CN112813933A - 一种隐形式消音消能消力戽 - Google Patents
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Abstract
一种隐形式消音消能消力戽,它涉及一种水利装置，具体涉及一种消力戽，它包含坝体、隔音效能层组件、消力戽式消力池主体和分隔护垫，所述的消力戽式消力池主体设置在坝体下游，所述的隔音效能层组件设置在消力戽式消力池主体上方，所述的的长度为消力戽式消力池主体和坝体下部长度之和，所述的分隔护垫设置在隔音效能层组件与消力戽式消力池主体之间，它利用隔音消能层装置实现消能，使水流对下游河床的冲刷不因震动影响坝体的安全稳定性，同时通过隔音消能层装置将声音隔绝在消力戽的内部，以降低水流冲击的噪声，降低噪声对周边居民生产生活的影响，达到隔音的作用。
Description
技术领域
本发明涉及水利技术领域，具体涉及一种隐形式消音消能消力戽。
背景技术
伴随着国民经济的不断发展、人们对于生活环境要求的日益提升，河水冲击河坝的声音使得河道边上的居民夜间睡眠备受困扰，尤为苦恼。城市中的小水坝为城市慢线生态坝，可美化沿河两岸景观，不让河床裸露提升周边慢线的景观效果。然而这些生态坝建成投入使用以来，河水冲击河坝的声音成了附近居民生活中的“心理包袱”，经有资质的噪音检测单位为河坝的噪音情况进行了不同时间段检测，检测结果都是噪音超标。
当前传统的挑流消能利用挑流鼻坎，将下泄水流挑向空中，使得水流落入离上游枢纽较远的下游河道中。水流下泄的全过程中，下泄水流与溢洪道表面、周围空气相互摩擦，并且强烈冲刷下游河道，使得其能量被充分耗散，以此达到消能效果，这种方式存在着能源浪费和噪声大等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种隐形式消音消能消力戽，它利用隔音消能层装置并配合消力戽式消力池的互相反弹和中间“分隔护垫”的互相反弹达到消减下泄水流机械能，以保证下泄水流对下游河床的冲刷不因震动影响坝体的安全稳定性，同时通过隔音消能层装置将声音隔绝在消力戽的内部，以降低水流冲击的噪声，降低噪声对周边居民生产生活的影响，达到隔音的作用，同时其隔音消能装置设于水流内，使整体外观于周围环境相协调，具有隐形的特点。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包含坝体1、隔音效能层组件2、消力戽式消力池主体3和分隔护垫4，所述的消力戽式消力池主体3设置在坝体1下游，所述的隔音效能层组件2设置在消力戽式消力池主体3上方，所述的分隔护垫4设置在隔音效能层组件2与消力戽式消力池主体3之间；
所述的隔音效能层组件2的底部设有橡胶层22，隔音效能层组件2的内部为真空结构，隔音效能层组件2的纵断面呈勺子形，所述的消力戽式消力池主体3设置在隔音效能层组件2下方，隔音效能层组件2与消力戽式消力池主体3围成水流通道，所述的水流通道为进口段狭小、中间段较大和出口段狭小的渐变式形，所述的分隔护垫4依水流通道渐变曲线布置于隔音效能层组件2与消力戽式消力池主体3之间，所述的分隔护垫4的出口呈水平方向布置；
所述的隔音效能层组件2、消力戽式消力池主体3和分隔护垫4相互配合，使水流互相反弹，消减下泄水流的机械能。
进一步的，所述的隔音效能层组件2的长度为消力戽式消力池主体3和坝体1下部长度之和。
进一步的，所述的隔音效能层组件2包含支撑件21。
进一步的，所述的分隔护垫4包含分隔护垫固定杆41、分隔护垫钢杆42和分隔护垫尾部弹簧43，所述的分隔护垫固定杆41设置在分隔护垫4的最左端，所述的分隔护垫钢杆42设置在分隔护垫固定杆41的右侧，所述的分隔护垫尾部弹簧43设置在分隔护垫钢杆42的右侧，分隔护垫主体44设置在分隔护垫固定杆41、分隔护垫钢杆42和分隔护垫尾部弹簧43围成的空间区域内。
