一種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，屬于水利工程運行管理領(lǐng)域，該排沙裝置包括多個進沙首部，由主輸沙管道和若干組多級分支管道組成的樹杈結(jié)構(gòu)多級管道，以及出口閥；其中，主輸沙管道沿水流方向布設(shè)在水庫壩前區(qū)域的河床上，各組多級分支管道的匯流口端與主輸沙管道相連、末端與若干進沙首部相連，主輸沙管道下游端通過出口閥穿過大壩底部；所述樹杈結(jié)構(gòu)多級管道滿足各個進沙首部經(jīng)過樹杈結(jié)構(gòu)多級管道匯流至出口閥的總水頭損失相等原則，以實現(xiàn)利用水庫的上下游落差進行自動排沙；該裝置不需要額外的動力，節(jié)省能源，經(jīng)濟效益顯著，同時安全可靠、操作簡單，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】
一種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于水利工程的運行管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自 動排沙裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國西北部地區(qū)嚴重缺水，水資源的短缺是制約國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。而水 資源短缺的大多數(shù)河流的含沙量高、泥沙粒徑粗，對各種水利工程設(shè)施均有不利影響，如黃 河三門峽水庫因泥沙淤積而未能實現(xiàn)設(shè)計功能，西北河流的一些中小水庫可能在數(shù)年之內(nèi) 淤損失效；引水渠常因泥沙淤積而使耕地沙化，如歷史上著名的引水工程"鄭國渠"已被淤 積泥沙完全掩埋。
[0003] 長期以來，工程設(shè)計、管理和研究單位都致力于水庫減淤、清淤措施的研究和探 索，最典型的解決裝置或方法有以下幾種類型：
[0004] 吸泥排沙裝置:在水庫水面用浮筒架設(shè)管道，頭部安裝帶有攪沙裝置的吸泥頭吸 入渾水，通過管道翻過大壩排出庫外。此裝置一是需要較大的動力維持吸泥頭的運行和克 服管道的阻力，二是水面架設(shè)管道成本較高，再是壩前水位較低時，翻壩管道真空吸程過大 會降低流量，甚至失效?？傮w來看，因其運行成本較高而大多數(shù)設(shè)施均難以維持運行。
[0005] 排沙孔:一些水庫在壩體下部設(shè)置排沙孔排沙，如三峽水庫在主河道的壩身設(shè)置 了 7個排沙孔，在右岸地下電廠設(shè)置了 3個排沙孔。排沙孔進口一般與大壩迎水面齊平，當泥 沙淤積至排沙孔前時開閘排沙，其特點為以排沙孔進口底高程為起點、以大壩迎水面為立 面、以水下休止角為邊坡的半圓錐形沖刷漏斗。其沖刷范圍有限，沖沙初始階段含沙量很 高、其后逐漸降低。排沙孔對保護電站進水口和渠道引水口等有較好的防沙效果，但對大量 沖刷排沙、保持有效庫容等方面則作用不大。
[0006] 排沙廊道:將排沙孔的進口用廊道向庫內(nèi)延伸，其延伸方向可垂直于壩面或有一 定的偏斜角度，高程可水平延伸或根據(jù)地形稍微向上傾斜。在廊道前端設(shè)置單一進沙孔或 在沿程按一定間距分別設(shè)置進沙孔，進沙孔開口向上或在廊道的兩個側(cè)面開孔。其應(yīng)用模 式和效果與排沙孔相似。當沿廊道布置多個進沙孔時，其排沙范圍增大，但運行過程中遠處 的進沙孔很容易堵塞失效。
[0007] 挖泥:近年來，隨著挖泥船功率的加大和挖泥機具的改進，挖泥效率超過10萬噸/ 天，在一些航道、港口、堤防等水利清淤工程中得到應(yīng)用，但其運行維護成本較高，在中小型 蓄水水庫中還難以采用，而在大型深水水庫中的應(yīng)用也受到挖泥能力、輸送成本、堆放場地 等方面的限制。
[0008] 淤沙資源化利用:在黃河的中下游河道中，抽取淤積泥沙加高河堤，向低洼灘地泄 放高含沙水流淤地等，實現(xiàn)了河道淤沙簡單的資源化利用。而水庫中的淤積泥沙資源化利 用還缺少綜合性、系統(tǒng)性的措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動 排沙裝置，本發(fā)明裝置利用水庫水位與大壩下游水位的水頭差實現(xiàn)無動力的自動排沙、節(jié) 省能源、運行成本低廉，排出的淤積泥沙實現(xiàn)資源化利用，可有效降低水庫的排沙成本，保 持多沙河流水庫的長期應(yīng)用。
