[發明專利]一種保持土石堤壩模型試驗壩前水位的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010064588.2
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111155479A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 劉潘;汪魁;趙明階;張欣;王俊杰;彭愛紅;榮耀
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 鄭勇

本發明公開了一種保持土石堤壩模型試驗壩前水位的裝置及方法，可以自動、恒定保持土石堤壩模型試驗的壩前水位。包括水位感應裝置、出水控制裝置，水位感應裝置包括底座、活動桿、絕緣桿、兩導電桿、浮球，兩導電桿上分別設置有導電環，活動桿的中部為導電段；出水控制裝置包括底板，以及設置在底板上的電磁鐵、三通水管、限位結構和銜鐵；三通水管的直管內設有堵水活塞、堵水連桿；電磁鐵的一端導線依次連接電源和控制開關，電磁鐵的另一端導線與一根導電桿電連接，另一根導電桿通過電線與控制開關電連接。

技術領域

本發明涉及土石堤壩滲流的物理模型試驗技術領域，特別是涉及一種保持土石堤壩模型試驗壩前水位的裝置及方法。

背景技術

進行土石堤壩滲流的物理模型試驗是開展相關研究的常規途徑，當研究定水頭條件下的有關問題時，須使試驗中土石堤壩模型的壩前水位保持不變。傳統的人工解決方法是先大流量供水、后經預留孔或水泵排水、再調整供水量來控制水位，該方式不僅控制粗糙，費時費力，且當堤壩體滲透系數發生改變時(如模擬堤壩發生滲透破壞試驗)，無法及時根據滲流量的突變保持壩前水位在預定位置，從而影響模型的模擬精度和試驗結果；采用浮球閥控制器或浮球連桿裝置自動控制水位，雖能克服傳統方法的不足，但該方法僅適用于某一恒定水位或較小水位變幅內的控制工作，無法一次性滿足多種不同水位條件下的測試條件需求，給試驗的開展和課題的研究帶來不便。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種保持土石堤壩模型試驗壩前水位的裝置及方法，可以自動、恒定保持土石堤壩模型試驗的壩前水位。

本發明的目的是這樣實現的：

一種保持土石堤壩模型試驗壩前水位的裝置，包括水位感應裝置、出水控制裝置，所述水位感應裝置包括底座、支撐結構、活動桿，所述底座用于將水位感應裝置固定在土石堤壩模型上，所述支撐結構包括立設在底座上的絕緣桿，以及平行設置在絕緣桿上的兩導電桿，兩導電桿的一端通過活動扣件固定在絕緣桿，兩導電桿的另一端分別設置有導電環，所述活動桿平行于絕緣桿，且活動套接在兩導電環內，所述活動桿的中部為導電段，所述活動桿的其余部分絕緣，所述活動桿的下端設有浮球，用于帶動活動桿一起浮在水面上；

所述出水控制裝置包括底板，以及設置在底板上的電磁鐵、三通水管、限位結構和銜鐵；所述三通水管的直管一端為進水口，所述三通水管的支管端為出水口，所述三通水管的直管內沿進水方向依次設有堵水活塞、堵水連桿；所述銜鐵的固定端鉸接在底板上，所述銜鐵的自由端與堵水連桿的端部鉸接，所述限位結構用于限定銜鐵的第一極限位置、第二極限位置，所述電磁鐵用于吸附銜鐵，使銜鐵運動到第一極限位置，當銜鐵位于第一極限位置時，堵水活塞阻斷三通水管的進水口、出水口，形成堵水狀態，當銜鐵位于第二極限位置時，三通水管的進水口、出水口連通，形成流水狀態；

電磁鐵的一端導線依次連接電源和控制開關，電磁鐵的另一端導線與一根導電桿電連接，另一根導電桿通過電線與控制開關電連接，當導電段的上端、下端與兩導電環接觸時，電磁鐵、兩根導電桿、兩個導電環、導電段、電源以及控制開關形成串聯電路。

優選地，所述底座呈倒U型，用于夾在土石堤壩模型的邊墻上，底座的一個側壁上螺紋配合有若干螺栓，若干螺栓沿底座的縱向均勻分布，各螺栓的螺桿端伸入底座的兩個側壁之間，并設置用于貼合邊墻的接觸盤；

優選地，所述底座的上端設有固定塊，所述固定塊上設有插入孔，所述絕緣桿插接固定在該插入孔內。

優選地，所述活動桿的下端設有外螺紋；所述浮球與活動桿的下端螺紋配合。

優選地，所述限位結構包括兩根固定插銷，兩根固定插銷設于銜鐵的兩側。

優選地，所述電磁鐵、三通水管和固定插銷均通過膠水粘接固定于底板上。

優選地，所述電磁鐵、三通水管的直管相互平行。