本實(shí)用新型涉及一種船閘供水管道多級孔板消能結(jié)構(gòu)，屬于水利水電工程消能領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為了提高船閘高水頭供水管道的消能效率，在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)者們通常會選擇在水流的進(jìn)口部位、中間部位或者出口部位通過一定的措施來提高消能率。傳統(tǒng)解決一定高度水頭船閘輸水系統(tǒng)的消能方法，一般結(jié)合水利工程泄洪隧道的幾類消能方式，提出針對了高水頭船閘輸水系統(tǒng)的消能方法。大致分為漩渦式內(nèi)消能工、豎井式內(nèi)消能工、突擴(kuò)突縮式內(nèi)消能工以及組合式內(nèi)消能工等。

1.漩渦式內(nèi)消能工和豎井式內(nèi)消能工，由于消能的需要而摻入了大量的空氣，不僅影響了流管的過流能力，而且在流管內(nèi)形成了復(fù)雜的水氣二相流，若不加以妥善解決，則會惡化閘室水流條件，對停泊船閘造成安全隱患。

2.對于突擴(kuò)突縮式內(nèi)消能工雖可較好解決下泄水流速度和停泊閘室安全問題，但其自身空化問題嚴(yán)重，影響輸水系統(tǒng)的使用年限甚至安全。

3.組合式內(nèi)消能工是內(nèi)消能工組合類型，關(guān)于它的研究正處于起步階段，有很多問題需要去完善和總結(jié)。

這4種方法中前三種是目前船閘高水頭供水管道主要采用的消能方式，各有優(yōu)缺點(diǎn)。因此，本實(shí)用新型提出了一種船閘供水管道多級孔板消能結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)船閘輸水系統(tǒng)消能方式的單一性和局限性，改進(jìn)了現(xiàn)有船閘高水頭供水管道消能形式的不足，大大提高了消能效率，優(yōu)化了水流流態(tài)，從而消除了閘室底部結(jié)構(gòu)的沖刷破壞和閘室內(nèi)水面大幅度波動(dòng)導(dǎo)致的閘門振動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目是提供一種船閘供水管道多級孔板消能結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于高水頭供水管道消能領(lǐng)域，提高了消能效率，優(yōu)化了水流形態(tài)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出以下技術(shù)方案：一種船閘供水管道多級孔板消能結(jié)構(gòu)，它包括供水管道，所述供水管道內(nèi)部安裝有上部墊層段，所述上部墊層段的下端設(shè)置有多級孔板段，所述多級孔板段的下端設(shè)置有出水口段，所述出水口段的下端設(shè)置有下部墊層段，所述上部墊層段、多級孔板段、出水口段和下部墊層段的長度比為16:4:5:3。

所述多級孔板段是由三塊厚度一致的消能孔板組成，第一塊消能孔板的開孔數(shù)目和開口率與第二塊消能孔板和第三塊消能孔板不同；所述第二塊消能孔板和第三塊消能孔板的開孔數(shù)目和開口率相同，其孔位分布錯(cuò)位布置；三塊消能孔板之間的間距取水流恢復(fù)長度的3～4.5倍。

所述出水口段距離第三塊消能孔板兩個(gè)水流恢復(fù)長度處安裝與管內(nèi)水平面成40度傾角的鴨舌板，鴨舌板長度與寬度比為5：3，且長度與消能孔板直徑相同，厚度為消能孔板的一半。

所述多級消能孔板和鴨舌板都采用同樣的鋼板材料。

所述下部墊層段直接伸入到閘室水中。

所述供水管道安裝時(shí)，墊平整，供水管道外包裹有數(shù)條橡皮圈。

本實(shí)用新型有如下有益效果：

利用通過孔板孔口的水流突縮突擴(kuò)產(chǎn)生強(qiáng)烈的紊動(dòng)，來消殺巨大的水流動(dòng)能，消殺的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能隨水流而走；采用多級孔板消能，可使水流多次突縮突擴(kuò)而增加消能效果，在一定范圍內(nèi)能解決落差大、下沖流速快的水流；通過在出水口段設(shè)置的鴨舌板能使水流集中的匯入水墊層區(qū)，能解決注水流分散使各級孔口下游突擴(kuò)后的水流紊動(dòng)得到一定的緩解，水流擺動(dòng)得到適當(dāng)?shù)目刂?；而底部水墊層段伸入閘室水體內(nèi)部，消除了輸水初始階段可造成閘室底部結(jié)構(gòu)的沖刷破壞和后期階段可能引起閘室水面大幅度波動(dòng)而導(dǎo)致閘門振動(dòng)問題；與傳統(tǒng)的消能方式相比，增加消能效果的同時(shí)，沒有減少閘室的過流能力。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的主剖視圖。