[0010] -種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，其特征在于，該裝置包括多個進沙首部， 由主輸沙管道和若干組多級分支管道組成的樹杈結(jié)構(gòu)多級管道，以及出口閥；其中，主輸沙 管道沿水流方向布設(shè)在水庫壩前區(qū)域的河床上，各組多級分支管道的匯流口端與主輸沙管 道相連、末端與若干進沙首部相連，主輸沙管道下游端通過出口閥穿過大壩底部;所述樹杈 結(jié)構(gòu)多級管道滿足各個進沙首部經(jīng)過樹杈結(jié)構(gòu)多級管道匯流至出口閥的總水頭損失相等 原則，以實現(xiàn)利用水庫的上下游落差進行自動排沙。
[0011] 本發(fā)明的特點及有益效果：
[0012] 本發(fā)明的一種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，按每個進沙首部BE至出口閥流 路中的總水頭損失相等的原則設(shè)計。在排沙過程中，每個進沙首部BE均能進入等量的水沙 流量;利用水庫上下游的落差排沙，不需要額外的動力，節(jié)省能源。
[0013] 對于一些大中型水庫，淤積在壩區(qū)的泥沙一般很細，含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。對大型 水庫，在春季漁汛前將細泥沙排向下水庫下游，促進微生物和藻類的生長，為生物鏈提供初 級營養(yǎng)物質(zhì)，有利于生物鏈的繁殖和魚類的生長，有效保護水庫下游的生態(tài)環(huán)境。在汛期， 有計劃地將壩區(qū)淤積的泥沙排向下游，可以減緩下游河道沖刷，避免發(fā)生崩岸等災(zāi)害，維護 堤岸穩(wěn)定;對中小型水庫，可以將淤積泥沙用管道直接輸送到荒灘造地，或放入農(nóng)地以增加 肥力。
[0014] 本發(fā)明的一種安全可靠、操作簡單、成本低廉、排沙效果顯著的樹杈結(jié)構(gòu)的多級管 道自動排沙裝置將具有重要的社會效益和經(jīng)濟價值。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明實施例一裝置的總體布置圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明裝置的進沙首部BE的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖3本發(fā)明裝置實施例一的設(shè)計計算簡圖；
[0018] 圖4是本發(fā)明實施例二裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 本發(fā)明提出一種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，該裝置包括:多個進沙首部， 由主輸沙管道和若干組多級分支管道組成的樹杈結(jié)構(gòu)多級管道，以及出口閥；其中，主輸沙 管道沿水流方向布設(shè)在水庫壩前區(qū)域的河床上，各組多級分支管道的匯流口端與主輸沙管 道相連、末端與若干進沙首部相連，主輸沙管道下游端通過出口閥穿過大壩底部;所述樹杈 結(jié)構(gòu)多級管道滿足各個進沙首部經(jīng)過樹杈結(jié)構(gòu)多級管道匯流至出口閥的總水頭損失相等 原則，以實現(xiàn)利用水庫的上下游落差進行自動排沙。
[0020] 所述是每組多級分支管道可以相同或者不同，每組多級分支管道由至少一級分支 管道構(gòu)成，各組多級分支管道的第一級分支管道與主輸沙管道相連，為使水流平順，其匯流 口端一般設(shè)計為圓弧形;繼續(xù)增加分支管道，發(fā)展成第二級分支管道、第三級分支管道、… 第η級分支管道(η為正整數(shù)）；分支管道越多，與其末端相連的進沙首部越多，經(jīng)由各組多級 分支管道到與主輸沙管道匯流口端匯合的水流泥沙越多。
