[发明专利]双滑道旋流式侧壁消能竖井

说明书

本发明公开了一种双滑道旋流式侧壁消能竖井，包括内外同心套设的过流井和排气井，过流井连接于进水渠和出水渠之间，排气井外侧壁与过流井内侧壁之间形成一环形旋流区域，该环形旋流区域被自上而下盘旋布置的隔离底板分隔为旋流滑道，在旋流滑道内的隔离底板上设有若干分流板，分流板将旋流滑道分隔成内滑道与外滑道；在内滑道及外滑道的外侧壁布置消能竖向隔板。本发明利用分流板将水流一分为二，提升流道过流能力并在旋流滑道内均布水量，减轻了旋流滑道顶层的“水翅”现象，并提高了竖井的消能率。

技术领域

本发明涉及排水工程技术领域，尤其涉及一种双滑道旋流式侧壁消能竖井。

背景技术

消能竖井作为一种竖向输水工事，将上层水流经竖井内消能结构进行消能后输出，常见于水电站、市政排水系统等水利工程中。目前主要的竖井结构形式有：跌落式、折板式、滑道旋流式、阶梯旋流式等。其中滑道旋流式消能竖井布置灵活，进水与出水可不在同一直线上，对地形适应性较好。但传统的滑道旋流式竖井中，水流沿滑道旋转下泄，受离心力作用，滑道上外侧水面明显高于内侧水面，高速水流条件下，易产生“水翅”现象（即水流撞击壁面引起水面剧烈升高）、滑道内侧无水覆盖、外壁受水流挤压等不良流态，从而影响滑道过流能力及竖井消能效果，进而影响竖井底部出口所衔接输水管道的进流平稳性，乃至影响整个输排水系统的安全稳定运行。

发明内容

发明目的：为了缓解旋流式滑道内外侧水面坡降、减小“水翅”高度、减轻外侧壁面所受压力、同时消能率显著提高的双滑道旋流式侧壁消能竖井，本发明提供一种双滑道旋流式侧壁消能竖井 。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的双滑道旋流式侧壁消能竖井，包括内外同心套设的过流井和排气井；所述过流井上部连接有进水渠，下端连接有出水渠；所述排气井外侧壁与所述过流井内侧壁之间形成一环形旋流区域；所述环形旋流区域内自上而下盘旋布置若干隔离底板形成旋流滑道，沿所述旋流滑道底板中线向上设置若干等距分流板，将所述旋流滑道分隔成顶部及侧面相通的内滑道与外滑道；所述内滑道外侧壁（即分流板内侧）及所述外滑道外侧壁等距布置若干竖向隔板消能。该双滑道旋流式侧壁消能竖井中利用分流板将水流一分为二，提升了流道过流能力，并有效减轻“水翅”现象，分流板间隔式分布缓解了滑道水面分布不均，同时侧壁竖向隔板大幅提高了竖井消能效果。

其中，所述分流板布置于滑道中线上，自进水渠起沿流道盘旋而下并延伸至出水渠内。自滑道首层起，等距地在所述内滑道外侧壁（即分流板内侧）及所述外滑道外侧壁上设置竖向隔板。内滑道外侧壁上的每块隔板后开间隔孔，将分流板等距间隔成若干段。水流自进水渠由分流板分成两股流入旋流滑道盘旋而下，内滑道及外滑道上，外侧水流撞击竖向隔板并流向内侧，水流速度得以降低，大量能量被消除；外滑道内部部分水流越过分流板或通过分流板上竖向隔板后的间隔孔流向内滑道，外滑道外侧壁水面降低，滑道内外侧水流得以重新分配，有效缓解了旋流式滑道水面分布不均、降低了滑道内外侧水面高差。

进一步，所述滑道宽度为b＝(D-d)/2，其中D为过流井外直径，d为排气井直径。

进一步，所述旋流滑道沿过流井盘旋圈数为n＝(H-h1)/h，其中H为竖井深度，h1为进水渠底板至竖井顶板高度，h为每层旋流滑道距离。

进一步，所述外滑道外壁的竖向隔板高度a1应高于所述分流板内侧竖向隔板高度a2，而外滑道外壁的竖向隔板宽度b1应等于分流板内侧竖向隔板宽度b2。

优选地，所述分流板内侧的竖向隔板高度a2与分流板高度h2一致，所述外滑道外壁的竖向隔板高度a1为a2的2倍。

进一步，所述外滑道外壁的竖向隔板与所述分流板内侧竖向隔板沿滑道上所处位置应一致，相邻隔板至竖井中线夹角为α，内外滑道每圈分别布置m块隔板，m＝360°/α。

再者，所述分流板高度应保证进口水流可分成两股的同时，还应避免过高而影响滑道水流的再分配。

优选地，所述分流板高度h2＝b/2。