[發明專利]一種旋轉式多功能明渠試驗裝置

有效

• 申請號: 201310026145.4
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103065537A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 戎貴文;蔣紅玲;肖柏青;劉麗紅;孫豐英;張世文;余文飛;顏冰
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 王菊珍

技術領域：

本發明涉及一種旋轉式多功能明渠試驗裝置，屬于水利試驗技術領域，實現在同一實驗平臺研究堰流、閘孔出流、圓柱繞流、明渠水躍和水跌以及丁壩、順壩和鎖壩附近的水流脈動壓強等水流現象。

背景技術：

明渠水流實驗在水利工程的建設和學科發展中占有重要的地位，水工模型實驗是研究水力要素及水流現象的基本方法，堰流、閘孔出流、明渠水躍和水跌以及水工建筑物附近水流脈動壓強等水流現象是高等院校水力學和流體力學課程的主要研究內容，觀察實際水流現象可以驗證水力學基本理論，增強感性認識，鞏固理論知識。然而，現有的明渠實驗裝置存在設備體積大、占用實驗室面積多，成本高的不足，致使配置的實驗裝置臺套數都較少，一個實驗裝置一般也只能完成一類實驗項目，難以滿足實驗教學需要，嚴重影響實驗教學進度。本發明采用旋轉方式創造性地將多種水力學明渠試驗集為一身，能夠節省大量實驗室場地和空間，減少水泵數量，節約實驗成本，克服了實驗裝置功能單一而占地面積大等缺點，為水力學實驗的開展提供了新的思路。

發明內容：

本發明的目的：

提供一種旋轉式多功能明渠試驗裝置，解決現有明渠試驗裝置功能單一、占地大、成本高等缺陷。裝置的特殊設計實現了在一個水箱和一段固定明渠組成的實驗平臺上開展多種水力學明渠試驗的目的，不僅節約水泵和水箱，而且節省占地面積和空間，適應性強，應用前景廣闊。

本發明的技術方案：

旋轉式多功能明渠試驗裝置由水箱、水泵、壓力管道、消能罩、擋板、明渠水槽、回水渠道、水槽固定翼、旋轉軸、支架、測針滑動架、活動水位測針、刻度尺等構成。

上述水箱分為兩層三箱，下層為儲水箱，上層由調節流量的有機玻璃擋板隔開，左側為溢水過渡箱，右側為穩水箱（明渠源頭），儲水箱中的水泵通過壓力管道與消能罩相連，有機玻璃擋板可以在擋板滑動槽中上下滑動調節穩水箱水量的水位。固定明渠由梯形截面的明渠出水槽和弧形截面回水渠道組成，回水渠道底面由右向左為楔型曲面，出口端為測量實驗流量的三角量水堰，出水槽和回水渠道之間是明渠試驗水槽底床。旋轉明渠由兩端支架支撐，固定在旋轉軸上，有四個對稱的明渠水槽，水槽之間由30°弧形固定翼連接，槽底與旋轉軸之間有四條回水渠道，對稱明渠水槽每次旋轉90°后，恰好與固定明渠裝置完全吻合，從水箱出口到旋轉明渠末端，明渠連接為一個整體，相應的回水渠道也連接為一整體，并與水箱相通，組成一個可循環系統。旋轉明渠底坡可調節，不同的明渠水槽中可設置不同的水工建筑物用來完成不同的實驗項目。

附圖說明：

圖1是本發明的一個結構示意圖。

圖2是圖1中可旋轉對稱明渠水槽兩端橫截面圖。

圖中：1－旋轉明渠水槽；2－明渠水槽底床；3－水槽固定翼；4－回水渠道進口；4^*－回水渠道出口（三角量水堰）；5－旋轉軸；6－升降閥；7－支架；8－水泵；9－壓力管道；10－刻度尺；11－儲水箱；12－消能罩；13－溢水回流管；14－溢水過渡箱；15－擋板滑動槽；16－有機玻璃擋板；17－穩水箱（源頭）；18－梯形水流出口；19－固定明渠水槽；20－水槽銜接縫（卡槽）；21－活動水位測針；22－測針滑動架；23－旋轉軸凹槽。

具體實施方式：

如圖1～2所示，該裝置主體由水箱段、固定明渠段和旋轉明渠段組成，材料為有機玻璃，另外還包括活動水位測針、旋轉明渠支架和旋轉軸等。

水箱段分為兩層三箱，下層為儲水箱11，儲存足夠的水量，儲水箱中的水泵8通過壓力管道9與消能罩12相連；上層由調節流量的有機玻璃擋板16隔開，右側為穩水箱（明渠源頭）17，消能罩12固定在穩水箱底部并與之相通，左側為溢水過渡箱14，有機玻璃擋板在擋板滑動槽15中上下滑動調節穩水箱流量的水位，過量的水將躍過擋板流入溢水過渡箱14，并通過溢水回流管13返回儲水箱11。

固定明渠段起始端與穩水箱17的梯形水流出口18以及儲水箱11的回水渠道出口4^*固定并相通，固定明渠水槽19末端通過水槽銜接縫20和橡膠密封圈與旋轉明渠水槽1左端某一明渠水槽相連接，固定明渠水槽19的床面也相應地與旋轉明渠水槽底床2連接為一整體。固定明渠段的回水渠道底面為由右向左的楔型曲面，回水渠道出口4^*為測量實驗流量的三角量水堰。