一種適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]閘室進(jìn)口段設(shè)檢修門(mén)和工作門(mén)各一道，平面閘門(mén)的胸墻可置于檢修門(mén)和工作門(mén)之間，若胸墻底緣水平，拐角用圓弧圓化處理在孔流狀態(tài)下，水流流線不適應(yīng)胸墻底緣體型，有可能在胸墻底緣圓弧拐角處產(chǎn)生脫流現(xiàn)象。而且，這種現(xiàn)象是隨機(jī)的，它與水流的擾動(dòng)有關(guān)，即有時(shí)脫流有時(shí)滿流，而且一旦處于脫流或滿流狀態(tài)，就比較穩(wěn)定，除非受到外界對(duì)水流的較強(qiáng)擾動(dòng)，流態(tài)才會(huì)發(fā)生改變。這種流態(tài)的改變對(duì)泄量造成很大影響。分析原因認(rèn)為，孔流狀態(tài)時(shí)可能出現(xiàn)兩種出流流態(tài)，一種是水流流線在胸墻底緣圓弧拐角下游產(chǎn)生分離現(xiàn)象，這是由于墻底緣水平形成較大負(fù)壓，從而將水流吸附在胸墻底緣，出口呈滿流狀態(tài)，此時(shí)類似于短壓力進(jìn)水口出流，泄流量較大;另一種流態(tài)是受到一定強(qiáng)度的外界干擾時(shí)，水流可能脫離胸墻底緣，在胸墻底緣圓弧拐角處就出現(xiàn)自由水面，此時(shí)胸墻底緣下部產(chǎn)生一個(gè)和大氣相連的空腔，閘孔孔口處自由水面距胸墻底有間隙，空氣可由此自由補(bǔ)入，此種流態(tài)類似于擋水胸墻孔口出流，泄流量較小。液體邊界幾何條件對(duì)流態(tài)影響很大，一般是在一定的設(shè)計(jì)水頭下，使它的輪廓和相應(yīng)水頭的胸墻底緣形狀相吻合，胸墻底緣附近的動(dòng)水壓強(qiáng)接近于不小于零即不出現(xiàn)負(fù)值(真空)，胸墻底緣較平造成胸墻底緣輪廓與胸墻底緣水流相脫離，則脫離部分的空氣將不斷被水流帶走而在胸墻底緣出現(xiàn)真空，若真空過(guò)大，胸墻底緣可能發(fā)生氣蝕而遭破壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]實(shí)用新型目的:為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本實(shí)用新型旨于提供一種適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，包括胸墻本體、檢修門(mén)和工作門(mén)，所述胸墻本體設(shè)在檢修門(mén)和工作門(mén)之間，檢修門(mén)設(shè)在胸墻本體迎水面，還包括設(shè)在胸墻本體下方的底緣壓板;所述底緣壓板頂面為斜坡面，斜坡面斜坡高度沿順?biāo)鞣较蜻f減;所述胸墻本體為L(zhǎng)形，底部沿順?biāo)鞣较騼A斜向下延伸;胸墻本體底面與底緣壓板頂面相匹配。
[0006]工作原理:本實(shí)用新型適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，底緣壓板頂面和胸墻本體底面形狀相吻合，胸墻底面附近的動(dòng)水壓強(qiáng)不小于零即不出現(xiàn)負(fù)值(真空)，以防胸墻底面較平或不平整造成底緣壓板與胸墻底面之間水流相脫離，使脫離部分的空氣被水流帶走而在胸墻底緣較易出現(xiàn)真空，當(dāng)胸墻底緣水流某處的真空水頭或空化數(shù)不大于臨界空化數(shù)或初生空化數(shù)時(shí)，該部位可能發(fā)生空蝕區(qū)易遭破壞。
[0007]所述底緣壓板頂面由胸墻進(jìn)口和壓板線組成，胸墻進(jìn)口設(shè)在與胸墻迎水面相鄰，所述胸墻進(jìn)口為曲線結(jié)構(gòu)，胸墻進(jìn)口曲線兩端從下至上分別與底緣壓板頂面、胸墻本體迎水面相切；當(dāng)工作門(mén)孔口高度/胸墻本體最大水頭>0.65時(shí)水流為堰流，胸墻底緣壓板對(duì)過(guò)流能力不起控制作用，當(dāng)工作門(mén)孔口高度/胸墻本體最大水頭< 0.65時(shí)水流為有壓流，胸墻底緣壓板對(duì)過(guò)流能力有控制作用。
[0008]所述壓板線為切線，其坡比為1:5?1:8;使水深由高至低漸變出流，且光滑平順與其后的斜面頂壓板相接，可避免頂部區(qū)域出現(xiàn)空蝕。