[0021] 本發(fā)明裝置的核心為只需滿足各個進沙首部BE經(jīng)過樹杈結(jié)構(gòu)多級管道匯流至出 口閥Valve的總水頭損失相等即可，與進沙首部BE的多少、組合方式、以及在水庫中所處的 位置均無關(guān)。
[0022] 以下將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的一種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置進 行詳細說明。后文中約定按水流的流動方向分上下游，面向下游分左右岸。
[0023]實施例一:在水庫壩前區(qū)域的河床（圖中UB為水庫上游河床、DB為水庫下游河床， WL為水面)上布設(shè)本裝置，總體布置如圖1，本實施例裝置整體為對稱設(shè)置的樹杈型結(jié)構(gòu)，圖 中只示意畫出了本裝置的右半側(cè)結(jié)構(gòu)，左半側(cè)結(jié)構(gòu)掩埋在淤積沙面DS以下。
[0024]本實施例裝置主要構(gòu)件包括多個相同的進沙首部BE，由主輸沙管道L0和多級分支 管道A、B、C、D組成的樹杈結(jié)構(gòu)多級管道，以及出口閥Valve;其中，主輸沙管道L0沿水流方向 布設(shè)在水庫壩前區(qū)域的河床上，多級分支管道A、B、C、D各有兩個，且分別對稱設(shè)置在主輸沙 管道L0兩側(cè)，多級分支管道A、B、C、D的匯流口端與主輸沙管道L0相連，多級分支管道A、B、C、 D的末端與若干個進沙首部BE相連，主輸沙管道L0下游端通過出口閥Valve穿過大壩底部； 水流泥沙從各進沙首部BE進入、經(jīng)過各組多級分支管道匯流至主輸沙管道L0內(nèi)、利用水庫 的上下游落差最終從出口閥Valve排出。
[0025] 所述主輸沙管道L0為沿水流方向逐漸加粗的圓形管道或是上部矩形、下部梯形的 復(fù)合斷面管道，垂直于水庫大壩軸線建造，長度根據(jù)工程需要而定，大致為100~l〇〇〇m的數(shù) 量級;多級分支管道則采用圓形截面。
[0026] 本實施例的多級分支管道A僅含有第一級分支管道LIa，該多級分支管道的匯流口 端Ao與主輸沙管道L0相交、末端與1個進沙首部BE相連，故匯流口端Ao匯合了從2個進沙首部 BE進入的水流泥沙；多級分支管道B由第一級分支管道LIb和2個相同的第二級分支管道L2b 構(gòu)成，2個第二級分支管道L2b相交后與第一級分支管道LIb相連，該多級分支管道的匯流口 端^與主輸沙管道L0相連、末端連接2個進沙首部BE(即兩個第二級分支管道L2b的末端分別 連接1個進沙首部BE)，2個多級分支管道B末端共連接4個進沙首部BE，故匯流口端Ai匯合了 6個進沙首部BE的水流泥沙；多級分支管道C由第一級分支管道Llc、2個相同的第二級分支 管道L24P4個相同的第三級分支管道L3 C構(gòu)成，4個第三級分支管道L3C均分為兩組、每組的2 個第三級分支管道L3e相交后與對應(yīng)的一個第二級分支管道L2e相連，2個第二級分支管道 L2c相交后與第一級分支管道L1C相連，該多級分支管道的匯流口端知與主輸沙管道L0相連、 末端連接4個進沙首部BE(即4個第三級分支管道L3g的末端分別連接1個進沙首部BE)，2個 多級分支管道C末端共有8個進沙首部BE，故匯流口端知共匯合了 14個進沙首部BE的水流泥 沙;多級分支管道D由第一級分支管道L1d、2個相同的第二級分支管道L2d、4個相同的第三級 分支管道L3d和8個相同的第四級分支管道L4d構(gòu)成，8個第四級分支管道L4d均分為四組，4個 第三級分支管道L3d均分為兩組，每組的2個第四級分支管道L4d相交后與對應(yīng)的一個第三級 分支管道L3d相連，每組的2個第三級分支管道L3d相交后與對應(yīng)的一個第二級分支管道L2d 相連，2個第二級分支管道L2d相交后與第一級分支管道LId相連，該多級分支管道的匯流口 端A3與主輸沙管道L0相連、末端連接8個進沙首部BE(即8個第四級分支管道L4d的末端分別 連接1個進沙首部BE)，2個多級分支管道D末端共有16個進沙首部BE，故匯流口端A 3共匯合 了 30個進沙首部BE的水流泥沙。
