CN108335605B - 一种适于教学实验的多用途堰流装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适于教学实验的多用途堰流装置，包括储水箱、堰上供水首部、明渠水槽、百叶尾门以及多用途堰机构；多用途堰机构包括矩形薄壁堰、实用堰面以及宽顶堰面；形薄壁堰为一垂直面；实用堰面包括实用堰面垂直面和实用堰面曲面；宽顶堰面包括宽顶堰面顶面、宽顶堰面左铅垂面、宽顶堰面右铅垂面以及宽顶堰面内曲面；实用堰面通过实用堰面垂直面与矩形薄壁堰连接，宽顶堰面通过宽顶堰面右铅垂面与实用堰面的实用堰面垂直面连接。与现有技术相比，本发明利用堰体结构变化，实现堰型较多、一槽多用，堰流多样、效果明显，防渗、防漏效果好，堰体稳定，成本较低，结构简洁，推广空间较大。

Description

一种适于教学实验的多用途堰流装置
技术领域
本发明是针对目前堰流实验教学中，堰流形式单一，而设计的一种适于教学实验的多用途堰流装置。它属于水利工程技术领域。
背景技术
目前，在堰流实验教学中，常采取一种堰型配置一条水槽设计，这种设计的优点是堰体固定水槽内，防渗、防漏效果好，堰体稳定；缺点是在教学实验时，只能做一种堰型实验，堰型堰流单一，若在实验中变换堰型，堰体的稳定处理和防渗、防漏处理费时较长，无法完成实验教学任务，因而现有技术存在不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而发明的一种适于教学实验的多用途堰流装置，它通过矩形薄壁堰上的实用堰和宽顶堰滑动移位调节，实现矩形薄壁堰、实用堰和宽顶堰间的堰型转换。以此规避现有技术的不足。
本发明的技术方案是：
一种适于教学实验的多用途堰流装置，其特征在于：包括储水箱、堰上供水首部、明渠水槽、百叶尾门以及多用途堰机构；所述明渠水槽尾部设置百叶尾门，该百叶尾门侧边与转柄相连，在所述储水箱内设置水泵，所述堰上供水首部包括进水管、消能板、消能孔、水面稳板和测针，所述消能板固定在堰上供水首部下端侧壁上，所述水面稳板与堰上供水首部上端侧壁滑动相接，所述测针设置于堰上供水首部上边侧；所述消能孔设置在所述消能板上；所述多用途堰机构包括矩形薄壁堰、实用堰面以及宽顶堰面；所述形薄壁堰为一垂直面；所述实用堰面包括实用堰面垂直面和实用堰面曲面；所述宽顶堰面包括宽顶堰面顶面、宽顶堰面左铅垂面、宽顶堰面右铅垂面以及宽顶堰面内曲面；所述实用堰面通过所述实用堰面垂直面与矩形薄壁堰连接，所述宽顶堰面通过所述宽顶堰面右铅垂面与所述实用堰面的实用堰面垂直面连接；在所述宽顶堰面左铅垂面底部和宽顶堰面右铅垂面底部设有一通孔，该通孔使所述宽顶堰内曲面与实用堰面曲面相接；所述水泵与进水管一端相连，所述进水管另一端与堰上供水首部水槽首部底部相接。
本发明结构由三部分组成：储水箱、水槽、和多用途堰机构，在储水箱部分，储水箱内设置水泵，水泵为水槽提供水源，流经堰体后的水流进入明渠水槽后，然后，经百叶尾门流进储水箱。在水槽部分设置堰上供水首部、明渠水槽、堰体、百叶尾门，其工作机理：水泵提供明的水体，首先进入堰上供水首部，然后经过堰体，在明渠水槽内流动。在多用途堰机构部分，设置矩形薄壁堰、实用堰面、宽顶堰面、孔口和宽顶堰内曲面，其工作机理：通过矩形薄壁堰上的实用堰和宽顶堰滑动移位调节，实现矩形薄壁堰、实用堰和宽顶堰间堰型转化。本发明的优点：与现有技术相比，本发明利用堰体结构变化，实现堰型较多、一槽多用，堰流多样、效果明显，防渗、防漏效果好，堰体稳定，成本较低，结构简洁，推广空间较大。
附图说明
图1是本发明装置示意图。
图2是矩形薄壁堰的结构示意图。
图3是实用堰面的结构示意图。
图4是宽顶堰面的结构示意图。
其中：1、储水箱，2、下泄水流，3、百叶尾门，4、转柄，5、明渠水槽，6、通孔，7、宽顶堰内曲面，8、实用堰面，9、宽顶堰面，10、矩形薄壁堰，11、水泵，12、测针，13、进水管，14、水面稳板，15、堰上供水首部，16、消能板，17、消能孔，18、水流，19、实用堰面垂直面，20、实用堰面曲面，21、宽顶堰面顶面，22、宽顶堰面右铅垂面，23、宽顶堰面左铅垂面。
具体实施方式
对照附图1-图4，水泵11内置于储水箱1内，储水箱1位于百叶尾门3下部，水泵11与进水管13一端相连，进水管13另一端与堰上供水首部15底部相连，百叶尾门3与明渠水槽5尾部相连，转柄4位于百叶尾门3侧上方，消能孔17设置于消能板16上，消能板16固定在堰上供水首部15下端侧壁上，水面稳板14与堰上供水首部15上端侧壁滑动相接，测针12设置于堰上供水首部15上边侧，矩形薄壁堰固结于明渠水槽5前部，实用堰面垂直面19与矩形薄壁堰10滑动相接，宽顶堰面右铅垂面22与实用堰面垂直面19滑动相接，宽顶堰面9的左铅垂面底部设置通孔6，宽顶堰内曲面7与实用堰面曲面20相接。
工作过程：启动水泵11，水体从储水箱1经进水管13流进堰上供水首部15底部，水流18流经消能板16和消能孔17进行消能，通过水面稳板14，形成堰上水头，读取测针12堰上水头读数，水流流过宽顶堰面9，形成堰流，进入明渠水槽5，经堰顶后的水流，在堰顶底部通孔6形成负压，使得宽顶堰内曲面7与实用堰面曲面20紧固相连，同时固结于渠底的矩形薄壁堰10亦阻止与宽顶堰面9相连的右铅垂面移动，以此形成稳定的宽顶堰溢流，然后，水流经过百叶尾门3，流入储水箱1，完成宽顶堰堰流实验。关闭水泵11，明渠水槽5处于无流状态，通孔6处于大气压下，宽顶堰内曲面7与实用堰面曲面20负压粘接连接失效，将宽顶堰面9取出，水槽内形成由实用堰面8组合的实用堰型，开启水泵11，水流18重复上述过程，读取测针12堰上水头读数，完成实用堰堰流实验。再次关闭水泵11，明渠水槽5处于无流状态，移出实用堰面8，形成矩形薄壁堰10，开启水泵11，水流18重复上述过程，读取测针12堰上水头读数，完成矩形薄壁堰堰流实验。

