一种可调底流式消力池制造技术

本发明专利技术公开了一种连续可调式消力池，包括两侧设置有侧墙，一端入水另一端出水的池体，所述池体内沿水流方向依次设置有坡度可调节的陡坡段、高度和长度可调节的护坦、长度可调节的海漫。本发明专利技术原理简单、调节比较方便、能快速准确找出消力池的最佳尺寸，可以节约模型试验时修改模型所占用的时间，应用于水工建筑物的模型试验，特别适用于解决底流式消能问题，为缩短水利工程设计周期提供了前提条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水工模型试验装置，尤其是涉及底流消能的可调式消力池。技术背景消能防冲是水利工程泄水建筑物设计中的一个重要问题，它直接关系到工程的安全和经济。工程上常用的消能防冲方式有底流、面流和挑流三类，不同类型的消能方式分别适应于不同的工程条件，如水文、地质、地形、施工和运行管理等。底流消能是一种较成熟的消能方式，其主要消能工为消力池，在平原水闸中用得比较广泛。当高速射流沿闸底进入消力池后，受到尾水的顶托，使流态突变而形成水跃。通过水流的强烈紊动、旋滚和参混作用使巨大有害的动能转换为热能和位能，从而达到消能的目的。消力池的设计主要是通过数值计算，确定消力池的深度、长度和消力池底板厚度。而消力池的宽度通常与下游渠道等宽，设计确定后一般不需要修改。规范推荐的计算方法对于一般建筑物来说计算精度很准确，但对于特殊工程地质条件和大型建筑物，其设计成果需经模型试验验证，以确保建筑物的安全。水工模型试验基本任务就是仿照原体实物，按照相似准则，缩制成模型，根据其所受的主要作用力进行试验研究，使模型重演与原体相似的自然情况，进行观测取得试验数据，然后按照一定的相似准则引申于原体，从而判定建筑物是否安全。因此，运用水工模型试验的方法，不仅可以论证设计中水工建筑物的安全性和合理性，而且还可以预见原体可能发生的现象，同时对设计所依据的理论和技术前提进行验证。底流式消力池模型试验主要是确定建筑物在最不利运行工况下消力池的深度和长度，而消力池的宽度按安计算之确定，模型试验时一般不对消力池宽度进行调整。通常的做法是，按一定的模型比尺，以设计池深、池长为基准，在该值一定范围内取几组离散值进行组合，如±5%等，然后按设计文件规定的洪水标准及建筑物最不利运行工况进行放水试验，消能效果最好的一组池深、池长供设计参考。用于消能防冲试验研究的模型通常是用圬工材料制作，其特点是便于塑形，但养护时间较长，同时模型更改、拆除较困难且费时，加上放水试验需要一定时间，消力池的每一个池深、池长组合要取得一组完整的试验数据，将需要好几天时间。组合数越多需要的时间越长，通常整个试验做下来可能需要半年到一年甚至更长的时间。试验时间延长将会影响设计成果按时提交，进而会影响到工程施工的顺利进行。同时消能防冲试验通常是选取几组离散值进行试验，虽然试验过程中也采取了逼近的方法使消力池的尺寸接近最佳值，但事实证明很难达到既安全又经济的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对底流式消力池模型试验时存在的一些问题，提出一种连续可调式消力池，以节约模型放水试验的时间，同时使消力池的尺寸能达到最优，满足既安全又经济的要求。为了实现上述目的，本专利技术所设计的连续可调式消力池，包括两侧设置有侧壁，一端入水另一端出水的池体，其特殊之处在于：所述池体内沿水流方向依次设置有坡度可调节的陡坡段、高度和长度可调节的护坦、长度可调节的海漫。进一步地，还包括高度可调节的消力坎，所述消力坎设置在护坦与海漫之间。进一步增加消力池的尺寸调节范围。更进一步地，还包括支撑构件，所述支撑构件上设置有可水平运动的运动构件，所述护坦通过护坦连接杆与水平运动构件连接、所述消力坎通过消力坎连接杆与水平运动构件连接、所述海漫通过海漫连接杆与水平运动构件连接。水平运动构件运动带动护坦、消力坎和海漫水平运动，从而达到调节消力池长度的目的。再进一步地，所述水平运动构件包括滑台和设置在滑台上的网格构架，所述护坦连接杆、消力坎连接杆和海漫连接杆均连接在网格构架上。再进一步地，所述网格构架底部设置有行驶轮，所述支撑构件上设置有供行驶轮行走的轨道。所述网格构架边缘还设置有限制网格构架向侧墙摆动的限位轮。行驶轮和限位轮的设置避免滑台运动时，其上的网格构架摇晃，保证了网格构架运动的平稳性。再进一步地，所述护坦连接杆、消力坎连接杆和海漫连接杆均为“J”字形连接杆，所述“J”字形连接杆位于侧墙外侧，其顶端与网格构件连接，底端越过侧墙底部，通过“J”字形钩头分别与侧墙内部的护坦、消力坎和海漫底部连接。“J”字形连接杆位于侧墙外壁，避开了连接杆对水流产生影响。再进一步地，所述网格构架上还设置有护坦联动件和消力坎联动件，所述护坦连接杆和消力坎连接杆顶端均设置有螺杆，所述护坦联动件用于控制护坦连接杆顶部的螺杆同步转动，所述消力坎联动件用于控制消力坎连接杆顶部的螺杆同步转动。