[0027]本實施例中每個進沙首部BE至任一匯流口端的水頭損失相等，則各個進沙首部BE 經(jīng)過樹杈結(jié)構(gòu)多級管道匯流至出口閥Valve的總水頭損失相等，從每個進沙首部BE進入的 水流泥沙流量相同，滿足整體排沙的要求。
[0028]圖2為本實施例中進沙首部BE的結(jié)構(gòu)示意圖，包括進沙孔、防沙板4以及將防沙板4 固定于進沙孔上方的豎桿5;其中，進沙孔為兩端開敞的薄壁殼型結(jié)構(gòu)，由喇叭口 1、喉道2和 90度彎頭3依次拼接構(gòu)成，喇叭口 1的大口端垂直向上，豎桿5支撐于大口端的側(cè)壁上，90度 彎頭3轉(zhuǎn)向水平后與第一級分支管道L1a(本排沙裝置的各個進沙首部均相同，圖中僅示意 了與多級分支管道A末端相連的進沙首部BE)連接;防沙板4為一圓形薄板，與喇叭口 1同心 設(shè)置，防沙板4用于防止在本排沙裝置關(guān)閉時因泥沙淤積而堵塞喇叭口 1和喉道2。設(shè)豎桿的 高度（即喇叭口 1的上平面與防沙板4的下平面之間的高度)為h，防沙板4的半徑與喇叭口 1 的大口端半徑之差為L，防沙角度為a(tana = h/L)，同時防沙角度α應(yīng)小于淤積泥沙的水下 休止角（一般大于30° )。
[0029] 所述出口閥Valve位于大壩底部，高程為下游平均水位。出口閥平時關(guān)閉，當進沙 孔上部淤積一定厚度的泥沙后開啟出口閥排沙，調(diào)節(jié)出口流量，滿足樹杈結(jié)構(gòu)多級管道內(nèi) 設(shè)計流速的要求;選擇適宜的排沙時機，最好利用大流量的棄水排沙。
[0030]本實施例中的A、B、C、D四組多級分支管道可以任意組合，還可以設(shè)計各種類型，使 每個進沙首部BE至各個匯流口端的水頭損失相等即可。當只需要清除壩前的淤積泥沙(如 電站進水口等）時，采用由多級分支管道D和主輸沙管道組成的樹杈結(jié)構(gòu)多級管道、相應(yīng)個 數(shù)的進沙首部BE以及出口閥即可清除臨近大壩的淤積泥沙;如需要重點清除離大壩較遠處 的淤積泥沙(如北京市白河堡水庫的引水口離大壩3公里，需要清除引水口前的淤積泥沙）， 可將A3到出口閥的主輸沙管道延長至該引水口區(qū)域，再布設(shè)本裝置即可。
[0031 ]本實施例的參數(shù)設(shè)計：
[0032]按照各個進沙首部BE到出口閥Valve的總水頭損失相等的原則進行樹杈結(jié)構(gòu)多級 管道的水力學(xué)設(shè)計，本實施例裝置的計算簡圖見附圖3。
[0033]本實施例裝置主要用于排出壩區(qū)淤積的懸移質(zhì)泥沙，假定淤積泥沙的最大粒徑小 于2.0mm，根據(jù)沙莫夫公式，天然沙起動流速Vd為：
[0035] 式中：D為泥沙粒徑;Η為總水頭，等于水庫上游水位與出口閥中心高程之差;g為重 力加速度。取H= 10m，則Vd = 0.85m/s;取H= 100m，則Vd= 1.25m/s。齡積泥沙不會在管道內(nèi)形 成齡積板結(jié)層，可不考慮細顆粒泥沙(D〈0.1mm)的粘接力對起動流速的影響。
[0036] 綜合考慮，設(shè)計樹杈結(jié)構(gòu)多級管道內(nèi)的最低流速2. Om/s，最大流速則應(yīng)考慮適當 控制水頭損失和保持管道穩(wěn)定及減少磨損，選擇在4.Om/s之內(nèi)比較適中（也有高水頭的大 型水庫采用lOm/s以上流速的），故本算例的樹杈結(jié)構(gòu)多級管道內(nèi)的流速在U = 2.0~4. Om/s 之間適當選擇。
[0037]假設(shè)各個進沙首部BE的喉道2的直徑d和形狀均相同，進入喉道2內(nèi)的流量Q也相 等，則某級管道承接了 N個進沙首部BE的流量，該管道內(nèi)的流速為：
[0039] 取合適的流速，即可估算該級管道的直徑dj。
[0040] 從進沙首部BE到某級管道匯流口端的節(jié)點以〇、心^2^3)的水頭損失1?為：
[0041] hf = hc+hL (3)
[0042] 局部阻力水頭損失he:
[0044] 沿程阻力水頭損失hL:
