[發明專利]一種用于水力學模擬的提升裝置

有效

• 申請號: 201610258487.2
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105788427B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 孫健;陸靈威;林斌良;劉璐
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 謝磊

本發明公開了一種用于水力學模擬的提升裝置，包括：支柱，用于支撐所述提升裝置；提升裝置，用于通過彈性拉力快速提升閘門；開關裝置，用于控制所述提升裝置停止在第一停止位，以及釋放該提升裝置使其提升閘門；其中，所述第一停止位對應于提升裝置的彈性張緊狀態以及閘門的關閉狀態。本發明通過彈性裝置和滑輪為閘門提供上升的動力，使得閘門提升的初始加速度較大，后期加速度逐漸減小，有利于縮短閘門提升的耗時并保證操作的安全。

技術領域

本發明涉及實驗理論技術領域，尤其涉及一種用于水力學潰壩波模擬的提升裝置。

背景技術

我國是當今擁有水庫大壩數量最多的國家。水庫建成后能夠起到防洪、灌溉、供水、發電等作用，同時也帶來了一定的潛在風險。例如，水庫壩體一旦發生潰壩，對下游廣大地區造成的災害往往是毀滅性的。潰壩的災害主要由潰壩洪水的沖擊和淹沒作用造成。尤其是混凝土結構的堤壩發生潰決時，可近似認為是瞬時潰決，其形成的潰壩洪水更加典型和強烈。由于潰壩問題的突發性和復雜性，目前對潰壩的認識還未成熟，進行潰壩物理模型實驗能夠促進對潰壩問題的認識、對潰壩洪水演進規律的掌握，為下游城市防洪預警提供科學依據。

在物理模型實驗中，瞬時潰壩通常用突然抽離閘門的方式進行模擬。潰壩閘門的提升時間(速度)應當受到特別關注，因為潰壩閘門的提升時間直接影響著實驗模擬瞬間潰壩條件的可行性。有一項水力學研究指出，當上游水深h₀已知時,如果閘門開啟時間t滿足以下關系式，就可以認為波速的傳播受閘門開啟過程的影響很小，潰壩可以看作是瞬間的：

目前，水利工程中常用閘門的提升方式主要有人力提升、機械提升和電力提升等。但是大多數閘門的提升速度不能滿足上述關系式，因而有必要對實驗潰壩閘門進行特殊設計，以滿足實驗瞬時潰壩條件的模擬，保證潰壩波模擬結果的有效性。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于水力學潰壩波模擬的提升裝置，本發明通過彈性裝置和滑輪提供閘門上升的動力，使得閘門提升的初始加速度較大，后期加速度逐漸減小，有利于縮短閘門提升的耗時。本發明不僅消除了使用重物提升閘門帶來的安全隱患，而且還使得本發明的提升裝置在布置上更加靈活；在實際應用時，如需要進一步縮短閘門開啟耗時，可通過增加彈性裝置數量或更換彈性系數更大的彈性裝置方便實現。本發明使潰壩波模擬更具有可靠性和可操作性。

根據本發明的一個方面，一種用于水力學潰壩波模擬的提升裝置，包括：支柱，用于支撐所述提升裝置；提升裝置，用于通過彈性拉力快速提升閘門；開關裝置，用于控制所述提升裝置停止在第一停止位，以及釋放該提升裝置使其提升閘門；其中，所述第一停止位對應于提升裝置的彈性張緊狀態以及閘門的關閉狀態。

其中，所述提升裝置包括：彈性裝置和第一擋塊；彈性裝置，其一端為固定端，另一端為活動端；第一擋塊，其一端固定在所述彈性裝置活動端，另一端通過拉索連接閘門。

其中，所述開關裝置包括：水平桿、杠桿裝置和第二擋塊；水平桿，水平穿過所述支柱，其在所述支柱一側的一端連接所述杠桿裝置，在所述支柱另一側的一端剛性連接所述第二擋塊；杠桿裝置，用于控制所述水平桿水平移動；第二擋塊，用于阻擋所述第一擋塊使其停止在第一停止位。

其中，所述杠桿裝置包括：方芯和長桿；方芯，其與所述水平桿連接，并通過活動連接件固定在支柱側壁上，能夠繞所述活動連接件轉動；長桿，用于控制所述方芯轉動，其一端與所述方芯剛性連接，另一端為手持端。

其中，當轉動所述長桿時，在所述長桿的拉動作用下所述方芯發生同向轉動，拉動水平桿水平移動，帶動第二擋塊水平移動，使得所述第二擋塊與所述第一擋塊脫離。

其中，當所述第二擋塊與所述第一擋塊脫離時，所述彈性裝置在自身的彈性拉力作用下做收縮運動，以拉動所述第一擋塊從所述第一停止位下降到第二停止位；其中，所述第二停止位對應于彈簧裝置的彈性收縮狀態以及閘門的開啟狀態。