专利名称：自循环闸基渗流仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学、科研仪器。
背景技术：
水工建筑物中的渗流问题是一个非常重要的问题，渗流的状况与建筑物的地基条件、上下游水位差、构筑物的结构特点等诸多因素相关。因为渗流是在地下发生的，具有隐蔽性特点，这给研究和了解渗流的特性、相关水力特点带来了许多困难。长期以来在相关专业课程的教学中缺乏这些方面的实证，学生往往对渗流的特点掌握不够。在《水力学》和《水工建筑物》课程中与渗流有关的章节教学中，学生往往靠死记硬背来认识流网与流线的基本原理与特性，在绘制流网、流线时常常发生错误，在对渗流研究时也无很好直观的研究方法。
技术方案本实用新型目的在于设计一种能直观地观察到不同地基与不同水闸底板结构条件下渗流流线(线束)的自循环闸基渗流仪。
本实用新型包括仿真水闸断面模型、储水箱、水泵、恒水头稳水池，恒水头稳水池布置在仿真水闸断面模型的上游端，并与仿真水闸断面模型的上游端连通，储水箱布置在仿真水闸断面模型的底部，仿真水闸断面模型的下游设有与储水箱连通的回水孔，恒水头稳水池与储水箱间由水泵连接，仿真水闸断面模型的上游底板上游端设有显示液导管，导管另一端与布置在仿真水闸断面模型上端的显示液盒连通。
实验时，在仿真水闸断面模型的底部根据需要填充不同粒径、级配的砂或土，在储水箱内注入足够量水，打开水泵开关，使闸基内渗流形成自动循环。同时，在显示液盒内预先装入具有延时自动消色、不易扩散、不污染砂土、容易区别于砂土颜色的专用显示液。当仪器内形成稳定的自循环后，显示液通过导管向仿真水闸断面模型上游底板下输入上述特性显示液，即可直观地展示出渗流现象。
为使上游进水与实际渗流相似，显示更为直观，本实用新型在仿真水闸断面模型的水闸底板的上、下游端设有透水孔。
为形成恒定流下的渗流，本实用新型在恒水头稳水池内设有稳水板，稳水板上均布过水小孔，与水泵连接的进水管端口布置在稳水板的上游外侧。
另外，本实用新型仿真水闸断面模型的过水方向宽度小于恒水头稳水池同向宽度，目的是为了显示渗流流线更加完美，使演示现象更加清晰，方便使用。
为便于观察，本实用新型中仿真水闸断面模型的侧壁以透明材料制成。
为了便于对比观察不同水闸底板结构条件下渗流流线(线束)，本实用新型仿真水闸断面模型分为两个闸室，在一个闸室的水闸底板下设有防渗板桩。
图1为本实用新型的结构示意图图2为A-A剖视图具体实施例本实用新型的主体外形呈长方体状，由底板20、前板27、后板26、左侧板6、右侧板15构成，上述板材为有机玻璃材料加工制成。
在长方体内还设置横板18、下立板23，通过上述设置，由横板18、左侧板6、底板20和横板18围成水泵室1，在其内布置水泵25，以及与水泵25连接的抽水管24、进水管35，并使抽水管24的另一端连接至下立板23的孔上，进水管35的另一端连接至横板18的进水口4上。水泵室内还布置有回水管2，其两端分别连接设置在横板18和下立板23的孔上。
横板18、底板20、下立板23、右侧板15、前板27和后板26围成的储水箱22。
上立板21、左侧板6、横板18、前板27、后板26围成恒水头稳水池5，在恒水头稳水池5内分别设置溢流板7、稳水板9，稳水板9上均布过水小孔8，溢流板7高端高度较稳水板9低。溢水口3位于左侧板6和溢流板7间，进水口4位于溢流板7和上立板21间。
在横板18上方布置上立板21，上立板21较溢流板7短，前后向宽度较左侧板6窄，将上立板21的底部固定在横板18上，左侧的两端分别连接前折板28，后折板10，右侧的两端及中端分别连接前边墙33、后边墙34、墩墙16。上述前折板28和后折板10的底部与横板18连接，左侧分别与前板27、后板26连接，前折板28、后折板10的前边墙33和后边墙34高度与主体高度相等。前边墙33和后边墙34的右侧分别连接与右侧板15，底部连接在横板18上。
