适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置。包括：用于保证出水量恒定的恒位水箱(1)；用于保证出水液位稳定的整流板组(2)；测量液位高度的连通器液位计(3)；用于测量实际流量的体积法水箱流量计(4)；保证装置水循环的水泵抽水水箱(5)；控制出水的循环水泵(6)；连接恒位水箱和水泵抽水水箱的恒位水箱溢流管(7)；水泵电源(8)；槽体(9)。本发明专利技术通过设置恒位水箱，箱式体积法流量计和连通器液位计，减小实验过程中测量带来的误差，其中体积法箱式流量计可以代替传统的量筒与秒表结合测流量的方法。本发明专利技术属于实验室堰流实验的高精度实验装置，操作简单，使用方便，安全性高。

Self circulation open channel weir experimental device suitable for experimental teaching

The present invention discloses a self circulation open channel weir experimental device suitable for experimental teaching. Including: to ensure a constant amount of water tank constant (1); to ensure the stable water level rectifying plate group (2); measuring liquid level gauge connector (3); volume method for flow measurement of the actual water flow meter (4); ensure that the water pump water circulation pumping water tank (5 water circulating pump control); (6); a constant connection constant level tank overflow tank and a water pump pumping water pipe (7); the water pump power supply (8); (9). By setting the constant water volume method, box type flowmeter and connector level gauge, measurement error caused decreases in the process of experiments, and the method of box type cylinder volume meter stopwatch can replace the traditional method of measuring flow. The invention belongs to the high precision experimental device of laboratory weir flow experiment, which has the advantages of simple operation, convenient use and high safety.

【技术实现步骤摘要】
适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置
本专利技术涉及流量计检定
，具体涉及适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置流量检定的相关领域。
技术介绍
随着工业化进程的加快，水环境污染日益严重。为贯彻落实我国最严格的水资源管理制度，实现水资源合理配置，首先需要做到水量计量的准确可靠。废水排放多使用堰槽法测定流量。为配合整体枢纽布置或研究某些水流问题，需建置明渠实验槽，借助于明渠实验槽观测水流流态，描绘或摄录实验过程中各种水流现象。因此，明渠实验槽作为一实验平台，在工程流体力学和明渠水力学课程实验教学及其相关的科学研究领域，被广泛运用，其对实际工程中堰流测定精度的保证有着重要的实用价值和实践意义。在明渠流量计的标准装置检定实验中，换向器和标准容器以简单实用的特点，普遍作为明渠试验出水量水设备。