[发明专利]一种保持土石堤坝模型试验坝前水位的装置及方法

说明书

本发明公开了一种保持土石堤坝模型试验坝前水位的装置及方法，可以自动、恒定保持土石堤坝模型试验的坝前水位。包括水位感应装置、出水控制装置，水位感应装置包括底座、活动杆、绝缘杆、两导电杆、浮球，两导电杆上分别设置有导电环，活动杆的中部为导电段；出水控制装置包括底板，以及设置在底板上的电磁铁、三通水管、限位结构和衔铁；三通水管的直管内设有堵水活塞、堵水连杆；电磁铁的一端导线依次连接电源和控制开关，电磁铁的另一端导线与一根导电杆电连接，另一根导电杆通过电线与控制开关电连接。

技术领域

本发明涉及土石堤坝渗流的物理模型试验技术领域，特别是涉及一种保持土石堤坝模型试验坝前水位的装置及方法。

背景技术

进行土石堤坝渗流的物理模型试验是开展相关研究的常规途径，当研究定水头条件下的有关问题时，须使试验中土石堤坝模型的坝前水位保持不变。传统的人工解决方法是先大流量供水、后经预留孔或水泵排水、再调整供水量来控制水位，该方式不仅控制粗糙，费时费力，且当堤坝体渗透系数发生改变时(如模拟堤坝发生渗透破坏试验)，无法及时根据渗流量的突变保持坝前水位在预定位置，从而影响模型的模拟精度和试验结果；采用浮球阀控制器或浮球连杆装置自动控制水位，虽能克服传统方法的不足，但该方法仅适用于某一恒定水位或较小水位变幅内的控制工作，无法一次性满足多种不同水位条件下的测试条件需求，给试验的开展和课题的研究带来不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种保持土石堤坝模型试验坝前水位的装置及方法，可以自动、恒定保持土石堤坝模型试验的坝前水位。

本发明的目的是这样实现的：

一种保持土石堤坝模型试验坝前水位的装置，包括水位感应装置、出水控制装置，所述水位感应装置包括底座、支撑结构、活动杆，所述底座用于将水位感应装置固定在土石堤坝模型上，所述支撑结构包括立设在底座上的绝缘杆，以及平行设置在绝缘杆上的两导电杆，两导电杆的一端通过活动扣件固定在绝缘杆，两导电杆的另一端分别设置有导电环，所述活动杆平行于绝缘杆，且活动套接在两导电环内，所述活动杆的中部为导电段，所述活动杆的其余部分绝缘，所述活动杆的下端设有浮球，用于带动活动杆一起浮在水面上；

所述出水控制装置包括底板，以及设置在底板上的电磁铁、三通水管、限位结构和衔铁；所述三通水管的直管一端为进水口，所述三通水管的支管端为出水口，所述三通水管的直管内沿进水方向依次设有堵水活塞、堵水连杆；所述衔铁的固定端铰接在底板上，所述衔铁的自由端与堵水连杆的端部铰接，所述限位结构用于限定衔铁的第一极限位置、第二极限位置，所述电磁铁用于吸附衔铁，使衔铁运动到第一极限位置，当衔铁位于第一极限位置时，堵水活塞阻断三通水管的进水口、出水口，形成堵水状态，当衔铁位于第二极限位置时，三通水管的进水口、出水口连通，形成流水状态；

电磁铁的一端导线依次连接电源和控制开关，电磁铁的另一端导线与一根导电杆电连接，另一根导电杆通过电线与控制开关电连接，当导电段的上端、下端与两导电环接触时，电磁铁、两根导电杆、两个导电环、导电段、电源以及控制开关形成串联电路。

优选地，所述底座呈倒U型，用于夹在土石堤坝模型的边墙上，底座的一个侧壁上螺纹配合有若干螺栓，若干螺栓沿底座的纵向均匀分布，各螺栓的螺杆端伸入底座的两个侧壁之间，并设置用于贴合边墙的接触盘；

优选地，所述底座的上端设有固定块，所述固定块上设有插入孔，所述绝缘杆插接固定在该插入孔内。

优选地，所述活动杆的下端设有外螺纹；所述浮球与活动杆的下端螺纹配合。

优选地，所述限位结构包括两根固定插销，两根固定插销设于衔铁的两侧。

优选地，所述电磁铁、三通水管和固定插销均通过胶水粘接固定于底板上。

优选地，所述电磁铁、三通水管的直管相互平行。