[0009]所述胸墻進(jìn)口曲線一端與檢修門(mén)相接，另一端設(shè)在1/3-1/2L處，其中L為檢修門(mén)與工作門(mén)之間的距離;將進(jìn)口設(shè)置橢圓曲線，使水深由高至低漸變出流，且光滑平順與其后的斜面頂壓板相接，可避免頂部區(qū)域出現(xiàn)空蝕。
[0010]優(yōu)選，所述胸墻進(jìn)口曲線為部分橢圓曲線取長(zhǎng)軸a= l/2?1/3L，短軸b = a/3。
[0011]所述胸墻本體最大水頭與工作門(mén)孔口高度之比為4:1?8:1能盡量保證該孔口在壓力流狀態(tài)工作，采用的泄流公式可靠明確，另可調(diào)節(jié)工作門(mén)高度，滿足泄量要求。
[0012]所述胸墻本體底部?jī)?nèi)外兩側(cè)均為上窄下寬的階梯狀，能使門(mén)槽留一定空隙有利于閘門(mén)運(yùn)行。
[0013]本實(shí)用新型未提及的技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0014]有益效果:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能使胸墻底面脫流現(xiàn)象消除，不管對(duì)水流如何擾動(dòng)，出流總是保持滿流狀態(tài);底緣壓板負(fù)壓消除并使泄量滿足設(shè)計(jì)流量要求。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2是圖1的D-D向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中，1為檢修門(mén)、2為工作門(mén)、3為底緣壓板、4為胸墻進(jìn)口、5為胸墻迎水面、6為胸墻本體、h為工作門(mén)孔口高度、Η為胸墻本體最大水頭、AB為胸墻進(jìn)口曲線、BC為壓板線。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的內(nèi)容，但本實(shí)用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1
[0020]如圖1-2所示，一種適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，包括胸墻本體6、檢修門(mén)1和工作門(mén)2，胸墻本體6設(shè)在檢修門(mén)1和工作門(mén)2之間，檢修門(mén)1設(shè)在胸墻本體6迎水面，還包括設(shè)在胸墻本體6下方的底緣壓板3;底緣壓板3頂面為斜坡面，斜坡面斜坡高度沿順?biāo)鞣较蜻f減;胸墻本體6為L(zhǎng)形，底部沿順?biāo)鞣较騼A斜向下延伸;胸墻本體6底面與底緣壓板3頂面相匹配;底緣壓板3頂面由胸墻進(jìn)口 4和壓板線BC組成，胸墻進(jìn)口 4設(shè)在與胸墻迎水面5相鄰，胸墻進(jìn)口 4為曲線結(jié)構(gòu)，胸墻進(jìn)口曲線ΑΒ兩端從下至上分別與底緣壓板3頂面、胸墻本體6迎水面相切;壓板線BC為切線，切點(diǎn)為Β，其坡比為1: 5;胸墻進(jìn)口曲線ΑΒ—端與檢修門(mén)1相接，另一端設(shè)在1/3L處，其中L為檢修門(mén)1與工作門(mén)2之間的距離;胸墻進(jìn)口曲線ΑΒ為部分橢圓曲線取長(zhǎng)軸a= 1/3L，短軸b = a/3;胸墻本體最大水頭(Η)與工作門(mén)孔口高度(h)之比為4:1;胸墻本體6底部?jī)?nèi)外兩側(cè)均為上窄下寬的階梯狀。
[0021]本實(shí)用新型適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，底緣壓板3頂面和胸墻本體6底面形狀相吻合，胸墻底面附近的動(dòng)水壓強(qiáng)接近不小于零即不出現(xiàn)負(fù)值(真空)，以防胸墻底面較平造成底緣壓板3與胸墻底面之間水流相脫離，則脫離部分的空氣將不斷被水流帶走而在胸墻底緣出現(xiàn)真空，若真空過(guò)大，胸墻底緣可能發(fā)生氣蝕而遭破壞。
[0022]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能使胸墻底面脫流現(xiàn)象消除，不管對(duì)水流如何擾動(dòng)，出流總是保持滿流狀態(tài);底緣壓板3負(fù)壓消除并使泄量滿足設(shè)計(jì)流量要求。
[0023]實(shí)施例2
