一种模拟水槽的制作方法

本发明涉及一种模拟装置的技术领域，特别是一种模拟水槽的技术领域。

背景技术：

要研究圆柱体桥墩冲刷首先要能够较好地模拟圆柱体周围复杂的流场。需要用到模拟河道装置，可是在现今的实验室中所使用的模拟河道装置都是一些简易模拟装置，其往往只能模拟出河道宽度、水深等最简单的特性，不方便模拟桥墩在不同流速、不同水深条件下桥墩周围的水流特点。

技术实现要素：

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种模拟水槽，能够方便模拟桥墩在不同流速、不同水深条件下桥墩周围的水流特点。

为实现上述目的，本发明提出了一种模拟水槽，包括水槽体、水泵、桥墩、集水槽、第一监测机构、第二监测机构、前挡体、后挡体、进口过渡段、出口过渡段、进水口、出水口、整流机构、尾门机构和实验段，所述水槽体的前后两端分别设有进水口和出水口，所述水槽体内由前到后依次设有整流机构、前挡体、后挡体和尾门机构，所述整流机构与前挡体之间的空间为进口过渡段，所述前挡体与后挡体之间的空间为实验段，所述实验段用于铺设砂土层来模拟河床，所述实验段内设有伸出砂土层的桥墩，所述后挡体与尾门机构之间的空间为出口过渡段，所述水槽体上设有第二监测机构用于监测桥墩周边区域的水流速度，所述水槽体上设有第一监测机构用于监测实验段前端处的水流速度，所述水泵的输出端与进水口连接，所述水泵的输入端与集水槽连通，所述出水口与集水槽连通，所述第二监测机构包括调节机构、第一套体、第二套体、调节转盘、若干连接杆、若干连接臂、若干滑套、若干连接体、若干流速测量仪i、连接套、若干弹簧和若干阻挡体，所述水槽体上设有调节机构，所述调节机构上设有第一套体，所述第一套体上套设有第二套体和螺纹连接的调节转盘，所述调节转盘位于第二套体的上方，所述第一套体的下端设有连接套，所述连接套上设有均匀分布的连接臂，所述连接臂上均套设有滑套，所述滑套上均设有连接体，所述连接体的下端均设有流速测量仪i，所述连接臂的自由端上均设有阻挡体，所述阻挡体与滑套之间的连接臂上均设有弹簧，所述滑套上均设有铰接连接的连接杆，所述连接杆与第二套体铰接连接。

作为优选，所述第一套体的下端套设有固定连接的环状体，所述环状体的上端设有均匀分布的插接槽，所述连接套的下端设有与插接槽相配合的插接体。

作为优选，所述连接体上套设有接头螺母，所述连接体的上端在接头螺母内设有防脱体，所述滑套的下端均设有与接头螺母相配合的螺杆体。

作为优选，所述调节机构包括龙门架、调节螺杆、连接座、把手和定位杆，所述龙门架的两个竖边体的下端均设有槽形的固定座，两个固定座分别骑在水槽体的两个最长的侧壁体上，所述固定座通过螺钉与水槽体的侧壁体固定连接，所述龙门架的横边体上穿设有定位杆和螺纹连接的调节螺杆，所述定位杆和调节螺杆的下端分别与连接座固定连接和可转动连接，所述连接座的下端设有第一套体，所述调节螺杆的上端设有把手。

作为优选，所述第一套体的内径与桥墩的直径相等，所述桥墩可插入第一套体内。

作为优选，所述第一监测机构包括第一杆体、槽形座体、若干滑套、若干第二杆体、若干流速测量仪ii、支撑座、滑槽孔、螺纹杆和转动手把，所述槽形座体骑在水槽体的一最长的侧壁体上，所述槽形座体通过螺钉与水槽体的侧壁体固定连接，所述槽形座体的上端设有支撑座，所述支撑座上设有滑槽孔，所述第一杆体的前端位于滑槽孔内，所述螺纹杆的下端与第一杆体的前端上部可转动连接，所述螺纹杆的上端伸出支撑座并设有转动手把，所述螺纹杆与支撑座螺纹连接，所述第一杆体上套设有滑套，所述滑套的下端均设有第二杆体，所述第二杆体的下端均设有流速测量仪ii，所述第一杆体的横截面均为正方形形状。

作为优选，所述整流机构包括槽形体i、若干卡槽i、若干第一整流栅、若干第二整流栅和两个直角体i，所述槽形体i位于水槽体内，所述槽形体i内设有均匀分布的卡槽，每个所述的卡槽内插入有一个第一整流栅或一个第二整流栅，所述第一整流栅与第二整流栅交替布置，所述槽形体i的上端均设有直角体i，所述直角体i通过螺钉与水槽体的侧壁体固定连接。

