一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置制造方法及图纸

一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置，在实验水池内沿长度方向设置有弯道水槽，弯道水槽的一端形成有水槽入口，弯道水槽的另一端形成有水槽出口，弯道水槽内设置有泥沙，实验水池位于水槽入口的一侧连接输水管道的一端，实验水池位于水槽出口一侧形成有出水口，出水口下面设有储水箱，储水箱内设置有沉沙池和水泵，沉沙池的上端口低于储水箱的上端口，水泵的排水端连接输水管道的另一端，实验水池一侧分别在底部设置有两组结构相同的旋转调节机构，实验水池的另一侧分别在底部设置的两组结构相同的高度调节机构。本实用新型专利技术能够非常简便地改变弯道形态，实现水槽宽度、弯曲度等参数的任意调整，大大改善弯道水沙问题的实验条件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置
本技术涉及一种水槽装置。特别是涉及一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置。
技术介绍
目前，基于室内水槽的物理模型试验在水利工程研究领域已得到广泛的应用，研究人员通过测量室内水槽模型的水流流速、泥沙冲淤特性，可以定量地分析实际河流中水流和泥沙运动的规律。弯曲河流是自然界中最为常见的河流形态，其河道由多个弯道连接组成。由于弯道中的水流运动存在二次环流、流速重分布等复杂现象，弯道水沙运动一直是河流动力学和流体力学研究的难题，相关的机理研究目前仍在大量开展，而研究的主要手段是室内水槽模型试验。室内模型水槽是上述相关物理模型试验的主要试验平台，鉴于其对水沙试验有重要支撑性作用，针对试验水槽的设计、改进近年来不断涌现。例如，专利技术专利“一种明渠弯道水槽试验装置”(申请号:201110307175.3)提出了一种由升降系统、主梁、支撑框架、玻璃底板和玻璃侧壁构成的明渠弯道水槽，实现了对水槽坡度的连续调节。专利技术专利“用于水力学和泥沙动力学的双向试验水槽”(申请号:200910062237.1)通过安装有向轴流水泵等，有效实现的水流的双向流动。技术“液压升降导轨式变坡水槽试验装置”(申请号:201220050247.0)提出了一种针对大坡度冲刷实验时，平稳精确控制水槽坡度的水槽设计方案。技术“水槽实验装置”(申请号:201220132897.X)针对现有实验水槽过体积大，操作维护不便的问题，设计了一种设有活动有机玻璃底板的新型水槽结构。这些专利技术和设计有效改进了传统试验水槽的使用性能和效果，促进了水沙问题研究的进展。然而，由于弯道水沙运动问题的复杂性，我们需要进行更多、更系统地水槽试验研究。在水利工程，弯道水沙运动特性受弯道形态的直接影响(包括弯道宽度、水深、弯曲度等)，由于弯道水槽制作加工存在一定难度，大部分相关研究仅仅针对某一特定的弯道形态，因此得出的研究结论往往不够系统。为了能够得到系统的研究成果，需要制作大量不同形状的弯道水槽模型，进行大量组次的试验，这给模型制作和加工带来了严峻挑战。另一方面，利用有机玻璃等材料制作的弯道水槽模型在试验完毕后，一般不能够重复利用到另一形状的弯道，造成材料的大量浪费。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种能够非常简便地改变弯道形态的一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置。