[0046] 式中：i為包括從進沙首部BE到某節(jié)點的流路中產(chǎn)生局部阻力（如喇叭口 1、彎頭3、 匯流口 A0、A1等)的個數(shù)幾為第i個產(chǎn)生局部阻力處的流速;j為流經(jīng)管段的編號，k為第j段 管道的長度，山為第j段管道的流速。1〇11=1、2、3)為局部水頭損失的阻力系數(shù)，主要有三種 類型，進沙首部BE加防沙板4的心=1.2，彎頭K 2 = 0.4，匯流口K3 = 1.0 A為沿程水頭損失的 阻力系數(shù)，由于采用的管道直徑較大、流速很高，λ值變化不大，可取λ = 〇.02。
[0047] 本實施例計算實例：
[0048] 進沙首部BE的喉道2內(nèi)徑為100mm;喇叭口 1高度為50mm，擴散角為25°，喇叭口上端 直徑為147mm;豎桿5的高度h = 80mm;圓形防沙板4直徑為400mm;防沙角度a = 21.5°，小于齡 積泥沙的水下休止角（大于30°)。設(shè)計每個進沙首部BE的流量為0.02m3/s，則進沙首部BE喉 道2管內(nèi)的流速為2.55m/s。
[0049] 根據(jù)阻力疊加原理，計算各個匯流口端之間的水頭損失，疊加得到從進沙首部BE 至該匯流口端的水頭損失。列表計算：
[0050]

[0052] 表中：U為代表流速，當計算局部水頭損失時為Ui、計算沿程水頭損失時為Uj。在主 輸沙管道L0與分支管道(A、B、C、D)的匯流口處（圖中的A0~A3)，從主輸沙管道L0的上游至 該處的總水頭損失與匯入的分支管道的總水頭損失相等；當本裝置的布置形式選定以后， 首先選擇管道直徑，根據(jù)流量就可計算局部水頭損失，采用式(5)試算得出各段管道的長 度，如C分支管道的L1 C、L2#PL3C的長度，滿足總水頭損失相等的要求。
[0053] 在實際工程的設(shè)計中，需要考慮市場能選擇的管道直徑做適當調(diào)整。
[0054] 按照設(shè)計原則，每個進沙首部BE至出口閥Valve的總水頭損失相等，圖3中畫出了 多級分支管道A、B、C、D末端任意一個進沙首部共計4個進沙首部BE至出口閥的流路見~仏，4 條流路的總水頭損失都是相等的。本算例的總水頭損失約為4m。
[0055] 在本實施例中，設(shè)計的主輸沙管道L0長85m，即大致向水庫內(nèi)總體延伸85m、壩前最 大寬度l〇〇m，可在此三角形區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)自動排沙。30個進沙首部BE的流量共0.60m 3/s，較普 通的排沙孔或排沙廊道可以節(jié)省大量的水量(如三峽右岸地下電廠的三個排沙廊道的設(shè)計 排沙流量為360m 3/s)。即使本裝置的進沙首部BE的喉道2的直徑擴大5倍(過水面積擴大25 倍），排沙流量也可控制在15m3/s以內(nèi)。
[0056] 在本排沙裝置的實際運行中，需要實時檢測排沙裝置上部的淤沙厚度，擇機開啟 出口閥Valve排沙;監(jiān)測出口的含沙量，當含沙量較低時，及時關(guān)閉出口閥Valve，等待下一 次排沙。
[0057] 本實施例提出了一般的設(shè)計原則和運行方式，可以采用不同的組合設(shè)計不同規(guī) 模、不同布置形式的排沙裝置。
[0058]實施例二:本實施例排沙裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖4所示，與實施例一所述排沙裝置的 不同點在于本實施例的樹杈結(jié)構(gòu)多級管道由等截面的主輸沙管道L0和3組相同的多級分支 管道E組成，3組多級分支管道E呈品字形排布;每組多級分支管道E由第一級分支管道L1e、7 個相同的第二級分支管道L2 e、14個相同的第三級分支管道L3e構(gòu)成，7個第二級分支管道L2e 在共同的分支匯流口端A4呈圓形發(fā)散布置、且在該分支匯流口端與第一級分支管道LIe相 連，14個第三級分支管道L3 E均分為7組、每組的2個第三級分支管道L3E相交后與對應(yīng)的1個 第二級分支管道L2e相連，該多級分支管道的匯流口端心與主輸沙管道L0相連、末端連接14 個進沙首部BE( 即14個第三級分支管道L3e的末端分別連接1個進沙首部BE)，3個多級分支 管道E末端共連接42個進沙首部BE，故匯流口端A 5匯合了 42個進沙首部BE的水流泥沙;本實 施例的其他部件與實施例一相同，此處不再贅述。本實施例中每個進沙首部BE從各組多級 分支管道E至主輸沙管道L0的流路長度相等、各組多級分支管道E對應(yīng)的各級分支管道直徑 相同，所以到出口閥Valve的總水頭損失相等，從每個進沙首部BE進入的水流泥沙流量相 同，實現(xiàn)在總水頭作用下大范圍自動排沙。
