一种变水头发生装置制造方法及图纸

一种变水头发生装置，其特征是包括支撑架、缆绳、水箱、定滑轮、流量计、水压传感器、高程传感器、电动机、转盘和锁扣，述支撑架的中部设置有一个能够上下升降的水箱，所述水箱设有刻度，水箱的上部侧壁设有溢水口，水箱的下部侧壁设有进水口，水箱的底部设有延伸到水箱外部的出水管，所述出水管设置有水压传感器和流量计，所述水箱的外侧底部设置有高程传感器。本发明专利技术能够采集不同水头数据，便于试验研究。

Variable head generating device

A variable head device, which comprises a support frame, cable, water tank, fixed pulley, flowmeter, pressure sensor, sensor, motor, turntable and elevation lock, the supporting frame is arranged in the middle part of a water tank can be up and down, the water tank is provided with scale, upper part of the side wall of the water tank is provided with a overflow and the lower side wall of the water tank is provided with a water inlet, the bottom of the water tank outlet pipe extends to the outside of the water tank, the water outlet pipe is provided with a pressure sensor and a flow meter, outside the bottom of the water tank is provided with a height sensor. The invention can collect different head data so as to be convenient for experimental research.

【技术实现步骤摘要】
一种变水头发生装置
本专利技术属于渗流试验领域，涉及一种水头发生装置，具体是涉及一种水头可时刻变化的水头发生装置。
技术介绍
渗透试验分为室内试验和野外测定试验两大类，在实验室中测定渗透系数k的仪器种类和试验方法很多，按水头是否变化可分为常水头试验和变水头试验。同时在研究其他课题比如土的力学性质的试验中，也会涉及常水头试验和变水头试验。常水头试验就是在整个试验过程中保持水头为一常数，从而水头差也为常数，变水头试验就是试验过程中水头差一直随时间而变化，对于这类试验，目前的技术可以实现并且相当成熟。在某些变水头试验中，由于研究的需要，需要实现循环水头的加载，以期模拟潮汐等非稳定水头现象，但目前尚无成熟的技术和仪器可以实现。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术公开了一种装置简易、操作简单、可实现水头循环变化的变水头发生装置，其具体技术方案如下：一种变水头发生装置，包括支撑架、缆绳、水箱、定滑轮、流量计、水压传感器、高程传感器、电动机、转盘和锁扣，所述支撑架的中部设置有一个能够上下升降的水箱，所述水箱设有刻度，水箱的上部侧壁设有溢水口，水箱的下部侧壁设有进水口，水箱的底部设有延伸到水箱外部的出水管，所述出水管设置有水压传感器和流量计，所述水箱的外侧底部设置有高程传感器。所述支撑架由三根竖直支撑杆构成，所述支撑架的顶端设置有三角形框架，所述三角形框架的三个拐点分别与对应的竖直支撑杆的顶端固定，所述竖直支撑杆的底端设置有落地三角框和三根斜撑，三根竖直支撑杆的底端均位于落地三角框内，斜撑的底端与落地三角框的拐点固定，所述斜撑的顶端倾斜倒向竖直支撑杆，并与其固定。所述三角形框架的三个拐点分别连接一根等长度的绳索，该绳索的末端连接悬挂一个定滑轮，所述定滑轮悬挂在支撑架的上部中央，所述水箱的顶部中心连接一根缆绳，该缆绳绕过定滑轮与转盘连接，所述转盘位于落地三角框的旁边。所述转盘为圆形，沿一个半径方向设置若干个螺孔，所述螺孔中设置有锁扣，所述缆绳与锁扣连接，转盘安装在电动机上。所述锁扣包括锁帽和锁钩，所述锁帽轴线中心设置有螺纹孔，通过螺栓穿过锁帽的螺纹孔和转盘的螺孔，将其螺纹连接，所述锁帽的中部外周内凹形成内凹段，所述锁钩一端设置有一个用于套接在锁帽的内凹段的套接圆环，另一端设置有一个用于缆绳连接的缆绳圆环，所述套接圆环和缆绳圆环异面垂直，所述套接圆环和缆绳圆环之间设置有连接杆，所述连接杆的一端与套接圆环的固定，另一端设置有两根渐近延伸到绳索圆环的扩张杆，两根所述扩张杆位于绳索圆环的一条圆心线上。所述锁帽的内凹段一端为垂直断面，一端为朝向锁帽端部倾斜的倾斜断面，所述锁帽的垂直断面一端与转盘贴紧连接，所述套接圆环从锁帽的倾斜断面一端套接到内凹段。