[0024]與實(shí)施例1基本相同，所不同的是:壓板線BC為切線，切點(diǎn)為B，其坡比為1:8;胸墻進(jìn)口曲線AB—端與檢修門(mén)1相接，另一端設(shè)在1/2L處，其中L為檢修門(mén)1與工作門(mén)2之間的距離;胸墻進(jìn)口曲線AB為部分橢圓曲線取長(zhǎng)軸a=l/2L，短軸b = a/3;胸墻本體最大水頭(H)與工作門(mén)孔口高度(h)之比為8:1。
[0025]以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)各設(shè)施位置進(jìn)行調(diào)整，這些調(diào)整也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，包括胸墻本體(6)、檢修門(mén)(1)和工作門(mén)(2)，所述胸墻本體(6)設(shè)在檢修門(mén)(1)和工作門(mén)(2)之間，檢修門(mén)(1)設(shè)在胸墻本體(6)迎水面，其特征在于:還包括設(shè)在胸墻本體(6)下方的底緣壓板(3);所述底緣壓板(3)頂面為斜坡面，斜坡面斜坡高度沿順?biāo)鞣较蜻f減;所述胸墻本體(6)為L(zhǎng)形，底部沿順?biāo)鞣较騼A斜向下延伸;胸墻本體(6)底面與底緣壓板(3)頂面相匹配。2.如權(quán)利要求1所述的適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述底緣壓板(3)頂面由胸墻進(jìn)口(4)和壓板線(BC)組成，胸墻進(jìn)口(4)設(shè)在與胸墻迎水面(5)相鄰，所述胸墻進(jìn)口(4)為曲線結(jié)構(gòu)，胸墻進(jìn)口曲線(AB)兩端從下至上分別與底緣壓板(3)頂面、胸墻本體(6)迎水面相切。3.如權(quán)利要求2所述的適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述壓板線(BC)為切線，其坡比為1:5?1:8。4.如權(quán)利要求3所述的適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述胸墻進(jìn)口曲線(AB)—端與檢修門(mén)(1)相接，另一端設(shè)在1/3-1/2L處，其中L為檢修門(mén)(1)與工作門(mén)(2)之間的距離。5.如權(quán)利要求4所述的適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述胸墻進(jìn)口曲線(AB)為部分橢圓曲線取長(zhǎng)軸a = l/2?1/3L，短軸b = a/3。6.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述胸墻本體最大水頭(H)與工作門(mén)孔口高度(h)之比為4:1?8:1。7.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述胸墻本體(6)底部?jī)?nèi)外兩側(cè)均為上窄下寬的階梯狀。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適于控制流量的水閘胸墻結(jié)構(gòu)，包括胸墻本體、檢修門(mén)和工作門(mén)，所述胸墻本體設(shè)在檢修門(mén)和工作門(mén)之間，檢修門(mén)設(shè)在胸墻本體迎水面，還包括設(shè)在胸墻本體下方的底緣壓板；所述底緣壓板頂面為斜坡面，斜坡面斜坡高度沿順?biāo)鞣较蜻f減；所述胸墻本體為L(zhǎng)形，底部沿順?biāo)鞣较騼A斜向下延伸；胸墻本體底面與底緣壓板頂面相匹配。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能使胸墻底面脫流現(xiàn)象消除，不管對(duì)水流如何擾動(dòng)，出流總是保持滿流狀態(tài)；底緣壓板負(fù)壓消除并使泄量滿足設(shè)計(jì)流量要求。
【IPC分類】E02B7/20
【公開(kāi)號(hào)】CN205134288
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520936698
【發(fā)明人】周沛然, 鄭長(zhǎng)江, 馬洪蛟
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日