凸型平板闸门门槽制造技术

本实用新型专利技术公开了一种凸型平板闸门门槽，包括凹槽，在凹槽内部，平行于水流主流方向的边壁上设置凸体，与现有技术相比，本实用新型专利技术具有如下优点：（１）施工简单；（２）改善门槽槽内的漩涡空化，明显降低平板闸门门槽的初生空化数，改善门槽的空化特性。在水利水电工程中，闸门是泄水和引水建筑物中的主要组成部分，它直接关系到工程的安全运行。本项实用新型专利技术的有效性已经试验验证，结构简单易行，可以有效降低平板闸门门槽的初生空化数，改善门槽的空化特性，提高闸门运行的安全性。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种凸型平板门门槽，主要用于防止和减轻水利水电 工程泄水建筑物中平板闸门门槽的空蚀破坏。技术背景在泄水建筑物中，平板闸门是一种常见的门型，它具有结构简单，布 置紧凑，闸墩受力条件好，施工、维修方便等优点，在水工闸坝的泄洪道、 输水道、泄洪洞和坝内深孔上应用广泛。但是，当高速水^01过平板闸门 门槽时，由于水流在门槽处边界突变和水流的扩散，在门槽内形成漩涡和 下游的水流分离，使门槽内部及其附近的边壁,板上发生空化空蚀，直 接影响工程的安全运行。常见的门槽水流空化形态有分离型空化和漩涡型空化。通常采用门槽 初生空化数《来衡量门槽的空化特性。《值小，说明门槽空化性能好， 不容易发生空化。影响门槽初生空化数的因素很多， 一般有几何参数和水 流参数两方面。当实验^#满足重力相似和空化相似，且实验中凡足够大，则可认为当水流(A)流经门槽时，门槽的初生空化数仅与其宽深比『/D 、 错距比A/『、斜坡坡度A/X、圆角比i /Z)和挑角e等几何参数有关，参见 图i。研究和工程实践表明，通过调整几何参数可以在一定程度上改善门槽 的分离型空化，而门槽槽内的漩涡空化一直是门槽空化的一个重要问题， 近年来随着高坝建设不断发展，平板闸门的工作水头不断增加，平板闸门门槽内的漩涡空化问题更为突出。
技术实现思路
本技术提出一种新的凸型平板闸门门槽，它可以有效减弱门槽槽 内出现的立轴漩涡，从而抑制和削弱漩涡型空化，改善门槽的空化特性， 降低其初生空化数。本技术采用如下技术方案；一种凸型平板闸门门槽，包括凹槽，在凹槽内部，平行于水流主流方 向的边壁上设置凸体。与现有技术相比，本技术具有如下优点(1) 施工简单；(2) 改善门槽槽内的漩涡空化，明显降低平板闸门门槽的初生空化 数，改善门槽的空化特性。本技术在水利水电工程中，闸门是泄水和弓l水建筑物中的主要组 成部分，它直接关系到工程的安全运行。本项专利技术的有效性已经试验M， 结构简单易行，可以有效降低平板闸门门槽的初生空化数，改善门槽的空 化特性，提高闸门运行的安全性。本技术的目的、优点和特点，将通过下面优先实施例的非限制性 说明进行图示和解释，这些实施例是参照附图仅作为例子给出的。附图说明图1是平板闸门门槽几何参数示意图。图2是传统平板闸门门槽的三视图，其中，视图1-I为图2中剖切 位置I处的剖视图，II-II为图2中剖切位置II处的剖视亂IIHII为图2中剖切位置m处的剖视图。图3是传统平板闸门门槽几何参数示意图。图4是凸型平板闸门门槽的三视图，其中，视图1-I为图4中剖切 位置I处的剖视图，II _ II为图4中剖切位置II处的剖视亂III-III为图4中剖切位置ni处的咅舰图。图5是凸型平板闸门门槽几何参数示意图。 图6是某工程溢流表 L纵剖面图。 图7是某工程溢流表孔平面图。 图8是方案No. 1 431. 00m水位门槽空化噪声谱图。 图9是方案No. 1 440.00m水位门槽空化噪声谱图。 图10是方案No.l 444.83m水位门槽空化噪声谱图。 图11是方案No. 1 449. 27m水位门槽空化噪声谱图。 图12是方案No.l 452.00m水位门槽空化噪声谱图。 图13是方案No. 2 431. 00m水位门槽空化噪声谱图。 图14是方案No. 2 440. 00m水位门槽空化噪声谱图。 图15是方案No.2 444.83m水位门槽空化噪声谱图。 图16是方案No. 2 449. 27m水位门槽空化噪声谱图。 