旋流消能跌水系统技术方案

本实用新型专利技术涉及市政排水技术领域，尤其涉及一种旋流消能跌水系统。该旋流消能跌水系统包括集水井、跌水井、旋流消能器、跌水管道以及空气开关，旋流消能器设置于跌水井内且位于跌水井底部，跌水管道的上端进口与集水井相连通，跌水管道的下端出口穿过跌水井的侧壁与旋流消能器相连通，空气开关包括空气输送管道，空气输送管道的进气口与集水井相连通，空气输送管道的出气口穿过跌水井的侧壁与跌水管道相连通。本实用新型专利技术提供的旋流消能跌水系统，不仅能够有效消除流体跌落过程中产生的动能，而且能够控制跌水流态的稳定性，消除跌水过程中产生的振动与噪声，显著提高了系统的运行安全与稳定性。

Vortex energy dissipation and water drop system

【技术实现步骤摘要】
旋流消能跌水系统
本技术涉及市政排水
，尤其涉及一种旋流消能跌水系统。
技术介绍
近年来，伴随我国快速城市化而来的城市内涝、面源污染、地下水位下降等问题正变得越来越难以协调和控制。原有的规划理念及老旧的城市排水系统已无法满足快速增长的防洪排涝需求，城市排涝能力偏低，城市雨水径流污染问题突出，已成为困扰城市可持续发展的重要难题。目前，为了加强对雨水径流污染和合流制溢流污染的控制，除兴建以合流制截污干管、初期雨水截污干管为核心的截污系统外，建立深层隧道排水的观念也开始逐步得到推广。由于深隧系统埋深较大，往往位于地下40-60m，必须通过跌水构筑物才能与原有市政排水管网进行衔接，因此跌水构筑物的设置成为了深隧排水系统设计的关键。水流在跌水构筑物内跌落的过程中，其势能会转换为巨大的动能释放出来。然而现有的跌水构筑物，难以在水流进入主隧道前进行有效地消能处理，因此对深隧整体结构产生了巨大的损害。此外，在水流跌落过程中不可避免地会掺入大量的气体，这部分气体的流态会直接影响到跌水的流态，现有的跌水构筑物难以有效控制水流在跌落过程中的流态稳定性，从而引发了噪声、振动、气蚀和腐蚀等一系列问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术的目的是提供一种旋流消能跌水系统，解决现有跌水构筑物难以有效消除流体跌落过程中的动能，以及难以有效控制跌水过程中的流态稳定性的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供了一种旋流消能跌水系统，包括集水井、跌水井、旋流消能器、跌水管道以及空气开关，所述旋流消能器设置于所述跌水井内且位于所述跌水井底部；所述跌水管道的上端进口与所述集水井相连通，所述跌水管道的下端出口穿过所述跌水井的侧壁与所述旋流消能器相连通；所述空气开关包括空气输送管道，所述空气输送管道的进气口与所述集水井相连通，所述空气输送管道的出气口穿过所述跌水井的侧壁与所述跌水管道相连通。进一步地，所述跌水管道包括水平设置的进水管道、联通弯头以及竖直设置的输水管道，所述进水管道的第一端与所述集水井相连，所述进水管道的第二端与所述联通弯头的第一端相连，所述联通弯头的第二端与所述输水管道的上端相连，所述输水管道的下端与所述旋流消能器相连。进一步地，所述空气输送管道包括竖直设置的进气管部、水平设置的输气管部和竖直设置的出气管部，所述进气管部的上端与所述输气管部的第一端相连，所述输气管部的第二端与所述出气管部的上端相连，所述出气管部的下端与所述联通弯头相连；所述进气管部设置于所述集水井内部，所述进气管部的下端位于所述进水管道上方；所述出气管部的轴线与所述输水管道的轴线重合。具体地，所述进气口设置于所述进气管部的下端，所述进气口的端面与水平面之间呈30～50°夹角。具体地，所述进水管道的管底与所述集水井的底板上表面平齐。进一步地，所述旋流消能器包括支座以及安装在所述支座上的双向旋流消能工，所述支座与所述跌水井的底板相连，所述双向旋流消能工与所述输水管道相连。进一步地，还包括上大下小的渐缩管道，所述渐缩管道的上端与所述输水管道的下端相连；所述双向旋流消能工包括水平设置的消能管，所述消能管的侧壁设有连接口，所述消能管的两端分别设有出水口；所述渐缩管道的下端与所述连接口相连，且所述渐缩管道与所述消能管呈切线相交。进一步地，还包括设置在所述跌水井内部的挡水堰，所述挡水堰与所述跌水井的底板相连，所述挡水堰将所述跌水井的底部分隔为消能池和出水池；所述旋流消能器设置于所述消能池内部，所述出水口的中心高度小于或等于所述挡水堰高度的1/3。具体地，所述挡水堰的底部设有放空口，所述放空口的一端与所述消能池相连通，所述放空口的另一端与所述出水池相连通；所述跌水井的侧壁底部设有出水管道，所述出水管道与所述出水池相连通。具体地，还包括设置在所述空气开关上方的溢流管道，所述溢流管道的第一端与所述集水井相连通，所述溢流管道的第二端与所述跌水井相连通。(三)有益效果本技术的上述技术方案具有如下优点：本技术提供的旋流消能跌水系统，集水井中的流体通过跌水管道进入到跌水井中，在低流量进水条件时，通过空气开关能够保证跌水管道的进气顺畅，始终保持流体在跌水管道内贴壁旋流的跌水流态，并通过旋流消能器有效消除跌水管道中流体跌落产生的动能。当进水流量增大时，空气开关被淹没，系统过渡到满管流状态，然后通过旋流消能器对出流量进行限制，从而控制进水水位和流速不出现剧烈变化，控制跌水过程中的流态稳定性，避免了相应的噪声与振动问题，显著提高了系统的运行安全与稳定性。附图说明图1是本技术实施例旋流消能跌水系统的结构示意图；图2是本技术实施例旋流消能跌水系统的集水井、跌水井以及跌水管道的装配示意图；图3是本技术实施例旋流消能跌水系统的空气开关与跌水管道的装配示意图；图4是本技术实施例旋流消能跌水系统的旋流消能器的安装示意图；图5是本技术实施例旋流消能跌水系统的渐缩管道与消能管的装配示意图。图中：1：集水井；2：跌水井；3：旋流消能器；301：支座；302：双向旋流消能工；3021：连接口；3022：出水口；4：跌水管道；401：进水管道；4011：喇叭口；402：联通弯头；403：输水管道；4031：锥形管；4032：第一过渡管段；4033：第二过渡管段；5：空气开关；501：进气管部；502：输气管部；503：出气管部；504：进气口；6：三角支架；7：渐缩管道；8：挡水堰；801：放空口；9：消能池；10：出水池；11：出水管道；12：溢流管道。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-5所示，本技术实施例提供一种旋流消能跌水系统，包括集水井1、跌水井2、旋流消能器3、跌水管道4以及空气开关5。旋流消能器3设置于跌水井2内，并且旋流消能器3安装于跌水井2底部。跌水管道4的上端进口与集水井1相连通，跌水管道4的下端出口穿过跌水井2的侧壁201与旋流消能器3相连通。也即，集水井1中的流体能够通过跌水管道4进入到跌水井2，在此过程中，能够通过旋流消能器3对跌水管道4中跌落的流体进行消能处理。空气开关5包括空气输送管道，空气输送管道的进气口504与集水井1相连通，空气输送管道的出气口穿过跌水井2的侧壁201与跌水管道4相连通。空气开关5能够根据集水井1内的液位变化进行自动开关控制，实现向跌水管道4内补气的功能，防止跌水管道4内出现气囊及空蚀。其中，空气输送管道的进气口504位置高于跌水管道4的上端进口位置。在进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋流消能跌水系统，其特征在于：包括集水井、跌水井、旋流消能器、跌水管道以及空气开关，所述旋流消能器设置于所述跌水井内且位于所述跌水井底部；所述跌水管道的上端进口与所述集水井相连通，所述跌水管道的下端出口穿过所述跌水井的侧壁与所述旋流消能器相连通；所述空气开关包括空气输送管道，所述空气输送管道的进气口与所述集水井相连通，所述空气输送管道的出气口穿过所述跌水井的侧壁与所述跌水管道相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋流消能跌水系统，其特征在于：包括集水井、跌水井、旋流消能器、跌水管道以及空气开关，所述旋流消能器设置于所述跌水井内且位于所述跌水井底部；所述跌水管道的上端进口与所述集水井相连通，所述跌水管道的下端出口穿过所述跌水井的侧壁与所述旋流消能器相连通；所述空气开关包括空气输送管道，所述空气输送管道的进气口与所述集水井相连通，所述空气输送管道的出气口穿过所述跌水井的侧壁与所述跌水管道相连通。


