专利摘要

本发明公开了一种阶梯消能工，沿水流方向依次包括第一多级阶梯、消力池、三棱柱消力坎和第二多级阶梯，第一多级阶梯的水流上游固定有掺气装置，第一多级阶梯包括若干首尾连接横梯和竖梯，横梯活动连接有滞流块，横梯设有第一弧形凹槽，滞流块位于第一弧形凹槽水流下游，所述第二多级阶梯沿水流方向包括首尾连接的第一阶梯、第二阶梯和第三阶梯，第二阶梯固定有梯形棱台阻水块，梯形棱台阻水块侧面设有三棱柱凹槽，横梯包括横梯本体，横梯本体水流下游对称设有两个长方体内槽，液压装置一端与长方体内槽侧面连接，液压装置另一端与长方体卡块侧面连接。能够解决现有技术的不足，丰富了阶梯消能工的消能效果。

权利要求

1.一种阶梯消能工，沿水流方向依次包括第一多级阶梯(1)、消力池(3)、三棱柱消力坎(4)和第二多级阶梯(5)，其特征在于：所述第一多级阶梯(1)的水流上游固定有掺气装置(2)，所述第一多级阶梯(1)包括若干首尾连接的横梯(12)和竖梯(11)，所述横梯(12)活动连接有滞流块(13)，横梯(12)设有第一弧形凹槽(129)，滞流块(13)位于第一弧形凹槽(129)水流下游，所述第二多级阶梯(5)沿水流方向包括首尾连接的第一阶梯(51)、第二阶梯(52)和第三阶梯(53)，所述第二阶梯固定有梯形棱台阻水块(521)，梯形棱台阻水块(521)侧面设有三棱柱凹槽(522)；横梯(12)包括横梯本体(121)，横梯本体(121)水流下游对称设有两个长方体内槽(122)，液压装置(123)一端与长方体内槽(122)侧面连接，液压装置(123)另一端与长方体卡块(124)侧面连接，弧形弹件(125)两端分别与两个长方体卡块(124)远离液压装置(123)侧面连接，所述弧形弹件(125)中心外弧面固定有正方体凸起(126)，横梯本体(121)设有第二长方体凹槽(127)，第二长方体凹槽(127)两侧面对称设有长方体滑槽(128)，所述滞流块(13)包括三棱柱滞流块本体(131)，三棱柱滞流块本体(131)侧面设有第二弧形凹槽(136)，三棱柱滞流块本体(131)底面固定有长方体固定块(132)，长方体固定块(132)侧面设有正方体凹槽(133)，正方体凹槽(133)与正方体凸起(126)压接，长方体固定块(132)两侧面对称固定有两个长方体滑键(134)，长方体滑键(134)与长方体滑槽(128)压接。

2.根据权利要求1所述的阶梯消能工，其特征在于：所述三棱柱消力坎(4)水流上游侧面设有第三弧形凹槽(41)，三棱柱消力坎(4)水流下游侧面固定有半圆柱水坎(42)。

3.根据权利要求2所述的阶梯消能工，其特征在于：所述滞流块(13)高度与竖梯(11)高度比值为1：4，横梯(12)长度与竖梯(11)高度比值为1：1。

说明书

技术领域

本发明涉及一种泄洪效能设施的水利工程领域，尤其是一种阶梯效能工。

背景技术

我国的高坝工程多位于西部的高山峡谷地区，在泄洪效能方面存在水头高、流量大、泄洪功率大、河谷狭窄等特点。阶梯式效能工能够利用溢流坝或陡槽段来消除水流的大部分动能，在泄能消洪方面应用广泛，随着我国水电事业的不断发展,阶梯式效能工具有巨大的经济效益及推广价值。目前，常规阶梯式消能工使用具有两大限制，一是对起始掺气位置要求高，二是对下泄的单宽流量有限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种阶梯消能工，能够解决现有技术的不足，丰富了阶梯消能工的消能效果。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种阶梯消能工，沿水流方向依次包括第一多级阶梯、消力池、三棱柱消力坎和第二多级阶梯，所述第一多级阶梯的水流上游固定有掺气装置，所述第一多级阶梯包括若干首尾连接横梯和竖梯，所述横梯活动连接有滞流块，横梯设有第一弧形凹槽，滞流块位于第一弧形凹槽水流下游，所述第二多级阶梯沿水流方向包括首尾连接的第一阶梯、第二阶梯和第三阶梯，所述第二阶梯固定有梯形棱台阻水块，梯形棱台阻水块侧面设有三棱柱凹槽。

