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用于模拟瞬间溃坝的电磁杠杆式水槽闸门装置制造方法及图纸

技术编号:14158566 阅读:223 留言:0更新日期:2016-12-12 01:15
本发明专利技术属于水力学实验模型设施,具体涉及一种用于模拟瞬间溃坝的电磁杠杆式水槽闸门装置,包括龙门式支架、闸门门板以及电磁式升降控制装置。龙门式支架上设置有固定板,该固定板上固定有与闸门门板上的竖直导条相配合的导槽。电磁式升降控制装置包括电磁吸附盘、电磁铁块以及与固定在龙门横梁上的铰接头铰接连接的杠杆。杠杆的两端分别通过钢缆与闸门门板和电磁吸附盘相连接,通过电磁铁块对电磁吸附盘的吸附作用,利用杠杆实现对闸门门板瞬间开启与闸入。本发明专利技术可自动开启和复位,适用于多种尺寸的水槽,极大减少了闸门开启过程中的机械震荡,省时省力,电磁控制更加高效便捷,且可有效减少误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水力学实验模型设施,具体涉及一种用于模拟瞬间溃坝的电磁杠杆式水槽闸门装置
技术介绍
在矩形水槽内以闸门瞬间打开方式来获取瞬间溃坝水体的方法,被用于各种流固耦合实验,其得到的瞬间溃坝水体与其下游结构物的相互作用常被用于模拟海啸上岸、甲板上浪等自然现象。此外,溃坝水体在干床和湿床下表面中的运动实验研究数据常常被用于各种流固耦合数值模型准确性的检验。2000年左右欧盟启动了一系列关于溃坝方面的研究(The Concerted Action on Dam-Break Modeling (CADAM) ),大量运用矩形水槽并以闸门瞬间打开方式来获得溃坝水体,得到了许多珍贵的实验数据。2004年为了验证溃坝水体在湿床下表面运动形态研究的SPH数值模型,Janosi等采用竖直抽取的方式开启闸门以获得瞬间溃坝水体。2004年Soares-Frazão等同样利用闸门瞬间开启以获得溃坝水体开展流体冲击结构物的实验研究。目前所开展的此类实验都必须针对不同实验分别建造造价昂贵的溃坝实验水槽,而不能利用实验室现有普通实验水槽开展实验。另外,目前现有的溃坝水槽瞬间开启闸门还存在以下缺陷:(1)开闸门处水槽侧面及水槽底需开凹槽以卡住闸门密封水体,不仅损坏了水槽,而且流体流过凹槽时还会发生流态的变化,闸门只能设置在水槽中凹槽所在位置;(2)为了达到闸门瞬间开启目的,一般采用重物下落牵引闸门开启,然而作为水槽闸门开启动力来源的下落重物一般靠人力搬运,费时费力,闸门开启后须靠人为将其重新卡回水槽才能开始下组实验,且重物难以稳定下落,往往导致整个装置严重摇晃,影响流态,人工开启闸门往往也使实验重复性较差,误差较大,不利于实验顺利快捷的进行;(3)闸门与水槽连为一体,一个闸门只能适用于单一水槽;(4)闸门被瞬间打开后高速向上运动,目前一般采用刚性结构强行阻止,容易造成强烈的机械震荡,严重危害整个结构的稳定性。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足,本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于模拟瞬间溃坝的自动龙门式闸门,其可自动开启和复位,可有效减少机械震荡,且可适用于多种尺寸的矩形水槽。为解决上述技术问题,本专利技术包括龙门式支架以及位于其下方的闸门门板、电磁式升降控制装置,所述电磁式升降控制装置包括设置在龙门式支架的龙门横梁上的杠杆,所述杠杆的两端通过钢缆组分别与闸门门板和电磁吸附盘相连,与所述电磁吸附盘相配合的电磁铁块与电磁控制器相连接。