作为优选，所述前挡体为直角三角体。

作为优选，所述第一整流栅上的通孔与第二整流栅上的通孔交错分布。

作为优选，所述尾门机构包括槽形体ii、卡槽ii、挡板和两个直角体ii，所述槽形体ii位于水槽体内，所述槽形体ii内设有卡槽ii，所述卡槽ii内插入有挡板，所述槽形体ii的上端均设有直角体ii，所述直角体ii通过螺钉与水槽体的侧壁体固定连接。

本发明的有益效果：本发明通过第一监测机构监测水流进入实验段的流速，并且可进行位置调节，第二监测机构监测桥墩周边区域的水流速度，并且可进行位置调节；通过控制水泵的转速和/或调整第一整流栅和第二整流栅的数量满足实验需要的水流速；根据需要实验水流的深度选择适当高度的挡板，与现有技术相比，能够方便模拟桥墩在不同流速、不同水深条件下桥墩周围的水流特点。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明一种模拟水槽的结构示意图；

图2是本发明一种模拟水槽的部分侧视图；

图3是第二监测机构安装在水槽体上的结构示意图；

图4是第一监测机构安装在水槽体上的结构示意图；

图5是尾门机构安装在水槽体上的结构示意图。

图中：1-水槽体、2-水泵、3-桥墩、4-集水槽、5-第一监测机构、6-第二监测机构、7-前挡体、8-后挡体、9-进口过渡段、10-出口过渡段、11-进水口、12-出水口、13-整流机构、14-尾门机构、15-实验段、51-第一杆体、52-槽形座体、53-滑套、54-第二杆体、55-流速测量仪ii、56-支撑座、57-滑槽孔、58-螺纹杆、59-转动手把、61-调节机构、62-第一套体、63-第二套体、64-调节转盘、65-连接杆、66-连接臂、67-滑套、68-连接体、69-流速测量仪i、610-连接套、611-弹簧、612-阻挡体、613-插接槽、614-插接体、615-接头螺母、616-防脱体、617-螺杆体、6101-龙门架、6102-调节螺杆、6103-连接座、6104-把手、6105-定位杆、6106-固定座、131-槽形体i、132-卡槽i、133-第一整流栅、134-第二整流栅、135-直角体i、141-槽形体ii、142-卡槽ii、143-挡板、144-直角体ii。