作为优选，所述横梯包括横梯本体，横梯本体水流下游对称设有两个长方体内槽，液压装置一端与长方体内槽侧面连接，液压装置另一端与长方体卡块侧面连接，弧形弹件两端分别与两个长方体卡块远离液压装置侧面连接，所述弧形弹件中心外弧面固定有正方体凸起，横梯本体设有第二长方体凹槽，第二长方体凹槽两侧面对称设有长方体滑槽，所述滞流块包括三棱柱滞流块本体，三棱柱滞流块本体侧面设有第二弧形凹槽，三棱柱滞流块本体底面固定有长方体固定块，长方体固定块侧面设有正方体凹槽，正方体凹槽与正方体凸起压接，横梯本体两侧面对称固定有两个长方体滑键，长方体滑键与长方体滑槽压接。

作为优选，所述三棱柱消力坎水流上游侧面设有第三弧形凹槽，三棱柱消力坎水流下游侧面固定有半圆柱水坎。

作为优选，所述滞流块高度与竖梯高度比值为1：4，横梯长度与竖梯高度比值为1：1。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：水流经掺气装置掺气后沿第一多级阶梯流动，水流势能转化为动能，同时水流产生紊动，降低了水流下泻方向的动能，水流经第一弧形凹槽，加剧了水流紊动，进一步降低了水流下泻方向动能，然后水流经滞流块产生涡流，水流紊动并与涡流相互作用，水流下泻动能显著降低，然后下泻水流进入消力池，减少了水流的脉动，随后水流经第一阶梯进一步产生紊动，紊动的水流经三棱柱凹槽，水流沿三棱柱凹槽上游侧面加速流动，并经三棱柱凹槽下游侧面实现部分逆向回流，从而一定程度上消除水流动能，随后水流进入第三阶梯，此时水流再次产生轻微紊动降低了动能。进一步的，压缩液压装置伸缩带动长方体卡块进而带动弧形弹件，并最终带动第二弧形凹槽移动，从而调整了第二弧形凹槽在上下游位置，当水流大时，将第二弧形凹槽调整至下游位置，从而水流沿弧面流动与上游水流相互作用产生涡流的大，反之亦然，有利于根据水流大小消除水流动能。第三弧形凹槽能够间接受液压装置改变水平位置，从而改变涡流大小，降低动能，而半圆柱水坎有利于引导水流平缓流动进入第二多级阶梯。滞流块高度H1与竖梯高度H2比值为1：4，横梯长度L与竖梯高度H2比值为1：1，使本发明结构稳定，且使用广泛。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中横梯的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中滞流块正视的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中滞流块侧视的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中滞流装置的结构图。