进一步的,所述闸门门板与第一钢缆的一端相连,第一钢缆的另一端绕接于定滑轮后与设置在杠杆端部的第一钢缆连接销相连,设置于杠杆上的第二钢缆连接销与第二钢缆的一端相连,第二钢缆的另一端与电磁吸附盘相连。进一步的,所述龙门横梁开设有与杠杆相配合的通腔,所述第一钢缆连接销与作为杠杆支点的铰接头之间设有缓冲块。进一步的,所述龙门式支架间可拆卸固定连接有固定板,所述固定板上设有与闸门门板相配合的一对闸门缓冲垫组,所述闸门缓冲垫组由竖直缓冲条及固定在其上的若干倾角为10~45o的缓冲片组成。进一步的,所述闸门门板两侧边缘和底端均设置有密封缓冲条。进一步的,所述闸门门板两侧面与底端面上均开设有U形凹槽,所述密封缓冲条为设有与U形凹槽相配合的凸楞的T形橡胶条。进一步的,所述密封缓冲条为包含一对对称卡条块的卡扣型橡胶条,所述闸门门板开设有与对称卡条块相配合的卡槽。进一步的,所述闸门门板上螺纹固定连接有一根可与导槽配合上下滑动的竖直导条,所述导槽内置于固定板或者通过螺纹连接或焊接固定在固定板表面,所述固定板两侧端分别与第一竖直支撑杆和第二竖直支撑杆可拆卸固定连接。进一步的,所述导槽为T型槽,所述竖直导条的左右侧壁各设有一组滚轮,所述滚轮配合嵌入导槽内的一对对称竖直凹槽中。进一步的,所述导槽为燕尾槽,所述竖直导条呈与该导槽相配合的燕尾形结构。本专利技术的有益效果如下:1.本专利技术闸门门板升降的电磁式升降控制装置,包括电磁吸附盘、电磁铁块以及固定在龙门横梁上的杠杆,在电磁铁块的吸附下电磁吸附盘拉动杠杆的一端迅速下降,杠杆的另一端拉动闸门门板迅速上升,从而达到闸门瞬间开启的效果,电磁式升降控制装置中的杠杆可以将电磁力进一步放大,大大提高了闸门门板的开启速度。相对于人工开启闸门或者机械方式开启,本专利技术闸门的提升更加快速,大大降低摩擦力及机械震荡,可更加稳定有效地模拟溃坝水体,误差较小,且实验的可重复性大大得到提高,有效节省劳力和时间,便于实验顺利快捷的进行。2.本专利技术所述闸门门板两侧边缘和底端均设置有密封缓冲条,不必在水槽底部开设凹槽便可有效实现闸门门板与水槽内壁之间的密封,从而有效避免因凹槽存在而导致流体流态的改变的情况,大大减少实验误差。密封缓冲条可使得闸门门板稳定缓慢闸入水槽,有效减少机械震荡,减少实验等待时间,提高效率。3. 本专利技术所述闸门门板两侧面与底端面均开设有U形凹槽,且密封缓冲条包含与U形凹槽相配合的凸楞,凸楞嵌入U形凹槽后由紧固螺钉固定。或者在密封缓冲条上开设有可供闸门门板两侧或底端卡入的空腔,闸门门板上对称开设有与密封缓冲条上的对称卡条块相配合的卡槽。从而使得密封缓冲条可以更加牢固地固定在闸门门板上,有效避免闸门门板快速的升降过程中密封缓冲条的脱落与错位,保证实验的顺利进行。4. 本专利技术所述闸门门板设置有可与导槽配合上下滑动的竖直导条,所述导槽为T型槽或者燕尾槽,因而闸门门板升降过程中均沿导槽上下运动,有效避免了快速升降过程中闸门门板的左右及前后摆动,保证闸门门板稳定、准确地卡入水槽,无需人工辅助,省时省力。5. 本专利技术所述固定板的安装高度可调,因而可根据水槽的深度调整固定板的安装位置,使得本专利技术适用范围更广。6.本专利技术所述闸门门板与密封缓冲条之间可拆卸连接,可根据实验水槽的宽度及深度更换闸门门板、设置密封缓冲条,因而本专利技术可适用于多种不同尺寸的水槽。7. 本专利技术所述第一竖直支撑杆、第二竖直支撑杆和第三竖直支撑杆均分别铰接连接有一对斜向支撑杆,使得龙门式支架主要支撑杆呈三角形结构,更加稳定。8. 本专利技术所述闸门缓冲垫组由竖直缓冲条及固定在其上的若干倾角为10~45o的缓冲片组成,可以极大减小阻止闸门进一步上升时引起的机械震荡,使整个实验装置更加稳定。