本发明专利技术提出一种利用重力势能实现涌浪自抑的调压室以及调压方法；包括：竖井，所述竖井上端插接有重力组件，所述重力组件包括空心结构的承水筒，其底部伸入所述竖井内且其顶部与所述竖井的顶部齐平；所述承水筒的外壁与所述竖井的内壁之间有间隙；所述间隙的横截面积小于所述承水筒的横截面积，并在所述间隙和所述承水筒内设置有阻水板件；由所述承水筒的底部向其顶部在所述承水筒的侧壁上依次设置第一单向阀和第二单向阀。本申请综合了阻抗式调压室差动式调压室的优点，又充分利用重力组件的自重和水体能量转换实现涌浪自抑，缓解内部水位波动幅度、加快涌水衰减，降低或避免水击穿室、减少工程造价，对比常规调压室结构，具备明显优势。显优势。显优势。
【技术实现步骤摘要】
一种利用重力势能实现涌浪自抑的调压室以及调压方法
[0001]本专利技术涉及输水工程领域
，尤其涉及一种利用重力势能实现涌浪自抑的调压室以及调压方法。
技术介绍
[0002]为了有效解决水资源时空分布不均问题，长距离输水工程成为向缺水城市和地区输水的主要方式。其中水击现象是输水工程中常见的工程问题，为有效缓解水击压力，一般可以延长阀门的启闭时间，也可以通过在输水管道沿线修建调压室，反射并降低水击压力波动幅值，以达到削弱水击压力的目的。
[0003]长距离输水工程中包括为普通调压室和阻抗式调压室，其中普通调压室自上而下具有相同的断面，利用扩大断面降低水击压力对压力管道的影响，水击波反射效果较好。然而，由于普通调压室连接处水头损失较小，流量的迅速变化导致室内水位波动振幅较大、衰减缓慢，如果要达到好的工程效果，需要加大调压室容积，增加工程造价。其中阻抗式调压室进出调压室的水流在阻抗孔口处消耗了一部分能量，有效地减小水位波动的振幅，加快涌浪衰减，因而所需调压室的体积小于普通式。但是阻抗式调压室阻抗的存在导致水锤波不能完全反射，形成水击穿调压室，水击波经调压室传播至后段输水管道。
[0004]如何既要缓解内部水位波动幅值、加快涌水衰减，又要考虑降低水击穿室的影响，提出一种实现涌浪自抑的调压室是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本专利技术的目的在于提出一种利用重力势能实现涌浪自抑的调压室以及调压方法，综合了阻抗式调压室差动式调压室的优点，又充分利用重力组件的自重和水体能量转换实现涌浪自抑，缓解内部水位波动幅度、加快涌水衰减，降低或避免水击穿室、减少工程造价，对比常规调压室结构，具备明显优势。
[0007]为达到上述目的，本专利技术提出的一种利用重力势能实现涌浪自抑的调压室，包括：
[0008]竖井，所述竖井上端插接有重力组件，所述重力组件包括空心结构的承水筒，其底部伸入所述竖井内且其顶部与所述竖井的顶部齐平；所述承水筒的外壁与所述竖井的内壁之间有间隙；所述间隙的横截面积小于所述承水筒的横截面积，并在所述间隙和所述承水筒内设置有阻水板件；由所述承水筒的底部向其顶部在所述承水筒的侧壁上依次设置第一单向阀和第二单向阀；所述第一单向阀向筒内翻转用于向所述承水筒内输入水；所述第二单向阀向筒外翻转用于输出所述承水筒内的水；及
[0009]排气系统；其包括分别与所述间隙和所述承水筒连通的气道组件，在所述竖井内水位上升过程中，引导所述承水筒内部以及所述间隙内的气体和水体排出。
[0010]在一些实施例中，所述重力组件还包括位于所述承水筒顶部的重力块组；其中所述重力块组设置在所述承水筒的顶部且位于所述竖井的外部，其包括多个在竖直方向上层
层叠加设置的重力压块。
[0011]在一些实施例中，所述阻水板件包括多个第一阻水板、多个第二阻水板和多个第三阻水板；多个所述第一阻水板在竖直方向等间距设置在所述承水筒的外壁上；多个所述第二阻水板在竖直方向等间距设置在所述竖井的内壁上；所述第一阻水板和所述第二阻水板交错设置；所述第三阻水板通过所述承水筒内壁上的支撑环设置在所述支撑环上。
[0012]在一些实施例中，所述第一阻水板朝向所述第二阻水板的一端斜向下；所述所述第二阻水板朝向所述第一阻水板的一端斜向下。
[0013]在一些实施例中，所述第一阻水板与水平线的夹角为5
°
至30
°
；所述第二阻水板与水平线的夹角为
‑5°
至
‑
30
°
。
[0014]在一些实施例中，所述第一阻水板、所述第二阻水板和所述第三阻水板上均开设过水孔；所述第一阻水板和所述第二阻水板上的所述过水孔的孔径一致且各排所述过水孔错落布置。
[0015]在一些实施例中，所述第一阻水板上所述过水孔的层数等于所述第二阻水板上所述过水孔的层数，并小于所述第三阻水板上所述过水孔的层数；且竖直方向上相邻的所述第一阻水板、所述第二阻水板和所述第三阻水板上的所述过水孔错落布置。
[0016]在一些实施例中，在竖直方向上相邻的重力压块之间设置插销件，用于控制每一所述重力压块的重心保持铅直方向。
[0017]在一些实施例中，所述重力块组包括由隔板围成的多个容纳腔室；且所述重力压块放置在所述容纳腔室内。
[0018]在一些实施例中，在所述竖井顶端外部设置竖塔，所述竖塔位于所述重力组件的外部；所述竖塔与所述重力组件之间连接有导向装置。