由于明渠试验不同种类堰槽适用测定流量范围不同，标准容器需要替换，比较麻烦；容器内水流冲击较大，水位波动明显，造成测量不够准确；标准容器占地大，教学时常用量筒和秒表测量流量，但量筒容积有限，流量较大时测量时间短，产生相对误差大等问题，不能保证试验精度要求。明渠试验装置采用水泵直接向水槽供水的方法，通过控制水泵出水阀门的开度来控制出水流量。由于水泵抽水功率本身不能保持稳定，而水箱中水位又因水泵抽水而变化，这使水泵抽水速率更加不均匀，直接导致水泵向堰槽装置供水极其不稳定，阀门开度一定时水泵提供的流量变化很大，进而影响堰上水位测量，使测量结果出现较大误差。因此，传统的实验仪器需要不断创新，比如是否能将流体力学原理与现代量测技术相结合，解决明渠实验槽这类大型教学用实验装置中的低流量高精度测量问题，这样的理论应用实际会让整套实验装置测量更准确。
技术实现思路
本专利技术提供了适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置，不仅能解决标准容器内水面波浪大，测量水位不稳等问题，还能根据流量调节容器容积，适应不同堰槽的流量测量。具有节省人力物力，简单方便实用的特点，是实验室用明渠高精度流量仪器，同时也可以用于环保部门对污水的实流检定，方便计费等。一种适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置，包括：用于保证出水量恒定的恒位水箱，整流板组，测量液位高度的连通器液位计，槽体，用于测量实际流量的体积法水箱流量计，保证装置水循环的水泵抽水水箱，控制出水的循环水泵，连接恒位水箱和水泵抽水水箱的恒位水箱溢流管，水泵电源。恒位水箱；所述的恒位水箱底部，与水泵出水管相连，水泵中流出的水经由出水管流入恒位水箱底部的有机玻璃管，从玻璃管侧壁上的出水孔均匀洒出。所述的恒位水箱内部，水泵出水口上游方向设置溢流板组，用于调节恒位水箱液位高度，控制恒位水箱出水量。所述的连接恒位水箱和水泵抽水水箱的恒位水箱溢流管，设置在溢流板组外侧，将从溢流板溢出的水回流至水泵抽水水箱。所述的恒位水箱内部，水泵出水口下游方向设置整流板组，用以整流，使恒位水箱水面平稳。所述的恒位水箱与槽体连接处设有出水口，整流后的水流经整流板后，输送至槽体。槽体；所述的槽体剖面为矩形，在一定位置设有安放堰板的卡座，其相关长度应符合水力学相关规范，水槽底部与连通器液位计的橡胶管相连接，在槽体的末端设有弧形出水口，向下方箱式流量计处引流。所述的整流板组，设在槽体靠近恒位水箱一侧，即出水口下游，用于对恒位水箱来水的整流。所述的连通器液位计，安装在槽体侧壁，包括与槽体底部的圆孔相连的橡胶管、用于读数的玻璃管、水尺，与整流板组间隔一定距离，用以测量水槽中水流的水头高度。体积法水箱流量计；所述的体积法水箱流量计箱体中央设有圆柱形的消能桶，水槽出水口下方正对消能桶进水口。所述的消能桶底部设有球阀，其关闭时可以密封消能桶底部，用于消能，开放时可使水流直接流入水泵抽水水箱。所述的水箱流量计箱体内设有隔板组，底部开口的隔板组内的三块水平透水隔板由一张与箱体高度相同、宽度比隔板组略窄的薄板连接，薄板可以拿出。连接处各有一小孔用于伸出导线。水平透水隔板中央各有一圆形小孔用于放置浮式感应器，浮式感应器的相对位置高度可以调节。所述的浮式感应器通过导线和自动控制器相连，位于上方的浮式感应器及其卡座可以拆卸，用以调节感应器相对高度，进而调节水箱流量计实际工作体积。所述的体积法水箱流量计，在所计时范围内的水箱体积为已知固定数值，需要提前标定。所述的自动控制器，从下方的浮式感应器开始上浮开始计时，到上方的浮式感应器上升到隔板处停止计时。可预先设定体积，计时停止后，直接自动计算体积除以时间，得出流量。所述的水泵抽水水箱位于箱式流量计下方，放置在体积法水箱流量计出水口下方，侧壁具有出水孔，与水泵入水口相连，用于盛接经过箱式流量计的水，并为水泵供水。所述的循环水泵进水口与水泵抽水水箱相连，出水口与恒位水箱相连，用于循环供水。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置，巧妙应用流体力学原理，解决明渠堰槽实验装置低流量的高精度实时测量问题：本实验装置所配置的体积法箱式流量计，通过消能桶解决了标准容器水位波动问题。水从水槽流出后经过消能桶，其冲击力得到减小，返上来的水流出消能桶后缓慢上升，液位平稳，从而使得感应器感应液位准确。本实验装置所配置的体积法箱式流量计，将体积的测量转化为液位高度的测量，并将液位高度的变化传给浮式感应器，进而实现时间的测量。此方法减小了流量测量过程中可能出现的时间、体积人为测量误差，节省了实验所需人力，自动化程度高。