阅读说明：本技术 一种用于大坝锥形阀的二级旋流消能装置 (Secondary rotational flow energy dissipation device for dam conical valve ) 是由 杜维松 于等文 徐龙军 王祥国 张玉才 梁锦江 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：一种用于大坝锥形阀的二级旋流消能装置,它属于水利水电技术领域,以解决现有的锥形阀采用外部消能,而现有的锥形阀本身消能效率低的问题。本发明包括壳体、第一套筒、第二套筒、第一螺旋叶片和第二螺旋叶片；壳体、第一套筒和第二套筒由外向内依次设置且相邻两者之间形成空腔,壳体、第一套筒和第二套筒三者同心,壳体、第一套筒和第二套筒均设置在锥形阀出口的一侧,壳体与第一套筒之间的空腔内设置有第一螺旋叶片,第一螺旋叶片固定在壳体的内壁上,第一套筒与第二套筒之间的空腔设置有第二螺旋叶片,第一螺旋叶片与第二螺旋叶片的旋向相反,第一螺旋叶片和第二螺旋叶片的表面均设置有多个凸起,与第二套筒出口一侧设置有锥形导流板。(The utility model provides a second grade whirl energy dissipator for dam cone valve, it belongs to water conservancy and hydropower technical field to solve current cone valve and adopt outside energy dissipation, and the problem of current cone valve energy dissipation inefficiency itself. The invention comprises a shell, a first sleeve, a second sleeve, a first helical blade and a second helical blade; the casing, first sleeve and second sleeve outside-in set gradually and adjacent vacuole formation between the two, the casing, first sleeve and second sleeve three are concentric, the casing, first sleeve and second sleeve all set up the one side in the toper valve export, be provided with first helical blade in the cavity between casing and the first sleeve, first helical blade fixes on the inner wall of casing, cavity between first sleeve and the second sleeve is provided with second helical blade, first helical blade is opposite with second helical blade's the direction of turning round, first helical blade and second helical blade's surface all is provided with a plurality of archs, be provided with the toper guide plate with second sleeve export one side.)

一种用于大坝锥形阀的二级旋流消能装置

技术领域

本发明属于水利水电技术领域，它涉及一种消能装置，具体涉及一种用于大坝锥形阀的消能装置。

背景技术

现有的大坝锥形阀一般采用对空排放或是淹没排放，通过借助外部的消能措施来消除锥形阀出口的高速水流，而锥形阀本身的消能效率却很低。

发明内容

本发明为了解决上述问题，而提供一种用于大坝锥形阀的二级旋流消能装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

它包括壳体、第一套筒、第二套筒、第一螺旋叶片和第二螺旋叶片；

壳体、第一套筒和第二套筒由外向内依次设置且相邻两者之间形成空腔，壳体、第一套筒和第二套筒三者同心，壳体、第一套筒和第二套筒均设置在锥形阀出口的一侧，壳体与第一套筒之间的空腔内设置有第一螺旋叶片，第一螺旋叶片固定在壳体的内壁上，第一套筒与第二套筒之间的空腔内设置有第二螺旋叶片，第一螺旋叶片与第二螺旋叶片的旋向相反，第一螺旋叶片和第二螺旋叶片的表面均设置有多个凸起，第二套筒出口一侧设置有与壳体固接的锥形导流板，锥形导流板的端部固接有横截面为半圆弧的环板，锥形导流板与第二套筒正对且与第二套筒的端部呈一定的距离。

进一步地，第一套筒出口侧的端部从第二套筒的出口一端伸出。

进一步地，第二套筒的中间段为波纹套筒。

进一步地，第一套筒和壳体各自的入水口一侧固接有锥形筒。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本发明设置第一螺旋叶片和第二螺旋叶片，且两个螺旋叶片的旋向相反，从锥形阀口流出的高速水流分别进入壳体与第一套筒之间的空腔和第一套筒与第二套筒之间的空腔，通过第一螺旋叶片和第二螺旋叶片的作用，产生两个旋向相反的涡流，同时在第一螺旋叶片和第二螺旋叶片的表面设置多个凸起，增加水流在第一螺旋叶片和第二螺旋叶片的摩擦，消除一部分能量，两个旋向相反的螺旋涡流从壳体与第一套筒之间的空腔和第一套筒与第二套筒之间的空腔中流出时通过相互作用扰动，进一步消除水的能量，此时从壳体和第一套筒之间的空腔和第一套筒与第二套筒之间的空腔喷出的水的能量较低，高速水流经第二套筒喷出并与前者能量较低的水混合，降低了高速水流的能量。