[0019]在一些实施例中，所述导向装置包括导槽和滚轮；其中所述导槽设置多个并分布在所述重力组件周侧；所述滚轮与所述导槽配合并与所述导槽的槽底相接，以使所述重力组件上下移动时所述滚轮沿着所述导槽的槽底上下移动。
[0020]在一些实施例中，多个所述导槽分别安装在所述竖塔内壁上。
[0021]在一些实施例中，所述竖塔内还设置有锁定支撑件；位于在竖直方向上底层的所述重力压块外部和其他所述重力压块的下方，其内部设置用于流通液体和气体的通道；所述通道与所述气道组件连通。
[0022]在一些实施例中，所述气道组件包括排气道，其开设在所述重力压块内，并分别与所述间隙和所述承水筒连通。
[0023]在一些实施例中，所述气道组件还包括回水通道，其连通所述间隙与所述锁定支撑件内的所述通道，用于排出所述锁定支撑件内的积水。
[0024]在一些实施例中，所述竖塔内还设置有导向限位件，其套设在所述锁定支撑件外，其在竖直方向上高度大于所述锁定支撑件，用于在所述重力压块运行时对其进行导向限位。
[0025]根据本申请的第二个方面提出了一种利用重力势能实现涌浪自抑的调压方法，利用上述任一实施例中所述的调压室进行调压，包括以下过程：
[0026]水击波传播至调压室，水体进入间隙，并在液位到达第一单向阀时，水体进入承水筒；所述间隙和所述承水筒中的气体通过排气系统输出直至排出流量恒定的水体；后关闭
所述排气系统以使所述排气系统中的水体回流；
[0027]负压波经输水管道反射回调压室，所述间隙和所述承水筒内的水位上升速度下降直至水位降低；所述承水筒内的水体流至所述间隙内，完成对所述间隙补水。
[0028]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0029]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0030]图1是本专利技术一实施例提出的利用重力势能实现涌浪自抑的调压室的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术一实施例提出的利用重力势能实现涌浪自抑的调压室的结构示意图；
[0032]图3是本专利技术一实施例提出的过水孔的排布示意图；
[0033]图4是本专利技术一实施例提出的利用重力势本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用重力势能实现涌浪自抑的调压室，其特征在于，包括：竖井，所述竖井上端插接有重力组件，所述重力组件包括空心结构的承水筒，其底部伸入所述竖井内且其顶部与所述竖井的顶部齐平；所述承水筒的外壁与所述竖井的内壁之间有间隙；所述间隙的横截面积小于所述承水筒的横截面积，并在所述间隙和所述承水筒内设置有阻水板件；由所述承水筒的底部向其顶部在所述承水筒的侧壁上依次设置第一单向阀和第二单向阀；所述第一单向阀向筒内翻转用于向所述承水筒内输入水；所述第二单向阀向筒外翻转用于输出所述承水筒内的水；及排气系统；其包括分别与所述间隙和所述承水筒连通的气道组件，在所述竖井内水位上升过程中，引导所述承水筒内部以及所述间隙内的气体和水体排出。2.根据权利要求1所述的调压室，其特征在于，所述重力组件还包括位于所述承水筒顶部的重力块组；其中所述重力块组设置在所述承水筒的顶部且位于所述竖井的外部，其包括多个在竖直方向上层层叠加设置的重力压块。3.根据权利要求2所述的调压室，其特征在于，所述阻水板件包括多个第一阻水板、多个第二阻水板和多个第三阻水板；多个所述第一阻水板在竖直方向等间距设置在所述承水筒的外壁上；多个所述第二阻水板在竖直方向等间距设置在所述竖井的内壁上；所述第一阻水板和所述第二阻水板交错设置；所述第三阻水板通过所述承水筒内壁上的支撑环设置在所述支撑环上。4.根据权利要求3所述的调压室，其特征在于，所述第一阻水板朝向所述第二阻水板的一端斜向下；所述第二阻水板朝向所述第一阻水板的一端斜向下。5.根据权利要求3或4所述的调压室，其特征在于，所述第一阻水板与水平线的夹角为5
°
至30
°
；所述第二阻水板与水平线的夹角为
‑5°
至
‑
30
°
。6.根据权利要求3或4所述的调压室，其特征在于，所述第一阻水板、所述第二阻水板和所述第三阻水板上均开设过水孔；所述第一阻水板和所述第二阻水板上的所述过水孔的孔径一致且各排所述过水孔错落布置。7.根据权利要求6所述的调压室，其特征在于，所述第一阻水板上所述过水孔的层数等于所述第二阻水板上所述过水孔的层数，并小于所述第三阻水板上所述过水孔的层数；且竖直方向上相邻的所述第一阻水板、所...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪尉翔，胡亚安，李中华，安建峰，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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