本技术所采用的技术方案是:一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置，包括实验水池，其特征在于，所述的实验水池内沿长度方向设置有采用能够变形的透明有机玻璃软板构成弯道水槽，所述弯道水槽的一端形成有与所述的实验水池连通的水槽入口，所述弯道水槽的另一端形成有与所述的实验水池连通的水槽出口，弯道水槽内设置有泥沙，其中，所述实验水池位于水槽入口的一侧面上连接有输水管道的一端，所述实验水池位于水槽出口的一侧面上与水槽出口相对应的形成有出水口，所述出水口下面设置有储水箱，所述的储水箱内分别设置有沉沙池和水泵，其中，所述的沉沙池的上端口与所述的实验水池的出水口对应设置，且所述的沉沙池的上端口低于所述的储水箱的上端口，所述的水泵的排水端连接插入到储水箱内的输水管道的另一端，所述实验水池位于出水口的一侧分别通过对称的在底部设置的两组结构相同的旋转调节机构支撑在地面上，所述实验水池远离出水口的一侧分别通过在底部对称的设置的两组结构相同的高度调节机构支撑在地面上。所述的弯道水槽是通过位于底部的能够变形的由软质材料构成的变形吸盘固定在所述的实验水池内的底面上。所述的变形吸盘的长度与所述的弯道水槽长度相同，包括有构成弯道水槽底部且设置在实验水池内底面上的集水部，相对称的一体形成在集水部两侧的分别用于插入和固定弯道水槽的两个采用透明有机玻璃软板构成的边壁的两个插槽，以及相对称的一体形成在所述两个插槽外侧且连接在实验水池的内底面上的用于与所述的实验水池的内底面相吸附的两个气囊。所述的两个气囊上分别各设置有一个抽气阀门，每一个抽气阀门都各通过一抽气软管连接一个抽气泵，两个抽气泵分别设置在实验水池内的底面上。所述的高度调节机构包括有固定在地面上的支架，设置在所述支架上的由4个等长的调节杆分别通过四个铰接件相互铰接连接构成平行四边形的调节架，其中，所述的调节架上端的铰接件固定连接所述实验水池的底部，所述的调节架下端的铰接件固定连接在所述的支架上，所述的调节架左右两端的铰接件通过一螺杆相连，所述螺杆的一端设置有调节手柄。所述的旋转调节机构包括有固定在地面上的支架，两个一端分别固定在所述支架上的下连接杆，两个一端分别固定在所述实验水池底部的上连接杆，所述的两个下连接杆的另一端和所述的两个上连接杆的另一端通过一个旋转铰接件相互铰接连接。所述的实验水池采用透明有机玻璃或玻璃制作。本技术的一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置，能够非常简便地改变弯道形态，实现水槽宽度、弯曲度等参数的任意调整，大大改善弯道水沙问题的实验条件。具有如下有益效果:1.能够实现弯道水槽形状的任意变化，包括宽度、弯曲度等参数的连续调整，因此能够用于弯道水沙试验的系统物理试验研究；2.弯道形状的调整方式方便、快捷，能够大大提高弯道水沙试验的研究进度；3.弯道水槽的底部和侧壁均采用透明材料，方便粒子图像测速系统(PIV)等先进水流测量仪器的应用；4.所有模型材料可重复使用，水槽形状的调整不带来任何材料浪费。【附图说明】图1是本技术的整体结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是图1的断面结构示意图；图4是本技术中固定吸盘与弯道水槽结合的结构示意图；图5是本技术中高度调节机构的结构示意图；图6是本技术中旋转调节机构的结构示意图。图中1:实验水池2:高度调节机构3:旋转调节机构 4:地面5:弯道水槽6:水槽入口7:水槽出口8:输水管道9:出水口10:储水箱11:沉沙池 12:水泵13:固定吸盘14:抽气泵15:泥沙【具体实施方式】下面结合实施例和附图对本技术的一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置做出详细说明。如图1、图2、图3所示，本技术的一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置，包括实验水池1，实验水池I的边壁和底面可采用透明有机玻璃或具有一定强度和厚度的普通玻璃制作，其表面须具有足够的光滑度，以便使后面所述的吸盘装置能够有效吸附在上面，实验水池大小应满足可变形水槽最大变形范围要求。所述的实验水池I内沿长度方向设置有采用能够变形的透明有机玻璃软板构成有弯道水槽5，所述的弯道水槽5是通过位于底部的能够变形的由软质橡胶构成的变形吸盘13固定在所述的实验水池I内的底面上。