仿真水闸断面模型由水闸底板11、闸板14、齿坎17组成，在闸板14的上端支撑显示液盒13，水闸底板11的左右两端部设有梅花状排列的透水孔29，水闸底板11的左侧支撑连接在上立板21上端，右侧与右侧板15连接。在左侧的透水孔29中分别插入与显示液盒13连接的显示液导管12。
在前边墙33和墩墙16间的水闸底板11上游下底连接一个防渗板桩19。在墩墙16的下游开设一个出水孔(一)32，并使出水孔(一)32位于水闸底板11的上方，在略高于出水孔(一)32水平面处的后边墙34上开设一个圆形出水孔(二)31，并在后边墙34外侧壁铰接一个挡片36，通过挡片36可调节出水孔(二)31的出水截面，在横板18相应位置开设回水孔30。
上述各板、墙为有机玻璃制成，以便于观察。
权利要求1.自循环闸基渗流仪，其特征在于包括仿真水闸断面模型、储水箱、水泵、恒水头稳水池，恒水头稳水池布置在仿真水闸断面模型的上游端，并与仿真水闸断面模型的上游端连通，储水箱布置在仿真水闸断面模型的底部，仿真水闸断面模型的下游设有与储水箱连通的出水孔，恒水头稳水池与储水箱间由水泵连接，仿真水闸断面模型的上游底板上游端设有显示液导管，导管另一端与布置在仿真水闸断面模型上端的显示液盒连通。
2.根据权利要求1所述渗流仪，其特征在于仿真水闸断面模型的水闸底板的上、下游端设有透水孔。
3.根据权利要求1所述渗流仪，其特征在于恒水头稳水池内设有稳水板，稳水板上均布过水小孔，与水泵连接的进水管端口布置在稳水板的上游外侧。
4.根据权利要求3所述渗流仪，其特征在于恒水头稳水池设有定水位用溢流装置，溢流装置包括溢流板、溢水口，溢流板布置在稳水板上游外侧，溢流板上端水平线高于仿真水闸断面模型的底板平面高度，在溢流板与恒水头稳水池侧壁围成的腔室底部开设溢水口，该溢水口连接回水管，回水管的另一端连接至储水箱。
5.根据权利要求4所述渗流仪，其特征在于渗流仪还设有水泵室，水泵室布置在恒水头稳水池下方，所述水泵、回水管布置在水泵室内。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述渗流仪，其特征在于仿真水闸断面模型的过水方向宽度小于恒水头稳水池同向宽度。
7.根据权利要求6所述渗流仪，其特征在于仿真水闸断面模型的侧壁为透明材料制成。
8.根据权利要求6所述渗流仪，其特征在于仿真水闸断面模型分为两个闸室，在一个闸室的水闸底板下设有防渗板桩。
9.根据权利要求6所述渗流仪，其特征在于仿真水闸断面模型下游的回水孔过水断面为可调式。
10.根据权利要求6所述渗流仪，其特征在于渗流显示用显示液为流过闸基后能自动水解成无色、不影响连续使用的有色液体。
专利摘要本实用新型涉及一种教学、科研仪器，包括仿真水闸断面模型、储水箱、水泵、恒水头稳水池，仿真水闸断面模型的上游底板上游端设有显示液导管，导管另一端与布置在仿真水闸断面模型上端的显示液盒连通。实验时，在仿真水闸断面模型的底部根据需要填充不同粒径、级配的砂或土，在储水箱内注入足够量水，打开水泵开关，使闸基内渗流形成自动循环。同时，在显示液盒内预先装入具有延时自动消色、不易扩散、不污染砂土、容易区别于砂土颜色的专用显示液。当仪器内形成稳定的自循环后，显示液通过导管向仿真水闸断面模型上游底板下输入上述特性显示液，即可直观地展示出渗流现象。
文档编号G09B25/00GK2554748SQ0226347
公开日2003年6月4日 申请日期2002年7月30日 优先权日2002年7月30日
发明者奚斌 申请人:奚斌