本实验装置所配置的箱式流量计箱体使用部分体积可根据实际情况调节大小，方便耐用。本实验装置所配置的恒位水箱，巧妙应用溢流板，随时可使水位调整到任意高度，挡水板的出水处设置回流管，实现了供水循环。本实验装置所配置的整流板组，保证出水稳定，缩短了槽体长度，节约空间。本实验装置所配置的自动控制器，可将时间通过计算转化为实时流量值，数显显示，直观方便。本实验装置恒位水箱溢流管，水泵出水水箱等的设计，保证装置水循环，避免实验过程中添加水。本实验装置占用空间较少，空间利用率较高。附图说明图1为本专利技术适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置的结构示意图；图2为本专利技术中恒位水箱结构示意图；图3为本专利技术中体积法箱式流量计示意图；图4为本专利技术中槽体(不含恒位水箱)结构示意图。具体实施方式以下结合附图进一步说明本专利技术。参照图1，适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置，包括：用于保证出水量恒定的恒位水箱1、用于保证出水液位稳定的整流板组2、测量液位高度的连通器液位计3、用于测量实际流量的体积法水箱流量计4、保证装置水循环的水泵抽水水箱5、控制出水的循环水泵6、连接恒位水箱和水泵抽水水箱的恒位水箱溢流管7、水泵电源8，槽体9。参照图2，恒位水箱，包含有：恒位水箱进水管11、溢流管安装口12、溢流板组1314、整流板组1516、出水口17。实验过程中水泵从水箱抽水，抽出的水从恒位水箱进水管11进入恒位水箱，恒位水箱中水位不断上升，直到水位超过溢流板组高度时发生溢流，溢流出的水通过溢流管回流到水泵出水水箱中。由于溢流板高度不变，因此恒位水箱中水位恒定不变，通过调节溢流板高度可以控制恒位水箱出水的流量，可调节的溢流板组在此起调节流量作用。恒位水箱水位稳定后，水通过出水口17流出恒位水箱，进入堰槽装置，为了控制出水稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置，其特征在于，包括：用于保证出水量恒定的恒位水箱(1)，整流板组(2)，测量液位高度的连通器液位计(3)，用于测量实际流量的体积法水箱流量计(4)，保证装置水循环的水泵抽水水箱(5)，控制出水的循环水泵(6)，连接恒位水箱和水泵抽水水箱的恒位水箱溢流管(7)，水泵电源(8)，水槽(9)。

【技术特征摘要】
1.一种适用于实验教学的自循环明渠堰流实验装置，其特征在于，包括：用于保证出水量恒定的恒位水箱(1)，整流板组(2)，测量液位高度的连通器液位计(3)，用于测量实际流量的体积法水箱流量计(4)，保证装置水循环的水泵抽水水箱(5)，控制出水的循环水泵(6)，连接恒位水箱和水泵抽水水箱的恒位水箱溢流管(7)，水泵电源(8)，水槽(9)。2.如权利要求1所述的一种体积法明渠堰槽实验装置，其特征在于，所述的用于保证出水量恒定的恒位水箱(1)底部设有与水泵出水管(10)相连的进水管(11)，控制恒位水箱水位高度的溢流管的出水口(12)；所述的恒位水箱(1)内部设有溢流板组(13)和(14)；所述的恒位水箱(1)设有整流板组(15)和(16)；所述的恒位水箱(1)设有向水槽供水的出水口(17)。3.如权利要求2所述的与水泵出水管相连的进水管，其特征在于，在箱体底部与水泵出水管相连，在箱体以上的部分管壁设有若干均匀出水圆孔。4.如权利要求2所述的可以调节高度的溢流板组，其特征在于，可以滑动调节溢流板在一定范围的高度，并可以固定在某一位置。5.如权利要求1所述的整流板组(2)，其特征在于，包括多块孔径大小不同的整流板，整流板之间有一定距离，孔径沿水流方向逐渐减小，起整流作用。6.如权利要求1所述的连通器液位计(3)，其特征在于，包括与槽体底部的圆孔相连的橡胶管(21)、用于读数的玻璃管(22)、水尺(23)。7.如权利要求1所述的用于测量实际流量的体积法水箱流量计(4)，其特征在于，长方形箱体(25)被消能桶(26)、底部开口的隔板组(27)分为三个空间，位于长方形箱体中央的消能桶底部有控制出水的球阀(28)，长方形箱体底部设置放水球阀(29)、底部开口的隔板组内部设置有两个浮式感应器分别位于最下方隔板的底部卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：马帅，曹慧哲，王斌远，张思琪，邹祥，李荣江，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23