2.根据权利要求1所述的旋流消能跌水系统，其特征在于：所述跌水管道包括水平设置的进水管道、联通弯头以及竖直设置的输水管道，所述进水管道的第一端与所述集水井相连，所述进水管道的第二端与所述联通弯头的第一端相连，所述联通弯头的第二端与所述输水管道的上端相连，所述输水管道的下端与所述旋流消能器相连。


3.根据权利要求2所述的旋流消能跌水系统，其特征在于：所述空气输送管道包括竖直设置的进气管部、水平设置的输气管部和竖直设置的出气管部，所述进气管部的上端与所述输气管部的第一端相连，所述输气管部的第二端与所述出气管部的上端相连，所述出气管部的下端与所述联通弯头相连；所述进气管部设置于所述集水井内部，所述进气管部的下端位于所述进水管道上方；所述出气管部的轴线与所述输水管道的轴线重合。


4.根据权利要求3所述的旋流消能跌水系统，其特征在于：所述进气口设置于所述进气管部的下端，所述进气口的端面与水平面之间呈30～50°夹角。


5.根据权利要求2所述的旋流消...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梁，胡晓庆，李卉，李若晗，丹尼尔·贾曼，克莱夫·埃文斯，袁琳，
申请(专利权)人：华卓盐城水环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32