了不利的影响，这与当前提倡的生态文明、环境保护理念相违背。

发明内容

本发明提供一种过流鼻坎的防护装置，目的是解决高速水流冲刷引起的气蚀(负压)对过流鼻坎造成的破坏现象以及鼻坎过流后的积水现象，弥补了过流鼻坎气蚀(负压)破坏的防范措施同时又克服了现有排水技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：

一种过流鼻坎的防护装置，过流鼻坎处弧线底部两侧各设置有一进水口，所述进水口底部开口连接有反向弧度排水管，反向弧度排水管连接有斜下排水管，所述斜下排水管与水平线成30-45°角，出水口出口高程需高于下游正常水位；所述过流鼻坎内埋设有侧引导气管、阻水腔、气管，边墙上设置充吸气装置，所述充吸气装置包括真空泵和气泵，在所述反向弧度排水管一侧设置有一侧引导气管，所述侧引导气管连接有一阻水腔，阻水腔连接有气管，气管连接有充吸气装置，在所述侧引导气管与阻水腔之间设置有防水透气膜，所述进水口设计为锥形槽，在所述锥形槽处安装有锥形陶瓷滤芯，所述锥形槽顶部与过流鼻坎弧线形成平滑连接，所述锥形槽与锥形陶瓷滤芯之间设置有缓冲垫，所述缓冲垫为橡胶垫。这种设计，第一可以平衡过流时过流鼻坎处产生的负压，避免造成气蚀现象，通过充吸气装置的气泵充气即可完成；第二可以解决过流后过流鼻坎中积水问题，直接通过排水管即可排出剩余残留水，还可借助于充吸气装置的真空泵实现快速排水的效果；第三反向弧度设计排水管的设计能够保持过流鼻坎上部正常的水流流态，并避免了对水舌的挑射射程的不利影响；第四阻水腔的设计避免了流水吸附至充吸气装置中造成设备的损坏；第五侧引导气管与阻水腔之间设置有防水透气膜，这种设计更好的实现了充吸气功能，而不必担心流水造成设备的损坏，设计简单巧妙；第六在锥形槽内放置有陶瓷滤芯，通过陶瓷滤芯的放置，不仅能够解决过流鼻坎积水问题，还能避免泥沙等杂物落入凹槽内，造成凹槽内杂物的淤积。采用平滑连接，能够保持原设计的水流流态不受影响；第七缓冲垫的设计能够在一定程度上防止锥形陶瓷滤芯与过流鼻坎刚性接触的脆性破坏，并起到加固锥形陶瓷滤芯的作用。

进一步地，所述侧引导气管内设置有一导向槽，在所述导向槽上连接有锥形滑块，所述锥形滑块在导向槽内滑动，锥形滑块下部设置有滑动活塞，所述导向槽内设置有由滑动活塞与导向槽之间形成的充放气空腔，所述充放气空腔与导气连管相连通，导气连管连接有阻水腔，在反向弧度排水管内设置有一锥形塞，在锥形塞与反向弧度排水管之间设置有第一弹簧。这种设计适合解决在实际泄洪过程中过流鼻坎尾端负压较大时，及易发生气蚀破坏的状况下，充气更集中、更快速。

进一步地，所述过流鼻坎中设置有一主气管，主气管与反向弧度排水管相连接，主气管另一端与过流鼻坎尾端连通，在主气管与反向弧度排水管结合处设置有一斜气管，在所述主气管与管内陶瓷滤芯之间设置有一防水透气膜。这种设计作为辅助装置，可更方便的加大充气量。

进一步地，还包括第一辅助充气机构，所述第一辅助充气机构包括纵向连通管及设置在边墙内部的通气道，所述纵向连通管连接有若干主气管，纵向连通管与边墙顶部的上通气孔相连通。这种设计能够辅助调节过流鼻坎处的压强与空气中的压强相一致，能更有效地发挥平衡压力的作用，并可消减过流鼻坎尾端较大的负压值。

边墙上设置的上通气孔，通过纵向连通管与主气管连通，起到了平衡压力的作用，进一步保证了消除气蚀(负压)的有效性和可靠性。