CN213123506U - 一种水利工程教学用演示仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种水利工程教学用演示仪器，包括：底座；支撑架，其固定在底座上；上游水槽，其固定安装在所述支撑架上，用于模拟水库大坝；下游水槽，其固定安装在所述底座上，且其与所述上游水槽的高度差至少为1m；溢流消能槽，其倾斜安装在所述上游水槽与所述下游水槽之间；开闭机构，其安装在所述上游水槽上，用于调节流入所述溢流消能槽内的水量；以及水流循环系统，用于循环输送下游水槽中的水回所述上游水槽中；实现了教学中模拟演示水库泄流消能的过程。

Description

一种水利工程教学用演示仪器

技术领域

本实用新型涉及水库泄流消能模拟教学用具领域，具体涉及一种水利工程教学用演示仪器。

背景技术

水利工程是解决社会经济发展中与水资源开发、利用、保护、优化、配置、节约相关的水问题，强调将工程技术转化为生产力，以保证当地经济社会的可持续发展。近年来，随着国家西部大开发和西电东送战略的实施，西部高山峡谷地区将兴建一批200～300m级的高坝。这些工程一般均有高水头、大流量的泄洪特点，增加了泄水建筑物布置的难度，存在泄洪功率过大与下游消能空间甚小的矛盾。在高水头水利水电枢纽工程中，高速水流泄洪消能问题是主要的水工水力学问题之一，目前基本上采取优化泄洪建筑物体形来提高消能效率。

在水里工程教学中只有理论知识进行讲解，学生在学习中对泄流消能的水力学问题缺乏直观的概念，并且无法模拟试验泄流过程中水流量排放与泄流长度之间的关系。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种水利工程教学用演示仪器，解决了教学中模拟演示水库泄流消能的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种水利工程教学用演示仪器，包括：

底座；

支撑架，其固定在底座上；

上游水槽，其固定安装在所述支撑架上，用于模拟水库大坝；

下游水槽，其固定安装在所述底座上，且其与所述上游水槽的高度差至少为1m；

溢流消能槽，其倾斜安装在所述上游水槽与所述下游水槽之间；

开闭机构，其安装在所述上游水槽上，用于调节流入所述溢流消能槽内的水量；以及水流循环系统，用于循环输送下游水槽中的水回所述上游水槽中。

在一实施例中，所述开闭机构包括：

泄流槽，其设有倒“T”字形结构的三通槽；

流量调节板，其滑动安装在所述三通槽的竖槽内；以及

升降组件，其安装在所述上游水槽上，用于调节所述流量调节板的升降高度。

在一实施例中，所述升降组件包括：

收卷辊筒，其安装在所述上游水槽上；

收卷绳，其一端缠绕在所述收卷辊筒上，其另一端栓接在所述流量调节板上；

止动架，其一端转动安装在所述上游水槽上，其另一端固定安装有用于止动所述收卷辊筒的制动辊筒；

弹簧，其一端固接在所述止动架上，其另一端固接在所述上游水槽上；

所述弹簧沿着所述止动架的长度方向均布排列。

在一实施例中，所述水流循环系统包括：

循环水管，其一端连接在所述下游水槽底部，其另一端置于所述上游水槽顶部；

循环水泵，其设于所述循环水管上并固定安装在所述底座上；

供电电源，其设在所述支撑架内，并与所述循环水泵通过开关连接。

在一实施例中，所述溢流消能槽上端为向上凸起的弧形结构，所述溢流消能槽下端为向下凸起的弧形结构。

在一实施例中，所述上游水槽、所述下游水槽的材质均为透明材质。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

通过小模型对水库泄流消能过程进行演示，在不同流量的情况，相同消能条件下能够获得不同程度的消能结果，并且能够较为直观的看到水流过程；并且通过水流循环系统能够让模拟过程持续进行，从而避免繁琐的单向模拟过程。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2为图1中A处局部放大结构示意图；

图中，底座1、支撑架2、上游水槽3、下游水槽4、溢流消能槽5、开闭机构6、泄流槽61、流量调节板62、升降组件63、收卷辊筒631、收卷绳632、止动架633、制动辊筒634、弹簧635、水流循环系统7、循环水管71、循环水泵72、供电电源73。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型的实施例中提出了一种水利工程教学用演示仪器，包括底座1 以及固定在所述底座1上的支撑架2，在支撑架2上固定安装有上游水槽3，用于模拟水库大坝；同时在底座1上固定安装有下游水槽4，并且上游水槽3与下游水槽4之间的高度差至少为1m；在上游水槽3与下游水槽4之间倾斜设置有溢流消能槽5，其中溢流消能槽5的水平投影长度为上下游高度差的1.5倍；还设有安装在上游水槽3上的开闭机构6，用于调节流入所述溢流消能槽5内的水量；同时还设有水流循环系统7，能够将下游水槽 4中的水循环输送回上游水槽3中。