图中：1、第一多级阶梯；2、掺气装置；3、消力池；4、三棱柱消力坎；5、第二多级阶梯；11、竖梯；12、横梯；13、滞流块；41、第三弧形凹槽；42、半圆柱水坎；121、横梯本体；122、长方体内槽；123、液压装置；124、长方体卡块；125、弧形弹件；126、正方体凸起；127、第二长方体凹槽；128、长方体滑槽；129、第一弧形凹槽；130、滞流装置；131、三棱柱滞流块本体；132、长方体固定块；133、正方体凹槽；134、长方体滑键；1301、龙门架；1302、安装孔；1303、滞流板；1304、圆柱滚；1305、阻挡块；H1、滞流块高度；H2、竖梯；L、横梯长度。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-5，本发明一个具体实施方式沿水流方向依次包括第一多级阶梯1、消力池3、三棱柱消力坎4和第二多级阶梯5，所述第一多级阶梯1的水流上游固定有掺气装置2，所述第一多级阶梯1包括若干首尾连接横梯12和竖梯11，所述横梯12活动连接有滞流块13，横梯12设有第一弧形凹槽129，滞流块13位于第一弧形凹槽129水流下游，所述第二多级阶梯5沿水流方向包括首尾连接的第一阶梯51、第二阶梯52和第三阶梯53，所述第二阶梯固定有梯形棱台阻水块521，梯形棱台阻水块521侧面设有三棱柱凹槽522。横梯12包括横梯本体121，横梯本体121水流下游对称设有两个长方体内槽122，液压装置123一端与长方体内槽122侧面连接，液压装置123另一端与长方体卡块124侧面连接，弧形弹件125两端分别与两个长方体卡块124远离液压装置123侧面连接，所述弧形弹件125中心外弧面固定有正方体凸起126，横梯本体121设有第二长方体凹槽127，第二长方体凹槽127两侧面对称设有长方体滑槽128，所述滞流块13包括三棱柱滞流块本体131，三棱柱滞流块本体131侧面设有第二弧形凹槽136，三棱柱滞流块本体131底面固定有长方体固定块132，长方体固定块132侧面设有正方体凹槽133，正方体凹槽133与正方体凸起126压接，横梯本体121两侧面对称固定有两个长方体滑键134，长方体滑键134与长方体滑槽128压接。所述三棱柱消力坎4水流上游侧面设有第三弧形凹槽41，三棱柱消力坎4水流下游侧面固定有半圆柱水坎42。所述滞流块13高度H1与竖梯11高度H2比值为1：4，横梯12长度L与竖梯11高度H2比值为1：1。水流经掺气装置2掺气后沿第一多级阶梯1流动，水流势能转化为动能，同时水流产生紊动，降低了水流下泻方向的动能，水流经第一弧形凹槽129，加剧了水流紊动，进一步降低了水流下泻方向动能，然后水流经滞流块13产生涡流，水流紊动并与涡流相互作用，水流下泻动能显著降低，然后下泻水流进入消力池3，减少了水流的脉动，随后水流经第一阶梯51进一步产生紊动，紊动的水流经三棱柱凹槽522，水流沿三棱柱凹槽522上游侧面加速流动，并经三棱柱凹槽522下游侧面实现部分逆向回流，从而一定程度上消除水流动能，随后水流进入第三阶梯53，此时水流再次产生轻微紊动降低了动能。进一步的，压缩液压装置123伸缩带动长方体卡块124进而带动弧形弹件125，并最终带动第二弧形凹槽136移动，从而调整了第二弧形凹槽136在上下游位置，当水流大时，将第二弧形凹槽136调整至下游位置，从而水流沿弧面流动与上游水流相互作用产生涡流的大，反之亦然，有利于根据水流大小消除水流动能。第三弧形凹槽41能够间接受液压装置123改变水平位置，从而改变涡流大小，降低动能，而半圆柱水坎42有利于引导水流平缓流动进入第二多级阶梯5。滞流块13高度H1与竖梯11高度H2比值为1：4，横梯12长度L与竖梯11高度H2比值为1：1，使本发明结构稳定，且使用广泛。

另外，第一弧形凹槽129边沿固定滞流装置130，所述滞流装置130包括龙门架1301，龙门架1301两端固定于第一弧形凹槽129两端，龙门架1301通过安装孔1302与滞流板1303活动连接，滞流板1303沿水流下游压接有圆柱滚1304，第一弧形凹槽129沿水流下游边沿固定有阻挡块1305。当水流下泻时，滞流装置130将水流一分为二，一部分水流受滞流装置130阻挡，冲击滞流板1303，滞流板1303推动圆柱滚1304沿第一弧形凹槽129滚动，且随着圆柱滚1304滚动距离增大，圆柱滚1304在自身重力影响下对滞流板1303作用力增大，最终与水流冲击力达到平衡，且水流越大，滞流板1303与垂直方向倾角越大，从而水流冲击滞流板1303产生的涡流流速越大，但涡流半径越小，另一部分水流与第二弧形凹槽136产生涡流，且随着水流增大，调整第二弧形凹槽136向下游移动，涡流半径增大，但流速相对减小，同时，滞流板1303产生的小半径高流速涡流与第二弧形凹槽136产生的大半径低流速涡流交汇，且两种涡流流向相同，从而大半径低流速涡流降低旋转速度与小半径涡流逐渐形成一个低速旋转涡流，两涡流交汇碰撞，同时降低了水流动能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

一种阶梯消能工专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。