所述竖直支撑杆和三角形框架选用空心钢管制作而成，落地三角框和斜撑选用实心钢管制作而成，所述转盘选用铜质材料制作而成，缆绳选用钢绞线，所述电动机选用低频电动机。所述三角形框架和落地三角框均为正三角形形状。任意相邻的所述螺孔间距为1cm。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用低频电动机带动转盘转动，通过锁扣与缆绳相连，从而带动水箱上下运动来实现对水位的循环加载，电动机保证试验的自动化。水箱顶部与缆绳相连，缆绳绕过定滑轮与锁扣相连，锁扣固定在转盘的螺孔上。当电动机转动时，转盘随电动机转动，可以实现，转动到某一位置时，缆绳与定滑轮的切点与转盘圆心连线和转盘直径重合，当锁扣的位置距离切点最近时，水箱到达最低位置，获得最小水头，反之获得最大水头。电动机不断转动，使水头不断在最大与最小水头之间变化。改变锁扣在转盘上的位置，可以改变最大与最小水头的差值，作不同变化范围的研究。另外，装置中水箱与锁扣之间缆绳的长度可以改变，改变缆绳的长度，可以使试验获得不同的基础水头，满足不同试验的要求。水箱底部设置高程传感器，水箱侧壁有刻度，可以实时获得水头信息，结合编程，就可实现数据记录和处理的自动化。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的水箱及竖直支撑杆的水平剖面图和相对位置示意图；图3为本专利技术的斜撑连接示意图；图4为本专利技术的落地三角框与竖直支撑杆的结构示意图；图5为本专利技术的支撑架的结构示意图；图6为本专利技术的水箱正视结构示意图；图7为本专利技术的转盘示意图；图8为本专利技术锁帽结构示意图；图9为本专利技术锁钩结构示意图；附图标记列表：1—竖直支撑杆，2—三角形框架，3—斜撑，4—落地三角框，5—定滑轮，6—水箱，7—溢水口，8—进水口，9—出水管，10—水压传感器，11—流量计，12—高程传感器，13—缆绳，14—锁扣，15—转盘，16—电动机。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术。应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。结合说明书附图1-9可见，本变水头发生装置，包括支撑架、缆绳13、水箱6、定滑轮5、流量计11、水压传感器10、高程传感器12、电动机16、转盘15和锁扣14。所述支撑架的中部设置有一个能够上下升降的水箱6，所述水箱6设有刻度，水箱6的上部侧壁设有溢水口7，水箱6的下部侧壁设有进水口8，水箱6的底部设有延伸到水箱6外部的出水管9，所述出水管9设置有水压传感器10和流量计11，所述水箱6的外侧底部设置有高程传感器12，高程传感器12测量水箱底部到地面的距离。所述支撑架由三根竖直支撑杆1构成，所述支撑架的顶端设置有三角形框架2，所述三角形框架2的三个拐点分别与对应的竖直支撑杆1的顶端固定，所述竖直支撑杆1的底端设置有落地三角框4和三根斜撑3，三根竖直支撑杆1的底端均位于落地三角框4内，斜撑3的底端与落地三角框4的拐点固定，所述斜撑3的顶端倾斜倒向竖直支撑杆1，并与其固定。所述三角形框架2的三个拐点分别连接一根等长度的绳索，该绳索的末端连接悬挂一个定滑轮5，所述定滑轮5悬挂在支撑架的上部中央，所述水箱6的顶部中心连接一根缆绳13，该缆绳13绕过定滑轮5与转盘15连接，所述转盘15位于落地三角框4的旁边。所述转盘15为圆形，沿一个半径方向设置若干个螺孔，所述螺孔中设置有锁扣14，所述缆绳13与锁扣14连接，转盘15安装在电动机16上。所述锁扣14包括锁帽和锁钩，所述锁帽轴线中心设置有螺纹孔，通过螺栓穿过锁帽的螺纹孔和转盘15的螺孔，将其螺纹连接，所述锁帽的中部外周内凹形成内凹段，所述锁钩一端设置有一个用于套接在锁帽的内凹段的套接圆环，另一端设置有一个用于缆绳13连接的缆绳13圆环，所述套接圆环和缆绳13圆环异面垂直，所述套接圆环和缆绳13圆环之间设置有连接杆，所述连接杆的一端与套接圆环的固定，另一端设置有两根渐近延伸到绳索圆环的扩张杆，两根所述扩张杆位于绳索圆环的一条圆心线上。图8为本专利技术锁帽结构示意图，所述锁帽的内凹段一端为垂直断面，一端为朝向锁帽端部倾斜的倾斜断面，所述锁帽的垂直断面一端与转盘15贴紧连接，所述套接圆环从锁帽的倾斜断面一端套接到内凹段。所述竖直支撑杆1和三角形框架2选用空心钢管制作而成，落地三角框4和斜撑3选用实心钢管制作而成，所述转盘15选用铜质材料制作而成，缆绳13选用钢绞线，所述电动机16选用低频电动机16。所述三角形框架2和落地三角框4均为正三角形形状。任意相邻的所述螺孔间距为1cm。本专利技术的工作原理为：1，接入水源，水从水箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变水头发生装置，其特征是包括支撑架、缆绳、水箱、定滑轮、流量计、水压传感器、高程传感器、电动机、转盘和锁扣，所述支撑架的中部设置有一个能够上下升降的水箱，所述水箱设有刻度，水箱的上部侧壁设有溢水口，水箱的下部侧壁设有进水口，水箱的底部设有延伸到水箱外部的出水管，所述出水管设置有水压传感器和流量计，所述水箱的外侧底部设置有高程传感器。