本发明的工作原理：本发明通过隔音效能层组件2上设置的下衬橡胶层配合消力戽式消力池，使水流在流经此处时互相反弹，而隔音效能层组件2和消力戽式消力池主体3之间设置的分隔护垫4进一步使得水流互相反弹，从而达到消减下泄水流的机械能的效果，使得一部分的水通过互相反弹相互削减各自水流动能，其次使得下泄水流的动能减小，减小入射水流对河床的冲击压力，并保证下泄水流对下游河床的冲刷不因震动影响坝体的安全稳定性同时，隔音效能层组件2内部采取真空结构，有效将水流冲击产生的噪音隔离在内部，同时水流通道采用进出口两端空间狭小和中间空间较大的结构，该结构利用膨胀式消声器原理，使水流水波在通道截面的变化，造成通道内声波传播方向发生改变，在通道内发生发射、干涉等现象，从而达到消声隔音的效果，同时由于下泄水流在流动过程中会对隔音效能层组件2产生一个向右的力，从而产生一个顺时针的力偶，为了有效减少这个力偶的危害，将隔音效能层组件2下部做一个半球形的真空空间，使水的浮力可以作用在隔音效能层组件2上面，使其产生一个向上的力，使之产生逆时针力偶，使其与水流作用力产生的力偶相互抵消，使整体安全稳定。
根据水力学相关规范，得消力池深度为:D＝σ0H3-H2，
式中：
D为消力池深度(m)；
σ0为水跃淹没系数，取1.05-1.10；
a为水流动能修正系数，取1.0-1.05；
g为重力加速度，取9.8(m/s2)；
H1为收缩水深(m)；
H2为下游水深(m)；
H3为跃后水深(m)；
由于在消力池上方设有分隔护垫4，水流在消力池内发生淹没水跃，则取消力池长度为:L＝Ls-βLj，Lj＝(4.9s+6.1)H3
式中：
H3为跃后水深(m)；
H2为下游水深(m)；
L为消力池长度(m)；
Ls为消力池如水段水平投影长度(m)；
β为水跃长度校正系数，取0.7-0.8；
Lj为水跃长度(m)；
分隔护垫4出口为水平设计，使流出的水保持河床方向平稳流出，降低水流内部相互碰撞导致机械能转化成动能过程的噪音产生，并降低出流水体对河床和两岸的冲刷。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：
1、本发明中利用隔音效能层装置并配合底部的分隔护垫和消力池，使水流在这三者之间互相反弹达到消减下泄水流的机械能，确保了下泄水流对下游河床的冲刷不因震动影响坝体的安全稳定性。
2、本发明利用隔音效能层装置的真空结构和水流通道的消声结构设计，降低水流冲击的噪声，改善了周边居民生产生活环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统示意图。
图2是本发明中分隔护垫4的结构示意图。
图3是图1中A处的放大图。
图4是本发明的尺寸标注示意图。
附图标记说明：坝体1、隔音效能层组件2、支撑件21、橡胶层22、消力戽式消力池主体3、分隔护垫4、分隔护垫固定杆41、分隔护垫钢杆42、分隔护垫尾部弹簧43、分隔护垫主体44。
具体实施方式
参看图1-图4所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含坝体1、隔音效能层组件2、消力戽式消力池主体3和分隔护垫4，所述的消力戽式消力池主体3设置在坝体1下游，所述的隔音效能层组件2设置在消力戽式消力池主体3上方，所述的分隔护垫4设置在隔音效能层组件2与消力戽式消力池主体3之间；
所述的隔音效能层组件2的底部设有橡胶层22，隔音效能层组件2的内部为真空结构，隔音效能层组件2的纵断面呈勺子形，所述的消力戽式消力池主体3设置在隔音效能层组件2下方，隔音效能层组件2与消力戽式消力池主体3围成水流通道，所述的水流通道为进口段狭小、中间段较大和出口段狭小的渐变式形，所述的分隔护垫4依水流通道渐变曲线布置于隔音效能层组件2与消力戽式消力池主体3之间，所述的分隔护垫4的出口呈水平方向布置，使流出的水保持河床方向平稳流出。
所述的隔音效能层组件2、消力戽式消力池主体3和分隔护垫4相互配合，使水流互相反弹，消减下泄水流的机械能。
所述的隔音效能层组件2的长度为消力戽式消力池主体3和坝体1下部长度之和。
所述的隔音效能层组件2包含支撑件21，所述的支撑件21为不锈钢材质。
所述的分隔护垫4包含分隔护垫固定杆41、分隔护垫钢杆42和分隔护垫尾部弹簧43，所述的分隔护垫固定杆41设置在分隔护垫4的最左端，所述的分隔护垫钢杆42设置在分隔护垫固定杆41的右侧，所述的分隔护垫尾部弹簧43设置在分隔护垫钢杆42的右侧，分隔护垫主体44设置在分隔护垫固定杆41、分隔护垫钢杆42和分隔护垫尾部弹簧43围成的空间区域内，分隔护垫主体44采用高强度泡沫板，分隔护垫4可以通过其尾部的尾部弹簧43连接，使其可以随着水量的大小自我调节。