二、本发明设置的锥形导流板，且导流板的端部固接有横截面为半圆弧的环板，使经过的水流经过锥形导流板时，在该环板处形成漩涡，漩涡对周围的水起到扰动的作用，进一步降低喷出水的能量。

三、本发明采用两个螺旋叶片，并且在第二套筒正对的位置设置导流板，将水流从中心到外部分成三步分逐一进行消能，最终再出口处混合，采用这种联合消能的方式使消能更加的彻底，消能效率更高，消能效率达到90％左右。

附图说明

图1是本发明的示意图，图中箭头为水利方向；

图2是第一螺旋叶片4的俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2来说明本实施方式，本实施方式它包括壳体1、第一套筒2、第二套筒3、第一螺旋叶片4和第二螺旋叶片5；

壳体1、第一套筒2和第二套筒3由外向内依次设置且相邻两者之间形成空腔，壳体1、第一套筒2和第二套筒3三者同心，壳体1、第一套筒2和第二套筒3均设置在锥形阀出口的一侧，壳体1与第一套筒2之间的空腔内设置有第一螺旋叶片4，第一螺旋叶片4固定在壳体1的内壁上，第一套筒2与第二套筒3之间的空腔设置有第二螺旋叶片5，第一螺旋叶片4与第二螺旋叶片5的旋向相反，第一螺旋叶片4和第二螺旋叶片5的表面均设置有多个凸起9，第二套筒3出口一侧设置有与壳体1固接的锥形导流板7，锥形导流板7的端部固接有横截面为半圆弧的环板8，锥形导流板7与第二套筒3正对且与第二套筒3的端部呈一定的距离。

上述方案中，锥形导流板7的钝角所在的锥面朝向第二套筒3出口，半圆弧环板8向内弯曲。所述凸起9可为沿螺旋片径向设置的长条凸棱。

具体实施方式二：结合图1来说明本实施方式，本实施方式第一套筒2出口侧的端部从第二套筒3的出口一端伸出。

如此设置，先使壳体1与第一套筒2出来的水和第一套筒2与第二套筒3出来的水先混合，形成能量较低的水最终与第二套筒3出来的水混合，以降低第二套筒3的能量。

其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1来说明本实施方式，本实施方式第二套筒3的中间段为波纹套筒。

设置波纹套筒，使经过第二套筒3内外表面的水产生旋流，旋流对第二套筒3内的水起到纵向扰动，同时旋流后的出水对第一套筒2与第二套筒3之间的旋流后的出水水起到横向的剪切作用，以消除水的一部分能量；同时波纹套筒的表面积相对直筒较大，可以通过摩擦消除水的部分能量。

其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1来说明本实施方式，本实施方式第一套筒2、第二套筒3和壳体1各自的入水口一侧固接有锥形筒6。

设置锥形筒6一方面可以吸收一部分高速水的能量，同时也起到扰流的作用，使进入到壳体1和第一套筒2内轴向的水流以及进入到第一套筒2和第二套筒3内轴向的水流分别与沿着锥形筒6的方向的水流发生扰动剪切作用，使第一螺旋叶片4和第二螺旋叶片5更加充分的吸收水的能量。

其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图1来说明本实施方式，本实施方式第一套筒2、第二套筒3和壳体1上的各自锥形筒6的锥角α均为15°-45°。

如此设置一方面可以吸收一部分高速水的能量，同时也起到扰流的作用，使进入到壳体1和第一套筒2内轴向的水流分别与沿着锥形筒6的方向的水流发生扰动剪切作用，使第一螺旋叶片4和第二螺旋叶片5更加充分的吸收水的能量。

其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图1来说明本实施方式，锥形导流板7沿轴向的投影面积大于或等于第二套筒3出口的横截面积。

如此设置，对第二套筒3内喷射出的水起到扰动消能的作用。

其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。