[实用新型]一种用于宽水槽瞬间溃坝实验的电控闸门

说明书

本实用新型公开了一种用于宽水槽瞬间溃坝实验的电控闸门，包括框架，所述框架套装在溃坝实验水槽外；框架的上部横梁固定有电动机，转轮套接在电动机的转轴上；还包括左、右竖直轨道支架，分别连接在溃坝实验水槽的两侧；闸门门板的左、右两端分别置于左、右竖直轨道支架的凹槽内，闸门门板的上方还设置有闸门门板把手；连接钢缆一端连接到转轮，另一端连接到闸门门板把手；还包括闸门开启位置开关，设置在左竖直轨道支架和/或右竖直轨道支架的上部。本实用新型的有益效果在于，实现自动开启和复位，在提高闸门开启速度的同时有效地大幅度降低机械震荡，同时降低整个闸门系统的占地面积。

技术领域

本实用新型涉及水动力学模型实验装置技术领域，特别是一种用于宽水槽瞬间溃坝实验的电控闸门。

背景技术

就目前而言，关于海啸的研究中主要利用模拟瞬间溃坝得到的溃坝波来模拟海啸波上岸，而在模拟瞬间溃坝实验中主要采用竖直闸门的瞬间开启方式。在溃坝实验的研究过程中，Ritter(1892)基于浅水长波假定，通过求解圣维南方程(浅水方程)对理想流体溃坝波在平直无摩擦干水槽中的二维运动进行了理论分析；Stoker(1957)将Ritter(1892)解进行扩展，推导了平直无摩擦水槽下游初始有水时的溃坝波运动的理论解。同时Stansbyet al.(1998),LaRocque et al.(2012),Kocaman&Ozmen-Cagatay(2015)等做了一系列通过大量运用矩形水槽并以闸门瞬间打开方式来获得溃坝水体的溃坝实验，并且得到了许多珍贵实验数据。

在模拟瞬间溃坝实验的宽水槽中，与一般水动力实验中的闸门相比，其对于闸门门板刚度的要求更大以保证在上游蓄水的过程中闸门门板不会出现横向变形而造成闸门漏水的情况；与宽度较小的闸门相比，宽水槽瞬间溃坝实验的闸门门板在开启的过程中必须注意保证闸门门板两侧同步开启而不可倾斜以避免在闸门瞬间提起的过程中产生过大的摩擦力而造成闸门的震动。此外现有的瞬间溃坝实验水槽在闸门开启方面还存在以下的不足之处：

1.为了达到闸门瞬间开启的效果，在实验过程中一般采用重物下落并通过杠杆或定滑轮牵引闸门开启，在重物下落至地面时会造成地面震动进而引起实验水槽的震动甚至影响到实验数据采集的准确性；即使在地面采用一定的减震措施，如在重物下落处设置减震弹簧，其能达到一定的减震效果，但是下落后的重物仍需要依靠人工搬运，其效率低下且费时费力。此外，传统的杠杆式闸门开启方式需要在水槽侧面布置支架以及升降控制装置，大大的增加了实验设施的占地面积，且侧面升降存在一定的危险性

2.目前的改进实验闸门采用电磁铁吸附上部铁块的方式来替代传统的重物下落，其能够有效的提高实验的效率，但是电磁铁吸附上部铁块时必然造成较大震动和噪声，同时以电磁块作为闸门开启的动力装置，其开启过程中可能会对实验室中的各种精密的电子仪器产生不同程度的影响，甚至影响实验数据采集和传输的准确性。

3.闸门被瞬间打开后高速向上运动，目前一般采用刚性结构强行阻止，部分实验中增加了缓冲块，但仍然会造成不同程度的机械震荡，从而增加了实验数据处理的工作量。

4.闸门开启后往往需要人工复位，这不仅效率低下而且存在一定的安全隐患。

总之，目前的一般水动力实验中的闸门系统不能完全满足宽水槽的功能和效果需求，主要是不能满足模拟瞬间溃坝实验的宽水槽中的闸门对于开启速度和密闭性的要求，我们迫切的需要一种专门为模拟溃坝实验的宽水槽设计的新型闸门。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种适用于宽水槽瞬间溃坝实验的电控闸门，以实现自动开启和复位，在提高闸门开启速度的同时有效地大幅度降低机械震荡，同时降低整个闸门系统的占地面积。

实现本实用新型目的的技术方案如下：