全文摘要
本实用新型公开了一种整流防涡装置，整流防涡装置布置于倒虹吸进水口上游首部，在进口前池首部设置排气升坎、整流幕墙和导流防涡孔。排气升坎消除进入前池水流的气泡；整流幕墙阻隔跌流消力池消能引起的水面波动向前池传播；导流防涡孔的出口水流以淹没形式进入前池，并呈缓流流态，使入池水流平稳顺畅进入倒虹吸进水口，避免前池内发生水流流态转换和在进水口前产生漩涡现象。本实用新型的优点在于：避免了前池内水流消能引起水气混合流问题，以适应前池水位因运行条件改变所引起的大幅度变化；消除了形成漩涡的不利流动，在前池水位变化的情况下保持进水口前不会形成有害漩涡；以维系倒虹吸管道的平稳运行，增强倒虹吸管道运行的安全性能。
主设计要求
1.一种整流防涡装置，其特征在于，包括：跌流消力池(1)、尾坎(2)、通气管(3)、整流幕墙(4)、导流防涡孔(5)、排气升坎(6)、前池(7)和进水口(8)；跌流消力池(1)紧邻引水渠、跌流消力池(1)末端设尾坎(2)以形成消能水垫，尾坎(2)后设通气管(3)以避免坎后过流面出现负压和稳定跌流；跌流消力池(1)有多级，每一级跌流消力池(1)的跌坎高度一般为3.0～6.0m，在最后一级跌流消力池(1)尾部底板上布置排气升坎(6)；在排气升坎(6)下游3.0～5.0m处布置整流幕墙(4)和导流防涡孔(5)，导流防涡孔(5)出口直接接入前池(7)，进水口(8)布置于前池(7)末端；导流防涡孔(5)位于最后一级跌流消力池(1)与前池(7)之间，其过流横断面呈矩形，导流防涡孔(5)宽度与前池(7)宽度相同，导流防涡孔(5)的出口孔口高度按照进入前池(7)的水流为缓流流态确定，为保持水流稳定，其出口最大水流佛氏数取0.50～0.70；整流幕墙(4)位于导流防涡孔(5)进口上部，整流幕墙(4)垂直布置，呈矩形状，整流幕墙(4)的宽度与前池(7)宽度相同，整流幕墙(4)顶部高于前池(7)最高水位，整流幕墙(4)顶部约高于最后一级跌流消力池(1)正常运行期间的最高水位；整流幕墙(4)隔断跌流消力池(1)水面与前池(7)水面的连通，防止跌流消能引起的水面波动传播到前池(7)内，避免其水面波动影响前池(7)水流稳定；排气升坎(6)位于导流防涡孔(5)前的最后一级跌流消力池(1)的底板上，排气升坎(6)坎址至导流防涡孔进口距离为3.0～5.0m，升坎顶部高程高于导流防涡孔(5)的进口底板高程约0.5m；排气升坎(6)约束水流流向上方，借助流线弯曲加速跌流消能过程中卷入水体的气泡漂移上浮，避免水流挟带气泡经导流防涡孔(5)进入前池(7)；通气管(3)一般采用圆形管道，通气管(3)的出口布置在跌流消力池(1)的尾坎(2)靠近坎顶的下游面，出口采用孔径约10cm的圆孔，通气管(3)出口个数根据跌流消力池(1)尾坎(2)的宽度确定。
设计方案
1.一种整流防涡装置，其特征在于，包括：跌流消力池(1)、尾坎(2)、通气管(3)、整流幕墙(4)、导流防涡孔(5)、排气升坎(6)、前池(7)和进水口(8)；
跌流消力池(1)紧邻引水渠、跌流消力池(1)末端设尾坎(2)以形成消能水垫，尾坎(2)后设通气管(3)以避免坎后过流面出现负压和稳定跌流；
跌流消力池(1)有多级，每一级跌流消力池(1)的跌坎高度一般为3.0～6.0m，在最后一级跌流消力池(1)尾部底板上布置排气升坎(6)；
在排气升坎(6)下游3.0～5.0m处布置整流幕墙(4)和导流防涡孔(5)，导流防涡孔(5)出口直接接入前池(7)，进水口(8)布置于前池(7)末端；