所述弯道水槽5的一端形成有与所述的实验水池I连通的水槽入口 6，所述弯道水槽5的另一端形成有与所述的实验水池I连通的水槽出口 7，弯道水槽5内设置有泥沙15。其中，所述实验水池I位于水槽入口 6的一侧面上连接有输水管道8的一端，所述实验水池I位于水槽出口 7的一侧面上与水槽出口 7相对应的形成有出水口 9，所述出水口 9下面设置有储水箱10，所述的储水箱10内分别设置有沉沙池11和水泵12，其中，所述的沉沙池11的上端口与所述的实验水池I的出水口 9对应设置，且所述的沉沙池1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置，包括实验水池（1），其特征在于，所述的实验水池（1）内沿长度方向设置有采用能够变形的透明有机玻璃软板构成弯道水槽（5），所述弯道水槽（5）的一端形成有与所述的实验水池（1）连通的水槽入口（6），所述弯道水槽（5）的另一端形成有与所述的实验水池（1）连通的水槽出口（7），弯道水槽（5）内设置有泥沙（15），其中，所述实验水池（1）位于水槽入口（6）的一侧面上连接有输水管道（8）的一端，所述实验水池（1）位于水槽出口（7）的一侧面上与水槽出口（7）相对应的形成有出水口（9），所述出水口（9）下面设置有储水箱（10），所述的储水箱（10）内分别设置有沉沙池（11）和水泵（12），其中，所述的沉沙池（11）的上端口与所述的实验水池（1）的出水口（9）对应设置，且所述的沉沙池（11）的上端口低于所述的储水箱（10）的上端口，所述的水泵（8）的排水端连接插入到储水箱（10）内的输水管道（8）的另一端，所述实验水池（1）位于出水口（9）的一侧分别通过对称的在底部设置的两组结构相同的旋转调节机构（3）支撑在地面（4）上，所述实验水池（1）远离出水口（9）的一侧分别通过在底部对称的设置的两组结构相同的高度调节机构（2）支撑在地面（4）上。...

【技术特征摘要】
1.一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置，包括实验水池(1)，其特征在于，所述的实验水池(1)内沿长度方向设置有采用能够变形的透明有机玻璃软板构成弯道水槽(5)，所述弯道水槽(5)的一端形成有与所述的实验水池(I)连通的水槽入口(6)，所述弯道水槽(5)的另一端形成有与所述的实验水池(I)连通的水槽出口(7)，弯道水槽(5)内设置有泥沙(15 )，其中，所述实验水池(I)位于水槽入口( 6 )的一侧面上连接有输水管道(8)的一端，所述实验水池(I)位于水槽出口(7)的一侧面上与水槽出口(7)相对应的形成有出水口( 9 )，所述出水口( 9 )下面设置有储水箱(10 )，所述的储水箱(10 )内分别设置有沉沙池(11)和水泵(12)，其中，所述的沉沙池(11)的上端口与所述的实验水池(I)的出水口(9)对应设置，且所述的沉沙池(11)的上端口低于所述的储水箱(10)的上端口，所述的水泵(8)的排水端连接插入到储水箱(10)内的输水管道(8)的另一端，所述实验水池(I)位于出水口(9)的一侧分别通过对称的在底部设置的两组结构相同的旋转调节机构(3)支撑在地面(4)上，所述实验水池(I)远离出水口(9)的一侧分别通过在底部对称的设置的两组结构相同的高度调节机构(2 )支撑在地面(4 )上。2.根据权利要求1所述的一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置，其特征在于，所述的弯道水槽(5)是通过位于底部的能够变形的由软质材料构成的变形吸盘(13)固定在所述的实验水池(1)内的底面上。3.根据权利要求2所述的一种用于水流泥沙实验的可变形明渠弯道水槽装置，其特征在于，所述的变形吸盘(13)的长度与所述的弯道水槽(5)长度相同，包括有构成弯道水槽(5)底部且设置在实验水池(I)内底面上的集水部(131)，相对称的一体形成在集水部(131)两侧的分别用...

【专利技术属性】
技术研发人员：许栋，及春宁，吴淑雄，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12