[发明专利]压力流掺气减蚀技术

说明书

本发明涉及一种水利工程泄水建筑物防空蚀破坏措施，具体地说是压力流掺气减蚀技术，主要用于水利、航运等液体输送工程中防止压力式过流建筑物空蚀破坏。

泄水建筑物，特别是高水头的泄水建筑物的空蚀现象普遍存在，一旦因设计不佳或施工不当发生空蚀破坏，将会造成巨大的经济损失。为防止发生空蚀，现在通常采用以下四种方法：

1、设计合理体型;2、采用耐空蚀材料;3、控制施工的不平整度;4、掺气减蚀-这是解决泄水建筑物空蚀问题最经济、最可靠的办法。目前，明流的掺气减蚀技术已相当成熟，但是，在国内外的文献中和工程上都未曾见过有向压力流掺气的工程技术，这是因为压力流本身具有一定的压力，一般情况下空气难以掺入，而这一直是水利工程上长期以来急待解决的课题。

本发明旨在提供一种对压力流进行强迫掺气的技术。

为此，本发明提出的技术解决方案如下：从压力式过水建筑物中引出一道井式建筑物，井式建筑物应比引出点的压头H高出一定的高度，在高于H以上的某一高程或某几个高程，沿井壁设一道或若干道孔口，并使这些孔口与水源相通。当水源的水流经孔口进入井式建筑物时，其水舌下缘与孔口下面的井壁以及井式建筑物中的水面形成一封闭区域，当该封闭区域的空气被水舌带走后，便成为负压区，因此在负压区的井壁上开设通气孔并引出一条通气管道与大气连通，在内、外压差的作用下，空气便沿着通气管道被吸入井式建筑物内，通过井式建筑物进入压力过流建筑物，从而达到对压力流掺气的目的。

本发明的优点是：技术简单、造价低廉、安全可靠，效果显著，经济效益和社会效益十分可观。

压力流掺气减蚀技术在水利水电及航运等领域都有着广阔的应用前景。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明压力流掺气减蚀技术的原理图;

图2是本发明压力流掺气减蚀技术用于孔板泄洪洞的示意图。

在图1所示的原理图中，空气沿通气管道3经通气孔4被吸入井式建筑物2的负压区8，通过井式建筑物2进入压力式过流建物1，使压力式过流建筑物1中的压力流6掺入空气7，掺气后的水由于含有大量的空气型气泡，能够极大地缓解蒸汽空泡的溃灭压力，从而保证压力式过流建筑物1免遭由于建筑物体型不佳或内部设置消能工等装置以及由于施工质量不良而造成的空蚀破坏。

实施例：

图2示出压力流掺气减蚀技术用于保护一水利工程中孔板泄洪洞的示意图。利用现有的闸门井作为井式建筑物2，从230m高程，每上升10m开设一道尺寸为3.5m×2m的矩形孔口5，在每道孔口5以下2m处设置直径为1m的圆形通气管道3，并与大气相通。利用水库作为水源，其水位比井内水位高25m左右。这样当水库水位高于230m时，就能保证在各级水位下向井内自动溢流和自动掺气，从而保护有孔板11的泄洪洞10免遭空蚀破坏。同时孔板泄洪洞10压力段的出口13面积就可以适当放大，出口流速可望降低，从而大大缓解下游明流段12的抗泥砂磨损的负担及空蚀危险。这样一来，就可以微不足道的造价，创造巨大的经济效益和社会效益。