导流防涡孔(5)位于最后一级跌流消力池(1)与前池(7)之间，其过流横断面呈矩形，导流防涡孔(5)宽度与前池(7)宽度相同，导流防涡孔(5)的出口孔口高度按照进入前池(7)的水流为缓流流态确定，为保持水流稳定，其出口最大水流佛氏数取0.50～0.70；
整流幕墙(4)位于导流防涡孔(5)进口上部，整流幕墙(4)垂直布置，呈矩形状，整流幕墙(4)的宽度与前池(7)宽度相同，整流幕墙(4)顶部高于前池(7)最高水位，整流幕墙(4)顶部约高于最后一级跌流消力池(1)正常运行期间的最高水位；整流幕墙(4)隔断跌流消力池(1)水面与前池(7)水面的连通，防止跌流消能引起的水面波动传播到前池(7)内，避免其水面波动影响前池(7)水流稳定；
排气升坎(6)位于导流防涡孔(5)前的最后一级跌流消力池(1)的底板上，排气升坎(6)坎址至导流防涡孔进口距离为3.0～5.0m，升坎顶部高程高于导流防涡孔(5)的进口底板高程约0.5m；排气升坎(6)约束水流流向上方，借助流线弯曲加速跌流消能过程中卷入水体的气泡漂移上浮，避免水流挟带气泡经导流防涡孔(5)进入前池(7)；
通气管(3)一般采用圆形管道，通气管(3)的出口布置在跌流消力池(1)的尾坎(2)靠近坎顶的下游面，出口采用孔径约10cm的圆孔，通气管(3)出口个数根据跌流消力池(1)尾坎(2)的宽度确定。
2.根据权利要求1所述的一种整流防涡装置，其特征在于：跌流消力池(1)的长度L由水舌跌落长度l1<\/sub>和跌流壅高水跃长度l2<\/sub>组成，根据跌坎高度和正常运行期间的最大单宽流量确定；水舌跌落长度按式(1)估算：
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及倒虹吸管道输水工程技术领域，特别涉及一种整流防涡装置。
背景技术
倒虹吸管道是输水工程跨越河道及其他阻碍物时常采用的一种过流交叉建筑物，正常运行情况下倒虹吸管道处于满流状态，属于有压管流。倒虹吸管道进口与出口之间的水位差大小取决于倒虹吸管道进出口之间的水头损失(包括沿程损失hf<\/sub>和局部损失hi<\/sub>)。倒虹吸管道进、出口之间的水头损失与引水流量、管道长度、断面形状尺寸、轴线布置及管道表面糙率等诸多因素有关，如果倒虹吸管道的断面形状和尺寸保持不变，则倒虹吸管道的沿程水头损失可以由式(1)计算：
其局部水头损失由式(2)计算：
式(1)和式(2)中：hf<\/sub>—倒虹吸管道的沿程损失，n—管道表面糙率系数，L—管道长度，R—管道的水力半径，A—管道过水断面的横断面面积，Q—管道的输水流量，hi<\/sub>—管道的局部损失， 申请码:申请号:CN201920060901.8 申请日:2019-01-14 公开号:公开日:国家:CN 国家/省市:11(北京) 授权编号:CN209619962U 授权时间:20191112 主分类号:E02B 8/00 专利分类号:E02B8/00;E02B8/06 范畴分类:36B;36E; 申请人:中国水利水电科学研究院 第一申请人:中国水利水电科学研究院 申请人地址:100038北京市海淀区复兴路甲1号 发明人:张东;王志刚;张蕊;张宏伟;章晋雄;张文远;李长河;高建标 第一发明人:张东 当前权利人:中国水利水电科学研究院 代理人:李鹏 代理机构:51241 代理机构编号:成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙) 优先权:关键词:当前状态:审核中 类型名称:外观设计设计图
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