【技术特征摘要】
1.一种变水头发生装置，其特征是包括支撑架、缆绳、水箱、定滑轮、流量计、水压传感器、高程传感器、电动机、转盘和锁扣，所述支撑架的中部设置有一个能够上下升降的水箱，所述水箱设有刻度，水箱的上部侧壁设有溢水口，水箱的下部侧壁设有进水口，水箱的底部设有延伸到水箱外部的出水管，所述出水管设置有水压传感器和流量计，所述水箱的外侧底部设置有高程传感器。2.根据权利要求1所述的一种变水头发生装置，其特征是所述支撑架由三根竖直支撑杆构成，所述支撑架的顶端设置有三角形框架，所述三角形框架的三个拐点分别与对应的竖直支撑杆的顶端固定，所述竖直支撑杆的底端设置有落地三角框和三根斜撑，三根竖直支撑杆的底端均位于落地三角框内，斜撑的底端与落地三角框的拐点固定，所述斜撑的顶端倾斜倒向竖直支撑杆，并与其固定。3.根据权利要求2所述的一种变水头发生装置，其特征是所述三角形框架的三个拐点分别连接一根等长度的绳索，该绳索的末端连接悬挂一个定滑轮，所述定滑轮悬挂在支撑架的上部中央，所述水箱的顶部中心连接一根缆绳，该缆绳绕过定滑轮与转盘连接，所述转盘位于落地三角框的旁边。4.根据权利要求3所述的一种变水头发生装置，其特征是所述转盘为圆形，沿一个半径方向设置若干个螺孔，所述螺孔中设置有锁扣，所述缆绳与锁扣连接，转盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，陈成，何健健，雷崇武，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32