通过调节连接杆的高度，从而调节消力池的深度，模拟不同池深，从而得到不同池深消力池的实验数据。再进一步地，所述支撑构件位于池体入水口和出水口两侧，所述陡坡段一端铰接在基础上，另一端搁置在护坦上。这样运动构件在作水平或垂直运动时，陡坡段另一端保持与接触，使水流平顺地由陡坡段过度到护坦。再进一步地，所述海漫连接杆与海漫之间设置有限位组件。使得消力坎在上下运动中，海漫始终与其接触。再进一步地，所述海漫底部设置有滑槽，所述限位组件包括弹簧和与滑槽配合的滑块，所述滑块与海漫连接杆底部连接，所述弹簧一端与消力坎连接，另一端与滑块连接。使得消力坎在上下运动中，海漫能水平产生位移，且又时刻保持着与消力坎接触。本专利技术的优点在于：1、可以实现消力池连续调节，使试验结果达到或接近最佳值；2、最佳消力池的参数，即池长和池深按设计提供的洪水标准，一次连续放水试验就能够直接取得，避免了传统模型试验方法那样要提前确定几组消力池的参数，然后分别进行放水试验，最后从中选取消能效果最好的一组值作为最佳值；3、节约时间，由于本专利技术可以实现消力池的连续调节，节约传统模型试验时修改模型及分组放水试验所占用的时间。附图说明图1为本专利技术一种连续可调式消力池结构示意图。图2为图1的A-A剖面图。图3为图1中消力坎和海漫底部仰视图。图中：陡坡段1，护坦2，护坦连接杆2.1，护坦联动件2.2，消力坎3，消力坎连接杆3.1，消力坎联动件3.2，海漫4，海漫连接杆4.1，滑槽4.2，支撑构件5，水平运动构件6，滑台6.1，网格构架6.2，行驶轮6.3，螺杆7，限位组件8，弹簧8.1，滑块8.2，侧墙9，基础10，限位轮11，箭头方向为水流方向。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：图中所示的连续可调式消力池，包括两侧设置有侧墙9，一端入水另一端出水的池体，池体内沿水流方向依次设置有坡度可调节的陡坡段1、高度和长度可调节的护坦2、高度可调节的消力坎3、长度可调节的海漫4。具体结构为，在消力池入水口和出水口设置支撑构件5，支撑构件5上设置有可水平运动的运动构件6，护坦2通过护坦连接杆2.1与水平运动构件6连接、消力坎3通过消力坎连接杆3.1与水平运动构件6连接、海漫4通过海漫连接杆4.1与水平运动构件6连接。其中，水平运动构件6包括滑台6.1和设置在滑台上的网格构架6.2，护坦连接杆2.1、消力坎连接杆3.1和海漫连接杆4.1均连接在网格构架6.2上。为防止滑台运动时带动网格构架摆动，网格构架6.2底部设置有行驶轮6.3，支撑构件5上设置有供行驶轮6.3行走的轨道，保证网格构架6.2运行的平稳性，为防止网格构架6.2向侧墙9方向摆动，还可在网格构架6.2边缘上设置限位轮11，进一步保证网格构架6.2的平稳性。护坦连接杆2.1、消力坎连接杆3.1和海漫连接杆4.1均为“J”字形连接杆，“J”字形连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续可调式消力池，包括两侧设置有侧墙（9），一端入水另一端出水的池体，其特征在于：所述池体内沿水流方向依次设置有坡度可调节的陡坡段（1）、高度和长度可调节的护坦（2）、长度可调节的海漫（4）。

【技术特征摘要】
1.一种连续可调式消力池，包括两侧设置有侧墙（9），一端入水另一端出水的池体，其特征在于：所述池体内沿水流方向依次设置有坡度可调节的陡坡段（1）、高度和长度可调节的护坦（2）、长度可调节的海漫（4）。2.根据权利要求1所述的连续可调式消力池，其特征在于：还包括高度可调节的消力坎（3），所述消力坎（3）设置在护坦（2）与海漫（3）之间。3.根据权利要求2所述的连续可调式消力池，其特征在于：还包括支撑构件（5），所述支撑构件（5）上设置有可水平运动的运动构件（6），所述护坦（2）通过护坦连接杆（2.1）与水平运动构件（6）连接、所述消力坎（3）通过消力坎连接杆（3.1）与水平运动构件（6）连接、所述海漫（4）通过海漫连接杆（4.1）与水平运动构件（6）连接。4.根据权利要求3所述的连续可调式消力池，其特征在于：所述水平运动构件（6）包括滑台（6.1）和设置在滑台上的网格构架（6.2），所述护坦连接杆（2.1）、消力坎连接杆（3.1）和海漫连接杆（4.1）均连接在网格构架（6.2）上。5.根据权利要求4所述的连续可调式消力池，其特征在于：所述网格构架（6.2）底部设置有行驶轮（6.3），所述支撑构件（5）上设置有供行驶轮（6.3）行走的轨道，所述网格构架（6.2）边缘还设置有防止网格构架（6.2）向侧墙（9）摆动的限位轮（11）。6.根据权利要求5所述的连续可调式消力池，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄汉生，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42