【具体实施方式】

参阅图1、图2、图3、图4和图5，本发明一种模拟水槽，包括水槽体1、水泵2、桥墩3、集水槽4、第一监测机构5、第二监测机构6、前挡体7、后挡体8、进口过渡段9、出口过渡段10、进水口11、出水口12、整流机构13、尾门机构14和实验段15，所述水槽体1的前后两端分别设有进水口11和出水口12，所述水槽体1内由前到后依次设有整流机构13、前挡体7、后挡体8和尾门机构14，所述整流机构13与前挡体7之间的空间为进口过渡段9，所述前挡体7与后挡体8之间的空间为实验段15，所述实验段15用于铺设砂土层来模拟河床，所述实验段15内设有伸出砂土层的桥墩3，所述后挡体8与尾门机构14之间的空间为出口过渡段10，所述水槽体1上设有第二监测机构6用于监测桥墩3周边区域的水流速度，所述水槽体1上设有第一监测机构5用于监测实验段15前端处的水流速度，所述水泵2的输出端与进水口11连接，所述水泵2的输入端与集水槽4连通，所述出水口12与集水槽4连通，所述第二监测机构6包括调节机构61、第一套体62、第二套体63、调节转盘64、若干连接杆65、若干连接臂66、若干滑套67、若干连接体68、若干流速测量仪i69、连接套610、若干弹簧611和若干阻挡体612，所述水槽体1上设有调节机构61，所述调节机构61上设有第一套体62，所述第一套体62上套设有第二套体63和螺纹连接的调节转盘64，所述调节转盘64位于第二套体63的上方，所述第一套体62的下端设有连接套610，所述连接套610上设有均匀分布的连接臂66，所述连接臂66上均套设有滑套67，所述滑套67上均设有连接体68，所述连接体68的下端均设有流速测量仪i69，所述连接臂66的自由端上均设有阻挡体612，所述阻挡体612与滑套67之间的连接臂66上均设有弹簧611，所述滑套67上均设有铰接连接的连接杆65，所述连接杆65与第二套体63铰接连接，所述第一套体62的下端套设有固定连接的环状体612，所述环状体612的上端设有均匀分布的插接槽613，所述连接套610的下端设有与插接槽613相配合的插接体614，所述连接体68上套设有接头螺母615，所述连接体68的上端在接头螺母615内设有防脱体616，所述滑套67的下端均设有与接头螺母615相配合的螺杆体617，所述调节机构61包括龙门架6101、调节螺杆6102、连接座6103、把手6104和定位杆6105，所述龙门架6101的两个竖边体的下端均设有槽形的固定座6106，两个固定座6106分别骑在水槽体1的两个最长的侧壁体上，所述固定座6106通过螺钉与水槽体1的侧壁体固定连接，所述龙门架6101的横边体上穿设有定位杆6105和螺纹连接的调节螺杆6102，所述定位杆6105和调节螺杆6102的下端分别与连接座6103固定连接和可转动连接，所述连接座6103的下端设有第一套体62，所述调节螺杆6102的上端设有把手6104，所述第一套体62的内径与桥墩3的直径相等，所述桥墩3可插入第一套体62内，所述第一监测机构5包括第一杆体51、槽形座体52、若干滑套53、若干第二杆体54、若干流速测量仪ii55、支撑座56、滑槽孔57、螺纹杆58和转动手把59，所述槽形座体52骑在水槽体1的一最长的侧壁体上，所述槽形座体52通过螺钉与水槽体1的侧壁体固定连接，所述槽形座体52的上端设有支撑座56，所述支撑座56上设有滑槽孔57，所述第一杆体51的前端位于滑槽孔57内，所述螺纹杆58的下端与第一杆体51的前端上部可转动连接，所述螺纹杆58的上端伸出支撑座56并设有转动手把59，所述螺纹杆58与支撑座56螺纹连接，所述第一杆体51上套设有滑套53，所述滑套53的下端均设有第二杆体54，所述第二杆体54的下端均设有流速测量仪ii55，所述第一杆体51的横截面均为正方形形状，所述整流机构13包括槽形体i131、若干卡槽i132、若干第一整流栅133、若干第二整流栅134和两个直角体i135，所述槽形体i131位于水槽体1内，所述槽形体i131内设有均匀分布的卡槽132，每个所述的卡槽132内插入有一个第一整流栅133或一个第二整流栅134，所述第一整流栅133与第二整流栅134交替布置，所述槽形体i131的上端均设有直角体i135，所述直角体i135通过螺钉与水槽体1的侧壁体固定连接，所述前挡体7为直角三角体，所述第一整流栅133上的通孔与第二整流栅134上的通孔交错分布，所述尾门机构14包括槽形体ii141、卡槽ii142、挡板143和两个直角体ii144，所述槽形体ii141位于水槽体1内，所述槽形体ii141内设有卡槽ii142，所述卡槽ii142内插入有挡板143，所述槽形体ii141的上端均设有直角体ii144，所述直角体ii144通过螺钉与水槽体1的侧壁体固定连接。

本发明工作过程：

本发明一种模拟水槽在工作过程中，通过控制水泵2的转速和/或调整第一整流栅133和第二整流栅134的数量满足实验需要的水流速；根据需要实验水流的深度选择适当高度的挡板143。

第二监测机构6工作时，当流速测量仪i69需要向桥墩3靠拢时，顺时针转动调节转盘64，使调节转盘64向上运动，调节转盘64向上运动的同时，弹簧611推动滑套67向桥墩3靠拢，滑套67通过连接体68带动流速测量仪i69向桥墩3靠拢(同时通过连接杆65带动第二套体63向上运动)。

当流速测量仪i69需要远离桥墩3时，逆时针转动调节转盘64，使调节转盘64向下运动，调节转盘64带动第二套体63向下运动，第二套体63通过连接杆65带动滑套67远离桥墩3运动并压缩弹簧611，滑套67通过连接体68带动流速测量仪i69远离桥墩3运动。

当流速测量仪i69需要进行深度调节时，顺时针或逆时针转动把手6104带动调节螺杆6102转动，调节螺杆6102转动的同时向上或向下运动，调节螺杆6102通过连接座6103带动第一套体62向上或向下运动，实现深度调节。

松动接头螺母615，即可转动连接体68带动流速测量仪i69转动进行调整。

向上推动连接套610使插接体614从插接槽613内完全移出，然后转动连接套610带动连接臂66转动，连接臂66通过滑套67带动连接体68转动，连接体68带动流速测量仪i69转动进行调节，待调节完成后，松开连接套610，连接套610向下运动使插接体614插入所对应的插接槽613内。

第一监测机构5调节时，推动滑套53，滑套53通过第二杆体54带动流速测量仪ii55进行间距调整，顺时针或逆时针转动转动手把59带动螺纹杆58转动，螺纹杆58带动第一杆体51向上或向下运动，第一杆体51通过滑套53带动第二杆体54运动，第二杆体54带动流速测量仪ii55进行高度调节。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。