CN103835259B - 一种平水整流装置及其整流方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平水整流装置及其整流方法,该装置包括水箱、驱动水箱升降的升降装置、进水管、溢流坎、积水槽和排水管。水箱底部中心设孔，套接进水管，侧壁设有出水孔；水箱自底部向上分别设底整流板和顶整流板，底整流板和顶整流板的出水口相互交错，水流在水泵作用下从进水管侧向分流口注入水箱，经整流板整流后，多余水流由溢流坎溢出到积水槽，再通过排水管排出，水头稳定的水流从出水孔流出。本项发明的装置及其方法采用进水管侧向出流和整流板错层出流，消耗了水流动能，结合水箱四周溢流方式，大幅提高了水头的稳定性，同时水箱在丝杆作用下沿进水管上下运动，实现水头的自由调节，满足不同水头的需求。

Description

一种平水整流装置及其整流方法

技术领域

本发明涉及平水整流装置，具体涉及水流实验中具有水头调节功能的平水整流装置及其整流方法。

背景技术

水工、河工模型试验是解决重大工程问题的主要手段之一，试验过程中需要研究恒定水流条件下工程对水流结构的影响，为保证模型进口水流的稳定性，需要采用平水装置稳定水流的水头，防止水头波动出流不稳，影响流态稳态的稳定性。当前平水装置形态固定，水头不可调节，由于试验对象和模拟水流条件的差异，试验中需要不同水头的平水装置，只能重复建设，浪费了人力物力。因此，迫切需要能够进行水头调节功能的平水装置。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种平水整流装置及其整流方法，水箱在丝杆作用下可以沿进水管上下运动，实现水头高度调节，通过顶整流板和底整流板孔的交错设置，大大的减小水流冲击，结构简单，方便实用。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种平水整流装置,包括水箱、驱动水箱升降的升降装置、进水管、底整流板、顶整流板、出水孔，所述进水管经水箱底部中心开孔通入水箱，水箱侧壁设有出水孔，水箱底部上方依次设有底整流板和顶整流板，底整流板和顶整流板交替设有孔作为出水口。

作为优选，所述升降装置包括伺服电机和丝杆，伺服电机驱动丝杆转动从而带动水箱的沿进水管上下移动，进水管外壁设有刻度尺，记录水箱移动距离。

为了能够减缓进水管水流的水压，所述底整流板中部封闭，边缘开孔作为出水口，顶整流板为边缘封闭，中部开孔作为出水口；顶整流板的孔为十字形。

为了便于溢出水排出，所述水箱四周设有溢流坎，溢流坎设有侧向倾角，倾角角度为45-65度，水箱外壁设有积水槽，水流经溢流坎溢出至积水槽，再由排水管排出。

作为优选，所述进水管顶端设有侧向分流口。

本发明中，水流从分流出来后，冲击底整流板，减小水流动力，水流从底整流板边缘处进入第二层整流区，在顶整流板约束下，水流动能大幅减小，水流从顶整流板中部流出，有效完成水流的整流。

本发明还公开了一种基于上述平水整流装置的平水整流方法，水箱初始位置高程为H₀，水箱边壁高度为B，则出水孔中水流的水头为：

H=H₀+B

调节升降装置，使水箱上下移动，移动距离ΔH由进水管外壁刻度尺获取，则出水孔中水流的水头调节为：

水箱上升：H=H₀+ΔH+B

水箱下降：H=H₀-ΔH+B

有益效果：本发明的一种平水整流装置及其整流方法，水箱在丝杆作用下可以沿进水管上下运动，实现水头调节，满足不同水头的需求；进水管采用侧向分流口，减小水流冲击；水箱自底部向上分别设有底整流板和顶整流板，其出水口相互交错，错层布置，结合水箱四周溢流方式，大幅提高了水头的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中底整流板结构示意图；

图3为本发明中顶整流板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1至图3所示，本发明的平水整流装置,具有水头调节功能的,包括水箱1、驱动水箱1升降的升降装置、进水管4、底整流板7、顶整流板8、出水孔9、溢流坎10、积水槽11和排水管12，所述进水管4经水箱1底部中心开孔通入水箱1，水箱1侧壁设有出水孔9，水箱1底部上方依次设有底整流板7和顶整流板8，底整流板7和顶整流板8交替设有孔。

