一种能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸的制作方法

1.本实用新型涉及水利水电技术领域，尤其涉及一种能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸。


背景技术：

2.泄洪冲沙闸的下端面如果结构设计不合理会出现空蚀和水流脱壁现象，影响闸体的使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸，通过合理的设计下端面的几何特征，一方面通过椭圆曲线形状的增压面能够降低该部分的负压强度，避免对闸体的空蚀破坏，另一方面通过压坡能够与增压面的尾端畅顺衔接并避免出水口的水流的脱壁现象。
4.为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：一种能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸，包括闸体，所述闸体的下端面进水口高于出水口，闸体的下端面从上游到下游依次为首尾相接的增压面和压坡，增压面沿水流方向纵切形成的曲线为平面直角坐标系中以原点为几何中心的椭圆曲线在第三象限的形状，压坡为倾斜的平面结构。
5.作为本实用新型的一种优选技术方案，沿水流方向所述增压面正投影宽度为压坡正投影宽度的2.7
‑
2.9倍。
6.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述椭圆曲线公式为
[0007][0008]
式中，x为横坐标，y为纵坐标，a为长轴，b为短轴，a＝3b；
[0009]
所述压坡与增压面的连接处为压坡沿水流方向纵切形成的直线与椭圆曲线的切点。
[0010]
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述切点位置的斜率为0.085
‑
0.095。
[0011]
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述闸体的最大开度为5m，沿水流方向所述增压面正投影宽度为压坡正投影宽度的2.83倍，所述切点位置的斜率为0.09。
[0012]
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过合理的设计下端面的几何特征，一方面通过椭圆曲线形状的增压面能够降低该部分的负压强度，避免对闸体的空蚀破坏，另一方面通过压坡能够与增压面的尾端畅顺衔接并避免出水口的水流的脱壁现象。
附图说明
[0013]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0014]
图1是本实用新型沿水流方向的纵剖图。
[0015]
图中：1、闸体2、增压面3、压坡。
具体实施方式
[0016]
本实用新型一个具体实施方式的结构中包括闸体1，所述闸体1的下端面进水口高于出水口，闸体1的下端面从上游到下游依次为首尾相接的增压面2和压坡3，增压面2沿水流方向纵切形成的曲线为平面直角坐标系中以原点为几何中心的椭圆曲线在第三象限的形状，压坡3为倾斜的平面结构。
[0017]
所述椭圆曲线公式为
[0018]
式中，x为横坐标，y为纵坐标，a为长轴，b为短轴，a＝3b；
[0019]
所述压坡3与增压面2的连接处为压坡3沿水流方向纵切形成的直线与椭圆曲线的切点。
[0020]
所述闸体1的最大开度为5m，如图1所示，在平面直角坐标系中，单位距离为m，增压面2最前端的坐标值为(
‑
6.25，0)，切点的坐标值为(
‑
1.63，
‑
2.013)，压坡尾端的坐标值为(3，
‑
2.43)，增压面2所在椭圆曲线的延长线与x轴原点下方的交点的坐标值为(0，
‑
2.0832)，因此沿水流方向所述增压面2正投影宽度为压坡3正投影宽度的2.83倍，所述切点位置的斜率为0.09。
[0021]
测试效果：在闸体1的增压面2沿水流方向每隔1m布置1个压强测试点，分别标记为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#。当闸,1开度为5m时，测得的压强值(以压强水柱表示)如下表所示：
[0022][0023]
由表中可以看出，曲线段压强较大，避免发生空蚀。
[0024]
由于压板3的作用，测试中，观察不到出水口处的水流脱壁现象。
[0025]
本实用新型的工作原理是：本实用新型通过合理的设计闸体1下端面的几何特征，在不断调试中将椭圆曲线的长轴与短轴比例设置为3:1，一方面通过椭圆曲线形状的增压面2能够降低该部分的负压强度，避免对闸体1的空蚀破坏，另一方面通过在增压面2椭圆曲线的尾端连接与尾端处斜率相同的压坡3，压坡3能够与增压面2的尾端畅顺衔接并避免出水口的水流脱壁现象。
[0026]
上述描述仅作为本实用新型可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。


技术特征：
1.一种能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸，包括闸体，其特征在于：所述闸体的下端面进水口高于出水口，闸体的下端面从上游到下游依次为首尾相接的增压面和压坡，增压面沿水流方向纵切形成的曲线为平面直角坐标系中以原点为几何中心的椭圆曲线在第三象限的形状，压坡为倾斜的平面结构。2.根据权利要求1所述的能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸，其特征在于：沿水流方向所述增压面正投影宽度为压坡正投影宽度的2.7
‑
2.9倍。3.根据权利要求1或2所述的能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸，其特征在于：所述椭圆曲线公式为式中，x为横坐标，y为纵坐标，a为长轴，b为短轴，a＝3b；所述压坡与增压面的连接处为压坡沿水流方向纵切形成的直线与椭圆曲线的切点。4.根据权利要求3所述的能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸，其特征在于：所述切点位置的斜率为0.085
‑
0.095。5.根据权利要求4所述的能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸，其特征在于：所述闸体的最大开度为5m，沿水流方向所述增压面正投影宽度为压坡正投影宽度的2.83倍，所述切点位置的斜率为0.09。

技术总结
本实用新型公开了一种能够防空蚀和水流脱壁的泄洪冲沙闸，包括闸体，所述闸体的下端面进水口高于出水口，闸体的下端面从上游到下游依次为增压面和压坡，增压面沿水流方向纵切形成的曲线为平面直角坐标系中以原点为几何中心的椭圆曲线在第三象限的形状，压坡为倾斜的平面结构。本实用新型通过合理的设计闸体下端面的几何特征，一方面通过椭圆曲线形状的增压面能够降低该部分的负压强度，避免对闸体的空蚀破坏，另一方面通过压坡能够与增压面的尾端畅顺衔接并避免出水口的水流的脱壁现象。端畅顺衔接并避免出水口的水流的脱壁现象。端畅顺衔接并避免出水口的水流的脱壁现象。


技术研发人员：刘玉瑞 赵永宣 王明锋 杨华娟 卢生霞 李强强 马文俊 徐海嵩
受保护的技术使用者：甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司
技术研发日：2021.01.25
技术公布日：2021/11/21