[实用新型]基于闸室分层消能的输水装置

说明书

本实用新型涉及一种基于闸室分层消能的输水装置，属于水利工程通航建筑领域。包括：闸室双侧主输水廊道、一级分流口、一级分支廊道、二级分流口、二级分支廊道、侧支孔，三级分支廊道，顶出水支孔，消能盖板。主输水廊道、一级分流口、一级分支廊道、二级分流口、二级分支廊道、侧支孔和三级分支廊道均为矩形断面,一级分流口在1/2闸室长度处,闸室左右两侧主输水廊道在1/2廊道高度处，二级分流口分别设在1/4和3/4闸室长度处，在主廊道流量左右分配不均的情况下，本实用新型仍能有效地平衡每个分支廊道的流量。

技术领域

本实用新型涉及一种基于闸室分层消能的输水装置，具体而言是一种适合60m级单级船闸的输水装置，属于通航建筑领域。

背景技术

通航建筑物是内河水运中实现河流渠化、沟通不同水系的重要建筑型式，它与内河航道之间是点与线的关系，河流各梯级间航道由通航建筑物连接成为上下全线畅通的航道，不同水系之间的航道也必须依靠通航建筑物才能连接成四通八达的内河航运网。船闸是通航建筑物中历史最悠久和数量最多的型式。据不完全统计，目前全世界约有船闸近4000座，占通航建筑物总数的97％以上。在我国近1000座通航建筑物中，船闸占总数的90％以上。

船闸建设的主要技术指标为水头、闸室尺寸及输水时间，船闸尤其是高水头船闸的关键技术问题是探求保证船舶迅速安全过闸的、经济合理的输水型式。船闸输水装置是完成闸室充、泄水运行的主要设备，将直接影响到船闸的通过能力、过闸船舶及船闸的安全。要使输水时间缩短，就必须增大充、泄水的流量并加大流量的增率，而流量和流量增率越大，过闸船舶的停泊条件就越差，因此，要根据不同工程进行分析并妥善布置，使输水装置获得良好的水力性能。

船闸输水装置与闸室尺度和水头相匹配，型式多样，集中输水型式适用于低水头、小尺度船闸；对于高水头、大尺度船闸，一般采用分散输水型式。显然为适应船闸大型化和高水头化发展，与之相匹配的输水系统型式越来越复杂，且随着更大尺度更高水头船闸的出现，上述输水系统布置型式已很难满足过闸船舶停泊安全要求。

随着我国经济的发展和水运量的增加，许多船闸的规模已不能满足货运量增长的需求，出现滞航现象，有些已经扩建二线、三线、甚至四线船闸，有些亟待改扩建。因此，修建40～60m的超高水头、超大规模巨型船闸符合国家经济发展的需要。有必要对超高水头巨型船闸开展基础理论研究，关键是对其输水系统进行创新和优化，确保船闸的安全运行。

据分析，随着船闸水头和平面尺度的增加，输水过程单位时间内进入闸室的能量成指数递增，受船闸初始水深和输水时间的制约，如何在闸室有限水深范围内快速消杀水流紊动能量，保障船闸输水阀门设备及闸室内船舶的停泊安全，是高水头、大规模船闸输水的重要技术瓶颈之一。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有输水型式的局限性，提出一种基于闸室分层消能的输水装置。使分流更均匀、消能更充分，确保巨型高水头船闸的安全运行。

基于闸室分层消能的输水装置，包括闸室双侧主输水廊道、一级分流口、一级分支廊道、二级分流口、二级分支廊道、侧支孔，三级分支廊道，顶出水支孔，消能盖板。

上述的主输水廊道、一级分流口、一级分支廊道、二级分流口、二级分支廊道、侧支孔和三级分支廊道均为矩形断面。

所述位于闸室长度1/2处的一级分流口，为闸室左右两侧主输水廊道在1/2廊道高度处设置水平隔板将水流分成上、下两层,右侧主廊道上层水流与左侧主廊道下层水流汇入上半闸室一级分支廊道，左侧主廊道上层水流与右侧主廊道下层水流汇入下半闸室一级分支廊道。

所述位于闸室长度1/4和3/4处的二级分流口，将来自一级分支廊道的水流，分别由垂直隔墩、水平隔墩进行水平分流和垂直分流，利用水平、竖直隔板将水流等分成4股水流，分别分配至上半闸室的4支二级支廊道和下半闸室的4支二级支廊道。