图17是方案No. 2 452. 00m水位门槽空化噪声谱图。 图18是方案No. 2 455. 00m水位门槽空化噪声谱图。 图19是方案No. 2 458. 00m水位门槽空化噪声谱图。 图20是本技术的结构示意图。具体实肪式实施例参照图20， 一种凸型平板闸门门槽，包括凹槽l，在凹槽内部，平行于水流主流方向的边壁上设置凸体2，凸体为凸出于矩形凹槽内部，竖直 方向尺寸远大于其它两个方向尺寸的柱体凸体，沿竖直方向，凸体水平截 面面积可以保持不变，沿竖直方向，凸体水平截面面积也可以发生变化。 上述凸体水平截面为梯形、矩形、三角形或多边形。凸体水平截面与水流 作用的边界线为圆弧、抛物线、椭圆曲线、正态分布曲线、抛物线与圆弧 组合而成的曲线、椭圆线与圆弧组合而成的曲线或者为其它任意可能的形 状。图2和图3为传统的平板闸门门槽结构示意图。当水流(A)流经门 槽时，由于边界发生突变和水流固有的扩散，在槽内形繊涡。当漩涡中 心压强低于饱和蒸汽压强时，涡心出现空泡，形成漩涡型空化。本项专利技术 在传统平板闸门门槽槽内增设凸体(见图4和图5)。凸体可以有效地抑 制大尺度漩涡的形成，改善门槽内部及下游边壁压力状态。以下结合附图对本技术作出更为详细的说明如图4和图5所示，本技术凸型门槽，它包括凸体1和矩形凹槽。 具体说凸体是位于矩形槽平行于水流方向的侧壁上，竖直方向尺寸远大于 其他两个方向尺寸、水平截面形状为梯形的凸体。采用某工程l: 45比尺模型，在相同的试验^#下，仅改变门槽的结 构型式，验i正了本技术的有效性。如图6和图7所示，该工程溢流坝为开敞式布置，表孔孔口尺寸 13.00mX21.50m (宽X高)，坝顶高程452.00m，堰顶高程418. 50m。溢流 面曲线坐标原点取在堰顶0，上游采用三圆弧曲线，下游采用肥S曲线， 方程为y=0.034x185 ，下游出口导水墙上设宽尾墩。为给工作闸门创造检 修条件，在每扇工作闸门前设置有检修闸门槽。检修闸门为平面滑动型式，由坝顶门m过自动抓梁进行操作。各特征断面桩号为，I- I:0-002.033; II-II: 0+002.011; III-III: 0+037.043; IV-IV: 0+046.278。工程各特征水位为，死水位431.00m;正常蓄水位440.00m;设计 洪水位444.83;校核洪水位449.27。方案No. 1门槽体型结构如图3所示。门槽宽度W=1665im，深度D= 900咖，宽深比W/D二1.85，错距A二90咖，下游斜坡坡度A/X4/12，门 槽轴线桩号0+002. 01 lm。方案No. 2门槽体型结构如图5所示。即在方案No. 1的门槽轴线上加 设高度HF270mm，下底L产900mm，底角0 =45°的梯形凸体，其竖直高度 与门槽高度相同，其他参数均保持不变。为了考察方案No. 1和方案No. 2表孔门槽的空化特性，在大型减压箱 中迸行了空化试验研究。在空化相似的剝牛下，采用NoiseAl. 0型专用水 工空化声测系统对方案No. l和方案No. 2在各级主要特征水位下的噪声谱 进行了测量，见图8-19。一般地，当库7K位较低，如本研究在特征水位431.00m时，结构处于无空化状态，所得到的空化噪声谱属于无空化情况，称为背景噪声，其他各级水位所得到的空化噪声谱与此背景噪声比较，若两者声压级SPL差大于6-10dB，即为空化初生状态。所获空化数称为初生空化数。初生空化数Ki按下式计算 H —H<formula>formula see original document page 7</formula&g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凸型平板闸门门槽，包括凹槽（１），其特征是：在凹槽内部，平行于水流主流方向的边壁上设置凸体（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建华，吴伟伟，阮仕平，宋昉，张兴，李超洋，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]