[0059]本發(fā)明的排沙裝置需要在新建水庫時同步建造，對中小型水庫也可以放空后改 建。對大型工程需要進行模型試驗論證各種尺寸和幾何關(guān)系，確定多種類型的阻力系數(shù)，保 證實現(xiàn)每個進沙首部BE至出口閥Valve的總水頭損失相等。
【主權(quán)項】
1. 一種樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，其特征在于，該裝置包括多個進沙首部，由 主輸沙管道和若干組多級分支管道組成的樹杈結(jié)構(gòu)多級管道，以及出口閥；其中，主輸沙管 道沿水流方向布設(shè)在水庫壩前區(qū)域的河床上，各組多級分支管道的匯流口端與主輸沙管道 相連、末端與若干進沙首部相連，主輸沙管道下游端通過出口閥穿過大壩底部;所述樹杈結(jié) 構(gòu)多級管道滿足各個進沙首部經(jīng)過樹杈結(jié)構(gòu)多級管道匯流至出口閥的總水頭損失相等原 貝1J，以實現(xiàn)利用水庫的上下游落差進行自動排沙。2. 如權(quán)利要求1所述樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，其特征在于，所述的每組多級 分支管由至少一級分支管道構(gòu)成，每組多級分支管道相同或者不同。3. 如權(quán)利要求1所述樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，其特征在于，所述的進沙首部 包括進沙孔、防沙板以及將防沙板固定于進沙孔上方的豎桿;其中，所述的進沙孔為兩端開 敞的薄壁殼型結(jié)構(gòu)，由喇叭口、喉道和90度彎頭依次拼接構(gòu)成，喇叭口的大口端垂直向上， 豎桿支撐于大口端的側(cè)壁上，90度彎頭轉(zhuǎn)向水平后與樹杈結(jié)構(gòu)多級管道的末端連接;防沙 板為一圓形薄板，與喇叭口同心設(shè)置。4. 如權(quán)利要求3所述樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，其特征在于，所述進沙首部豎 桿的高度為h，防沙板的半徑與喇叭口的大口端半徑之差為L，防沙角度α滿足:tana = h/L， 同時防沙角度a小于淤積泥沙的水下休止角。5. 如權(quán)利要求1所述樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，其特征在于，所述樹杈結(jié)構(gòu)多 級管道，根據(jù)淤積泥沙的顆粒級配計算每級管道內(nèi)的設(shè)計流速;其中，最小流速大于泥沙的 起動流速;最大流速由以下條件決定:一是保證各級管道自身的安全，二是減少阻力和節(jié)省 排沙水量;按通過的流量和設(shè)計流速計算每級管道的內(nèi)徑，根據(jù)總水頭損失相等的原則計 算每級管道分配的水頭損失，由此決定每級管道的長度。6. 如權(quán)利要求5所述樹杈結(jié)構(gòu)的多級管道自動排沙裝置，其特征在于，所述的出口閥用 于控制本排沙裝置的開啟與關(guān)閉，調(diào)節(jié)排沙流量，當進沙孔上部淤積一定厚度的泥沙以后 開啟出口閥排沙，調(diào)節(jié)出口流量，滿足樹杈結(jié)構(gòu)多級管道內(nèi)設(shè)計流速的要求。
【文檔編號】E02B8/00GK106087848SQ201610585918
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610585918.6, CN 106087848 A, CN 106087848A, CN 201610585918, CN-A-106087848, CN106087848 A, CN106087848A, CN201610585918, CN201610585918.6
【發(fā)明人】王興奎
【申請人】王興奎