附图说明图1为本专利技术的结构示意图;图2是本专利技术龙门横梁结构俯视图;图3是本专利技术中T形橡胶条的结构示意图;图4是本专利技术中与T形橡胶条相配合的闸门门板的结构示意图;图5是本专利技术中T形橡胶条与闸门门板的结合示意图;图6是本专利技术中卡扣型橡胶条的结构示意图;图7是本专利技术中与卡扣型橡胶条相配合的闸门门板的结构示意图;图8是本专利技术闸门门板竖直导条与固定板导槽第1种配合方式示意图;图9是本专利技术闸门门板竖直导条与固定板导槽第2种配合方式示意图;图10是本专利技术闸门门板竖直导条与固定板导槽第3种配合方式示意图;图11是本专利技术闸门门板竖直导条与固定板导槽第4种配合方式示意图;图12是本专利技术的侧视图;其中,1是第一钢缆;2是定滑轮;3是第一钢缆连接销;4是缓冲块;5是铰接头;6是杠杆;7是第二钢缆连接销;8是第二钢缆;9是龙门横梁;10是闸门缓冲垫组;11是缓冲片;12是竖直缓冲条;13是固定板;14是导槽;15是第一竖直支撑杆;16是闸门门板;17是滚轮;18是固定铅块;19是电磁吸本文档来自技高网
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用于模拟瞬间溃坝的电磁杠杆式水槽闸门装置

【技术保护点】
用于模拟瞬间溃坝的电磁杠杆控制式闸门装置,包括龙门式支架以及位于其下方的闸门门板(16), 其特征在于还包括电磁式升降控制装置,所述电磁式升降控制装置包括设置在龙门式支架的龙门横梁(9)上的杠杆(6),所述杠杆(6)的两端通过钢缆组分别与闸门门板(16)和电磁吸附盘(19)相连,与所述电磁吸附盘(19)相配合的电磁铁块(21)与电磁控制器(23)相连接。

【技术特征摘要】
1.用于模拟瞬间溃坝的电磁杠杆控制式闸门装置,包括龙门式支架以及位于其下方的闸门门板(16), 其特征在于还包括电磁式升降控制装置,所述电磁式升降控制装置包括设置在龙门式支架的龙门横梁(9)上的杠杆(6),所述杠杆(6)的两端通过钢缆组分别与闸门门板(16)和电磁吸附盘(19)相连,与所述电磁吸附盘(19)相配合的电磁铁块(21)与电磁控制器(23)相连接。2.根据权利要求1所述的用于模拟瞬间溃坝的电磁杠杆控制式闸门装置,其特征在于所述闸门门板(16)与第一钢缆(1)的一端相连,第一钢缆(1)的另一端绕接于定滑轮(2)后与设置在杠杆(6)端部的第一钢缆连接销(3)相连,设置于杠杆(6)上的第二钢缆连接销(7)与第二钢缆(8)的一端相连,第二钢缆(8)的另一端与电磁吸附盘(19)相连。3.根据权利要求1或2所述的用于模拟瞬间溃坝的电磁杠杆控制式闸门装置,其特征在于所述龙门横梁(9)开设有与杠杆(6)相配合的通腔,所述第一钢缆连接销(3)与作为杠杆(6)支点的铰接头(5)之间设有缓冲块(4)。4.根据权利要求1所述的用于模拟瞬间溃坝的电磁杠杆控制式闸门装置,其特征在于所述龙门式支架间可拆卸固定连接有固定板(13),所述固定板(13)上设有与闸门门板(16)相配合的一对闸门缓冲垫组(10),所述闸门缓冲垫组(10)由竖直缓冲条(12)及固定在其上的若干倾角为10~45o的缓冲片(11)组成。5.根据权利要求1所述的用于模拟瞬...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵西增程都林伟栋陈勇张大可胡子俊
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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