[发明专利]一种用于水力学模拟的提升装置

说明书

本发明公开了一种用于水力学模拟的提升装置，包括：支柱，用于支撑所述提升装置；提升装置，用于通过弹性拉力快速提升闸门；开关装置，用于控制所述提升装置停止在第一停止位，以及释放该提升装置使其提升闸门；其中，所述第一停止位对应于提升装置的弹性张紧状态以及闸门的关闭状态。本发明通过弹性装置和滑轮为闸门提供上升的动力，使得闸门提升的初始加速度较大，后期加速度逐渐减小，有利于缩短闸门提升的耗时并保证操作的安全。

技术领域

本发明涉及实验理论技术领域，尤其涉及一种用于水力学溃坝波模拟的提升装置。

背景技术

我国是当今拥有水库大坝数量最多的国家。水库建成后能够起到防洪、灌溉、供水、发电等作用，同时也带来了一定的潜在风险。例如，水库坝体一旦发生溃坝，对下游广大地区造成的灾害往往是毁灭性的。溃坝的灾害主要由溃坝洪水的冲击和淹没作用造成。尤其是混凝土结构的堤坝发生溃决时，可近似认为是瞬时溃决，其形成的溃坝洪水更加典型和强烈。由于溃坝问题的突发性和复杂性，目前对溃坝的认识还未成熟，进行溃坝物理模型实验能够促进对溃坝问题的认识、对溃坝洪水演进规律的掌握，为下游城市防洪预警提供科学依据。

在物理模型实验中，瞬时溃坝通常用突然抽离闸门的方式进行模拟。溃坝闸门的提升时间(速度)应当受到特别关注，因为溃坝闸门的提升时间直接影响着实验模拟瞬间溃坝条件的可行性。有一项水力学研究指出，当上游水深h₀已知时,如果闸门开启时间t满足以下关系式，就可以认为波速的传播受闸门开启过程的影响很小，溃坝可以看作是瞬间的：

目前，水利工程中常用闸门的提升方式主要有人力提升、机械提升和电力提升等。但是大多数闸门的提升速度不能满足上述关系式，因而有必要对实验溃坝闸门进行特殊设计，以满足实验瞬时溃坝条件的模拟，保证溃坝波模拟结果的有效性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于水力学溃坝波模拟的提升装置，本发明通过弹性装置和滑轮提供闸门上升的动力，使得闸门提升的初始加速度较大，后期加速度逐渐减小，有利于缩短闸门提升的耗时。本发明不仅消除了使用重物提升闸门带来的安全隐患，而且还使得本发明的提升装置在布置上更加灵活；在实际应用时，如需要进一步缩短闸门开启耗时，可通过增加弹性装置数量或更换弹性系数更大的弹性装置方便实现。本发明使溃坝波模拟更具有可靠性和可操作性。

根据本发明的一个方面，一种用于水力学溃坝波模拟的提升装置，包括：支柱，用于支撑所述提升装置；提升装置，用于通过弹性拉力快速提升闸门；开关装置，用于控制所述提升装置停止在第一停止位，以及释放该提升装置使其提升闸门；其中，所述第一停止位对应于提升装置的弹性张紧状态以及闸门的关闭状态。

其中，所述提升装置包括：弹性装置和第一挡块；弹性装置，其一端为固定端，另一端为活动端；第一挡块，其一端固定在所述弹性装置活动端，另一端通过拉索连接闸门。

其中，所述开关装置包括：水平杆、杠杆装置和第二挡块；水平杆，水平穿过所述支柱，其在所述支柱一侧的一端连接所述杠杆装置，在所述支柱另一侧的一端刚性连接所述第二挡块；杠杆装置，用于控制所述水平杆水平移动；第二挡块，用于阻挡所述第一挡块使其停止在第一停止位。

其中，所述杠杆装置包括：方芯和长杆；方芯，其与所述水平杆连接，并通过活动连接件固定在支柱侧壁上，能够绕所述活动连接件转动；长杆，用于控制所述方芯转动，其一端与所述方芯刚性连接，另一端为手持端。

其中，当转动所述长杆时，在所述长杆的拉动作用下所述方芯发生同向转动，拉动水平杆水平移动，带动第二挡块水平移动，使得所述第二挡块与所述第一挡块脱离。

其中，当所述第二挡块与所述第一挡块脱离时，所述弹性装置在自身的弹性拉力作用下做收缩运动，以拉动所述第一挡块从所述第一停止位下降到第二停止位；其中，所述第二停止位对应于弹簧装置的弹性收缩状态以及闸门的开启状态。