在本发明中，水箱1底部上方设有底整流板7，底整流板7上方设有顶整流板8，底整流板7和顶整流板8交替设有孔，即出水口，并且底整流板7和顶整流板8的出水口相互交错，消耗水流动能，实现整流。具体来说，底整流板7中部封闭，边缘开孔作为出水口，顶整流板8为边缘封闭，中部开孔作为出水口，顶整流板8的孔为十字形，进水管4顶端设有侧向分流口6，减缓进水管4进入水箱1中的水压，伺服电机2和丝杆3有两组，对称分布在水箱1两侧，能够使水箱1平稳的升降，进水管4外壁设有刻度尺，记录水箱1移动距离，所述水箱1四周设有溢流坎10，溢流坎10设有侧向倾角，倾角角度为45-65度，水箱1外壁设有积水槽11，水流经溢流坎10溢出至积水槽11，再由排水管12排出。

本发明在使用时，水流通过水泵5进入进水管4流入水箱1中，由于进水管4顶端设有侧向分流口6，减小水流冲击，水流通过底整流板7和顶整流板8，然后通过水箱1侧面的出水孔9流出，由于底整流板7和顶整流板8孔交错设置，大大的减小了水流的冲击，出水孔9与顶整流板8平齐，水流能够稳定恒定的流出，当水箱1中水装满后，水流通过水箱1四周的溢流坎10溢出到积水槽11中，再通过排水管12排出。

基于上述平水整流装置的平水整流方法，水箱1初始位置高程为H₀，水箱1边壁高度为B，则出水孔9中水流的水头为：

H=H₀+B

调节升降装置，使水箱1上下移动，移动距离ΔH由进水管4外壁刻度尺获取，则出水孔9中水流的水头调节为：

水箱上升：H=H₀+ΔH+B

水箱下降：H=H₀-ΔH+B

其中，当需要其他高度的水位时，启动伺服电机2，带动丝杆3转动，从而带动水箱1的上下移动，丝杆3和伺服电机2有两套，对称的位于水箱1两侧，可以更稳定的带动水箱1上下移动。

可见，本发明中，水箱1自底部向上分别设底整流板7和顶整流板8，其出水口相互交错，消耗水流动能；采用水头可调节思路，充分运用现代控制技术，实现水头的调节；同时采用对应整流板，确保流态的问题。水流在水泵5作用下从进水管4侧向分流口6注入水箱1，经整流板整流后，多余水流由溢流坎10溢出到积水槽11，再通过排水管12排出，水头稳定的水流从出水孔9流出。本项发明采用进水管4侧向出流和整流板错层出流，消耗了水流动能，结合水箱1四周溢流方式，大幅提高了水头的稳定性，同时水箱1在丝杆3作用下沿进水管4上下运动，实现水头的自由调节，满足不同水头的需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种平水整流装置，其特征在于：包括水箱(1)、驱动水箱(1)升降的升降装置、进水管(4)、底整流板(7)、顶整流板(8)、出水孔(9)，所述进水管(4)经水箱(1)底部中心开孔通入水箱(1)，水箱(1)侧壁设有出水孔(9)，水箱(1)底部上方依次设有底整流板(7)和顶整流板(8)，底整流板(7)和顶整流板(8)交替设有孔作为出水口。

2.根据权利要求1所述的平水整流装置，其特征在于：所述升降装置包括伺服电机(2)和丝杆(3)，伺服电机(2)驱动丝杆(3)转动从而带动水箱(1)的沿进水管(4)上下移动，进水管(4)外壁设有刻度尺，记录水箱(1)移动距离。

3.根据权利要求1所述的平水整流装置，其特征在于：所述底整流板(7)中部封闭，边缘开孔作为出水口，顶整流板(8)为边缘封闭，中部开孔作为出水口；顶整流板(8)的孔为十字形。

4.根据权利要求2所述的平水整流装置，其特征在于：所述水箱(1)四周设有溢流坎(10)，溢流坎(10)设有侧向倾角，倾角角度为45-65度，水箱(1)外壁设有积水槽(11)，水流经溢流坎(10)溢出至积水槽(11)，再由排水管(12)排出。

5.根据权利要求1所述的平水整流装置，其特征在于：所述进水管(4)顶端设有侧向分流口(6)。

6.基于权利要求1所述的平水整流装置的平水整流方法，其特征在于：水箱(1)初始位置高程为H₀，水箱(1)边壁高度为B，则出水孔(9)中水流的水头为：

H＝H₀+B

调节升降装置，使水箱(1)上下移动，移动距离ΔH由进水管(4)外壁刻度尺获取，则出水孔(9)中水流的水头调节为：

水箱上升：H＝H₀+ΔH+B

水箱下降：H＝H₀-ΔH+B。