圖2是本實(shí)用新型第一塊消能孔板的主視圖。

圖3是本實(shí)用新型圖2中第一塊消能孔板的A-A截面圖。

圖4是本實(shí)用新型第二塊消能孔板的主視圖。

圖5是本實(shí)用新型圖2中第二塊消能孔板的B-B截面圖。

圖中：上部墊層段1、多級孔板段2、出水口段3、下部墊層段4、鴨舌板5、第一塊消能孔板201、第二塊消能孔板202、第三塊消能孔板203。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1：

如圖1-5，一種船閘供水管道多級孔板消能結(jié)構(gòu)，它包括供水管道，所述供水管道內(nèi)部安裝有上部墊層段1，所述上部墊層段1的下端設(shè)置有多級孔板段2，所述多級孔板段2的下端設(shè)置有出水口段3，所述出水口段3的下端設(shè)置有下部墊層段4，所述上部墊層段1、多級孔板段2、出水口段3和下部墊層段4的長度比為16:4:5:3。

進(jìn)一步的，所述多級孔板段2是由三塊厚度一致的消能孔板組成，第一塊消能孔板201的開孔數(shù)目和開口率與第二塊消能孔板202和第三塊消能孔板203不同；所述第二塊消能孔板202和第三塊消能孔板203的開孔數(shù)目和開口率相同，其孔位分布錯(cuò)位布置；三塊消能孔板之間的間距取水流恢復(fù)長度的3～4.5倍。

進(jìn)一步的，所述出水口段3距離第三塊消能孔板203兩個(gè)水流恢復(fù)長度處安裝與管內(nèi)水平面成40度傾角的鴨舌板5，鴨舌板5長度與寬度比為5：3，且長度與消能孔板直徑相同，厚度為消能孔板的一半。

進(jìn)一步的，所述多級消能孔板和鴨舌板5都采用同樣的鋼板材料。

進(jìn)一步的，所述下部墊層段4直接伸入到閘室水中。

進(jìn)一步的，所述供水管道安裝時(shí)，墊平整，供水管道外包裹有數(shù)條橡皮圈。

實(shí)施例2：

一種船閘采用多級孔板消能的供水管道，包括上部墊層段、多級孔板段、出水口段以及下部墊層段，上部墊層段、多級孔板段、出水口段以及下部墊層段的長度比為16:4:5:3；各孔板之間的間距取水流恢復(fù)長度的3倍，孔板厚度根據(jù)水頭高度和水流流速共同確定，孔板直徑1000mm；鴨舌板長度與寬度比為5：3，且長度與消能孔板直徑相同，厚度為消能孔板的一半；消能孔板與鴨舌板采用冷軋鋼板。

實(shí)施例3：

一種船閘采用多級孔板消能的供水管道，包括上部墊層段、多級孔板段、出水口段以及下部墊層段，上部墊層段、多級孔板段、出水口段以及下部墊層段的長度比為16:4:5:3；各孔板之間的間距取水流恢復(fù)長度的3.5倍，孔板厚度30mm，孔板厚度根據(jù)水頭高度和水流流速共同確定，孔板直徑1200mm；鴨舌板長度與寬度比為5：3，且長度與消能孔板直徑相同，厚度為消能孔板的一半；消能孔板與鴨舌板采用鍍鋁鋅鋼板。

實(shí)施例4：

一種船閘采用多級孔板消能的供水管道，包括上部墊層段、多級孔板段、出水口段以及下部墊層段，上部墊層段、多級孔板段、出水口段以及下部墊層段的長度比為16:4:5:3；各孔板之間的間距取水流恢復(fù)長度4倍，孔板厚度根據(jù)水頭高度和水流流速共同確定，孔板直徑1300mm；鴨舌板長度與寬度比為5：3，且長度與消能孔板直徑相同，厚度為消能孔板的一半；消能孔板與鴨舌板采用鎮(zhèn)靜鋼板。

實(shí)施例5：

一種船閘采用多級孔板消能的供水管道，包括上部墊層段、多級孔板段、出水口段以及下部墊層段，上部墊層段、多級孔板段、出水口段以及下部墊層段的長度比為16:4:5:3；各孔板之間的間距取水流恢復(fù)長度的4.5倍，孔板厚度根據(jù)水頭高度和水流流速共同確定，孔板直徑1500mm；鴨舌板長度與寬度比為5：3，且長度與消能孔板直徑相同，厚度為消能孔板的一半；消能孔板與鴨舌板采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼板。

通過上述的說明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識。