Claims (1)

1.一种适于教学实验的多用途堰流装置，包括储水箱（1）、堰上供水首部（15）以及明渠水槽（5），在所述储水箱（1）内设置水泵（11），其特征在于：还包括百叶尾门（3）以及多用途堰机构；所述明渠水槽（5）尾部设置百叶尾门（3），该百叶尾门（3）侧边与转柄（4）相连，所述堰上供水首部（15）包括进水管（13）、消能板（16）、消能孔（17）、水面稳板（14）和测针（12），所述消能板（16）固定在堰上供水首部（15）下端侧壁上，所述水面稳板（14）与堰上供水首部（15）上端侧壁滑动相接，所述测针（12）设置于堰上供水首部（15）上边侧；所述消能孔（17）设置在所述消能板（16）上；所述多用途堰机构包括矩形薄壁堰（10）、实用堰面（8）以及宽顶堰面（9）；所述形薄壁堰（10）为一垂直面；所述实用堰面（8）包括实用堰面垂直面和实用堰面曲面；所述宽顶堰面（9）包括宽顶堰面顶面、宽顶堰面左铅垂面、宽顶堰面左铅垂面以及宽顶堰面内曲面；所述实用堰面（8）通过所述实用堰面垂直面与矩形薄壁堰（10）连接，所述宽顶堰面（9）通过所述宽顶堰面右铅垂面与所述实用堰面（8）的实用堰面垂直面连接；在所述宽顶堰面左铅垂面底部和宽顶堰面右铅垂面底部设有一通孔（6），该通孔（6）使所述宽顶堰内曲面（7）与实用堰面曲面相接；所述水泵（11）与进水管（13）一端相连，所述进水管（13）另一端与堰上供水首部（15）水槽首部底部相接。
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