[发明专利]一种用于模拟瞬间溃坝的自动升降式闸门

说明书

本发明公开了一种用于模拟瞬间溃坝的自动升降式闸门，包括水槽、水槽支架、闸门、电机和门型支架，水槽为U型水槽，水槽设置于水槽支架上，水槽支架能够调整水槽的高度，水槽上设置有门型支架，闸门与门型支架和水槽均为滑动连接，门型支架上置有电机，闸门上设置有连接件，电机通过连接件带动闸门移动。本发明电机传送闸门更加平缓，闸门可平稳准确地一次性到位，避免了重物下落过程中造成的水槽震动引起的数据误差，减少了自重下落过程中对实验水槽造成的损伤，极大提高了重复实验的效率，将闸门水槽单元与其他水槽单元进行拼接，可运用于不同研究目的的溃坝实验，提高了本发明闸门水槽单元的使用效率和使用范围。

技术领域

本发明涉及实验闸门的技术领域，特别是涉及一种用于模拟瞬间溃坝的自动升降式闸门。

背景技术

瞬间溃坝水体的实验研究常用来模拟瞬时溃坝砂流、海浪冲击和海啸作用，瞬间溃坝实验主要利用矩形水槽中瞬间打开闸门的方式来获取瞬时溃坝水体或溃坝砂流。水槽瞬间溃坝实验的数据也经常被用于各种流固耦合数值模型准确性的检验。当前溃坝实验的研究中，1982年德国学者Ritter给出了简化条件下的溃坝波理论解，之后奥地利、美国、法国等国的学者对其进行了大量实验进行校核。Stanaby et al.(2012),kocamanozmen-cagatay(2015)等利用可瞬间打开闸门和矩形水槽得到瞬间溃坝水流，进而做了一系列溃坝水体实验，得到大量宝贵的实验数据。

瞬间溃坝实验中，闸门能否迅速打开以及闸门是否有良好的密封防水性能是实验成功的关键。Lauber和Hager(1998)指出，如果移板时间小于1.25(h0/g)/2，则可以认为大坝溃坝是瞬间发生的。目前现有的溃坝水槽瞬间开启闸门主要存在以下缺陷：

(1)闸门瞬间开启主要通过重物下落牵引，重物下落易引起水槽的震动，造成水槽的渗漏，降低水槽的使用寿命，此外实验后重物的归位需要人力搬运，费时费力且存在一定不安全性，不利于溃坝重复实验的快速进行；(2)试验后闸门归位主要通过人力按压归位或者依靠闸门自重归位，人力按压难以保证闸门能够回归到位，通过自重归位会引起实验水槽的震动，易造成密封松动且闸门自重较大不利于闸门的快速开启；(3)溃坝闸门的使用效率低，闸门大都设置在特定的实验水槽中，一个闸门只能适用于单一水槽。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于模拟瞬间溃坝的自动升降式闸门，以解决上述现有技术存在的问题，使闸门实现快速自动开启和复位，有效避免水槽震动，可与其他水槽拼接使用，提高其使用效率和使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种用于模拟瞬间溃坝的自动升降式闸门，包括水槽、水槽支架、闸门、电机和门型支架，所述水槽为U型水槽，所述水槽设置于所述水槽支架上，所述水槽支架能够调整所述水槽的高度，所述水槽上设置有所述门型支架，所述闸门与所述门型支架和所述水槽均为滑动连接，所述门型支架上置有电机，所述闸门上设置有连接件，所述电机通过所述连接件带动所述闸门移动。

优选的，所述电机为棘轮电机且对称设置于所述门型支架上，所述连接件为齿条，所述电机的棘轮分别与一所述齿条相匹配，所述闸门为轻质铝板。

优选的，所述门型支架和所述水槽上均设置与所述闸门相匹配的滑槽，所述滑槽内、所述闸门的底部均设置有防水密封条，所述闸门底部的防水密封条呈π型。

优选的，所述水槽的两端面上设置有所述防水密封条和连接板，所述连接板连接板通过角型紧固件与相邻的水槽连接。

优选的，所述门型支架上设置有若干个减震垫块，所述闸门上升至所述门型支架顶部时与所述减震垫块接触。

优选的，所述闸门的顶部与所述门型支架之间设置有若干个弹簧。

优选的，所述水槽支架的四角上设置有调节螺栓，所述调节螺栓与所述水槽底部螺纹连接。