[发明专利]一种直段和弯段可拆分的U型实验水槽

说明书

本发明公开了一种直段和弯段可拆分的U型实验水槽，包括第一直段水槽、U型弯段水槽和第二直段水槽，U型弯段水槽下方铺设有导轨，U型弯段水槽底部设有滚轮，滚轮置于导轨上；第一直段水槽和U型弯段水槽连接处的左右两侧以及第二直段水槽和U型弯段水槽连接处的左右两侧均对称设有闭合机构，闭合机构包括与U型弯段水槽固定连接的第一钢制推板、与直段水槽固定连接的第二钢制推板、与第一钢制推板固定连接的第一半球、与第二钢制推板固定连接的第二半球、与第二半球通过管道连接的真空发生器以及驱动第一钢制推板相对第二钢制推板移动的驱动装置；驱动装置包括伺服电机、与伺服电机驱动端固定连接的滚珠丝杆以及套设在滚珠丝杆外与滚珠丝杆传动连接的滑套组件，滑套组件的其中一个端部与第一钢制推板固定连接。

技术领域

本发明涉及一种直段和弯段可拆分的U型实验水槽，属于基础实验设施技术领域。

背景技术

自然河道弯曲会对泥沙的起动和稳定状态起较大的影响，而用于模拟泥沙运动的传统直段水槽无法满足这一需求。通过采用U型水槽结构可研究河道曲率对泥沙运动的影响，进而反映泥沙在自然河道中长时间远距离真实的运动。

近年来，随着水力学、水流泥沙基础研究、河床冲刷演示研究和计算机仿真技术的发展，科研机构对实验水槽的功能要求越来越高，全面研究水流、波浪与结构物之间的相互作用，已成为国内外研究的重点。实验水槽具有测量精确、造价低、易于模型制作等优点，但是由于高校实验场地有限，多数高校机构基本没有条件一次性建设多条单一功能的实验水槽，多倾向于多功能弯道水槽建设。目前的多功能弯道水槽多为整体式，虽然兼具直段、弯道水槽的优势，但当只需要研究直段水流流态时，弯道水槽的水槽弯段对直段水流具有反射作用，影响直段水流流态，并且当水槽直段长度较短时，水槽弯段对水流流态的影响更大，测量出的紊流及层流运动机理失真。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种直段和弯段可拆分的U型实验水槽，该U型实验水槽可实现弯段与直段的分离，从而可以单独使用直段水槽测量二维及三维流场，研究微观尺度上的紊流及层流运动机理，直段水槽内水流不受弯段水槽对水流流态的影响；当河床冲刷演示实验需要弯段水槽时，将弯段水槽与直段水槽闭合，实现U型实验水槽的一槽多应用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段如下：

一种直段和弯段可拆分的U型实验水槽，包括第一直段水槽、U型弯段水槽和第二直段水槽，U型弯段水槽下方铺设有导轨，U型弯段水槽底部设有滚轮，滚轮置于导轨上；第一直段水槽和U型弯段水槽连接处的左右两侧以及第二直段水槽和U型弯段水槽连接处的左右两侧均对称设有闭合机构，闭合机构包括与U型弯段水槽固定连接的第一钢制推板、与直段水槽固定连接的第二钢制推板、与第一钢制推板固定连接的第一半球、与第二钢制推板固定连接的第二半球、与第二半球通过管道连接的真空发生器以及驱动第一钢制推板相对第二钢制推板移动的驱动装置；驱动装置包括伺服电机、与伺服电机驱动端固定连接的滚珠丝杆以及套设在滚珠丝杆外与滚珠丝杆传动连接的滑套组件，滑套组件的其中一个端部与第一钢制推板固定连接。

其中，第一直段水槽包括进水区、尾门、出水区以及与U型弯段水槽的连接部，出水区处设有出水口，出水口处设有升降盖板。

其中，所述升降盖板包括位于升降盖板底部的升降机构，升降机构包括电机、与电机输出轴固定连接的减速机以及通过传动杆与减速机传动连接的丝杆升降机，丝杆升降机的丝杆与升降盖板通过轴承固定连接。

其中，所述升降盖板还包括位于升降盖板底部的真空吸附装置，真空吸附装置包括位于其上部的真空吸盘以及与真空吸盘腔体连接的真空发生器。

其中，所述升降盖板与出水口接触部设有密封圈。

其中，第二钢制推板顶部和伺服电机侧边均设有限位传感器。

其中，第二钢制推板上还设有漏气阀，第二钢制半球内还设有压力传感器。