在进行模拟水库大坝泄流消能时，通过开闭机构6控制上游自动下流的水流量，并且经过在溢流消能槽5内流动一定距离后，让水流流动速度变缓，从而让下游感受到的水流压力减小，将水流的高度势能转换成动能以及较低的势能；并且根据开闭机构6对水流量的控制，能够看到不同水流量在进行泄流消能时产生的动态变化。

在具体模拟演示中，通过开闭机构6对水流量进行控制，如图1、图2所示，开闭机构6包括安装在上游水槽3底部的泄流槽61，并在泄流槽61上开设有倒“T”字形结构的三通槽，从而能够实现内部水流在流通时收到竖向开槽的干涉；还设有流量调节板62，其滑动安装在所述三通槽的竖槽内，通过高度调节控制流通水流量；在上游水槽3上还安装有升降组件63，用于调节流量调节板62的升降高度。

其中，升降组件63包括安装在上游水槽3上的收卷辊筒631以及一端缠绕在收卷辊筒 631上的收卷绳632，而收卷绳632的另一端栓接在流量调节板62上，当收卷辊筒631转动后能够控制收卷绳632的收房长度，从而能够通过流量调节板62对流通开口尺寸进行调节；同时，在上游水槽3上还转动安装有止动架633，在止动架633上固定安装有用于止动所述收卷辊筒631的制动辊筒634，并且在止动架633与上游水槽3之间设置有弹簧 635，通过弹簧635的作用使得制动辊筒634对收卷辊筒631进行止动定位，从而保持在每次调节流量调节板62后高度不变，为了保证复位具有良好的制动力，让弹簧635沿着所述止动架633的长度方向均布排列。

在下游水槽4内的水量较多时，通过水流循环系统将下游水槽4中的水循环输送回上游水槽3中，如图1所示，水流循环系统包括连通下游水槽4底部与上游水槽3顶部的循环水管71，并且在循环水管71设有循环水泵72，循环水泵72固定安装在底座1上；同时在支撑架2内还安装有供电电源73，且供电电源73通过开关连接到循环水泵72，在需要回流时，通过启动循环水泵72让下游水槽4内的水回流到上游水槽3中。

为了能够在泄流流动过程中让水流在溢流消能槽5的转角位置具有顺畅的流动性，让溢流消能槽5上端为向上凸起的弧形结构，同时让溢流消能槽5下端为向下凸起的弧形结构，从而能够让水流流动更加缓和。

为了直观展示整个泄流过程，让上游水槽3、下游水槽4的材质均为透明材质，例如亚克力材质，便于在模拟过程能够直观演示。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种水利工程教学用演示仪器，其特征在于，包括：

底座；

支撑架，其固定在底座上；

上游水槽，其固定安装在所述支撑架上，用于模拟水库大坝；

下游水槽，其固定安装在所述底座上，且其与所述上游水槽的高度差至少为1m；

溢流消能槽，其倾斜安装在所述上游水槽与所述下游水槽之间；

开闭机构，其安装在所述上游水槽上，用于调节流入所述溢流消能槽内的水量；以及

水流循环系统，用于循环输送下游水槽中的水回所述上游水槽中。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程教学用演示仪器，其特征在于，所述开闭机构包括：

泄流槽，其设有倒“T”字形结构的三通槽；

流量调节板，其滑动安装在所述三通槽的竖槽内；以及

升降组件，其安装在所述上游水槽上，用于调节所述流量调节板的升降高度。

3.根据权利要求2所述的一种水利工程教学用演示仪器，其特征在于，所述升降组件包括：

收卷辊筒，其安装在所述上游水槽上；

收卷绳，其一端缠绕在所述收卷辊筒上，其另一端栓接在所述流量调节板上；

止动架，其一端转动安装在所述上游水槽上，其另一端固定安装有用于止动所述收卷辊筒的制动辊筒；

弹簧，其一端固接在所述止动架上，其另一端固接在所述上游水槽上；

所述弹簧沿着所述止动架的长度方向均布排列。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种水利工程教学用演示仪器，其特征在于，所述水流循环系统包括：

循环水管，其一端连接在所述下游水槽底部，其另一端置于所述上游水槽顶部；

循环水泵，其设于所述循环水管上并固定安装在所述底座上；

供电电源，其设在所述支撑架内，并与所述循环水泵通过开关连接。

5.根据权利要求4所述的一种水利工程教学用演示仪器，其特征在于，所述溢流消能槽上端为向上凸起的弧形结构，所述溢流消能槽下端为向下凸起的弧形结构。

6.根据权利要求4所述的一种水利工程教学用演示仪器，其特征在于，所述上游水槽、所述下游水槽的材质均为透明材质。

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