本发明通过隔音效能层组件2上设置的下衬橡胶层配合消力戽式消力池，使水流在流经此处时互相反弹，而隔音效能层组件2和消力戽式消力池主体3之间设置的分隔护垫4进一步使得水流互相反弹，从而达到消减下泄水流的机械能的效果，使得一部分的水通过互相反弹相互削减各自水流动能，其次使得下泄水流的动能减小，减小入射水流对河床的冲击压力，并保证下泄水流对下游河床的冲刷不因震动影响坝体的安全稳定性同时，隔音效能层组件2内部采取真空结构，有效将水流冲击产生的噪音隔离在内部，同时水流通道采用进出口两端空间狭小和中间空间较大的结构，该结构利用膨胀式消声器原理，使水流水波在通道截面的变化，造成通道内声波传播方向发生改变，在通道内发生发射、干涉等现象，从而达到消声隔音的效果，同时由于下泄水流在流动过程中会对隔音效能层组件2产生一个向右的力，从而产生一个顺时针的力偶，为了有效减少这个力偶的危害，将隔音效能层组件2下部做一个半球形的真空空间，使水的浮力可以作用在隔音效能层组件2上面，使其产生一个向上的力，使之产生逆时针力偶，使其与水流作用力产生的力偶相互抵消，使整体安全稳定。
根据水力学相关规范，得消力池深度为:D＝σ0H3-H2，
式中：
D为消力池深度(m)；
σ0为水跃淹没系数，取1.05；
a为水流动能修正系数，取1.05；
g为重力加速度，取9.8(m/s2)；
H1为收缩水深(m)；
H2为下游水深(m)；
H3为跃后水深(m)；
由于在消力池上方设有分隔护垫4，水流在消力池内发生淹没水跃，则取消力池长度为:L＝Ls-βLj，Lj＝(4.9s+6.1)H3
式中：
H3为跃后水深(m)；
H2为下游水深(m)；
L为消力池长度(m)；
Ls为消力池如水段水平投影长度(m)；
β为水跃长度校正系数，取0.7；
Lj为水跃长度(m)；
分隔护垫4出口为水平设计，使流出的水保持河床方向平稳流出，降低水流内部相互碰撞导致机械能转化成动能过程的噪音产生，并降低出流水体对河床和两岸的冲刷。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种隐形式消音消能消力戽，其特征在于：它包含坝体(1)、隔音效能层组件(2)、消力戽式消力池主体(3)和分隔护垫(4)，所述的消力戽式消力池主体(3)设置在坝体(1)下游，所述的隔音效能层组件(2)设置在消力戽式消力池主体(3)上方，所述的分隔护垫(4)设置在隔音效能层组件(2)与消力戽式消力池主体(3)之间；
所述的隔音效能层组件(2)的底部设有橡胶层(22)，隔音效能层组件(2)的内部为真空结构，隔音效能层组件(2)的纵断面呈勺子形，所述的消力戽式消力池主体(3)设置在隔音效能层组件(2)下方，隔音效能层组件(2)与消力戽式消力池主体(3)围成水流通道，所述的水流通道为进口段狭小、中间段较大和出口段狭小的渐变式形，所述的分隔护垫(4)依水流通道渐变曲线布置于隔音效能层组件(2)与消力戽式消力池主体(3)之间，所述的分隔护垫(4)的出口呈水平方向布置；
所述的隔音效能层组件(2)、消力戽式消力池主体(3)和分隔护垫(4)相互配合，使水流互相反弹，消减下泄水流的机械能。
2.根据权利要求1所述的一种隐形式消音消能消力戽，其特征在于：所述的隔音效能层组件(2)的长度为消力戽式消力池主体(3)和坝体(1)下部长度之和。
3.根据权利要求1所述的一种隐形式消音消能消力戽，其特征在于：所述的隔音效能层组件(2)包含支撑件(21)。
4.根据权利要求1所述的一种隐形式消音消能消力戽，其特征在于：所述的分隔护垫(4)包含分隔护垫固定杆(41)、分隔护垫钢杆(42)和分隔护垫尾部弹簧(43)，所述的分隔护垫固定杆(41)设置在分隔护垫(4)的最左端，所述的分隔护垫钢杆(42)设置在分隔护垫固定杆(41)的右侧，所述的分隔护垫尾部弹簧(43)设置在分隔护垫钢杆(42)的右侧，分隔护垫主体(44)设置在分隔护垫固定杆(41)、分隔护垫钢杆(42)和分隔护垫尾部弹簧(43)围成的空间区域内。
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