[发明专利]一种堰流模拟实验装置

权利要求书

1.一种堰流模拟实验装置，包括实验水槽(1)、若干个堰模块(2)、顶升机构(3)和主控制器(4)，其特征在于：

所述的实验水槽(1)包含上部的明渠水槽(11)和下部的分流室(12)，明渠水槽(11)由翼墙(111)和底板(113)组成，所述翼墙(111)位于明渠水槽(11)的左右两侧，底板(113)的中部区域设有矩形敞口(114)，矩形敞口(114)的宽度等于明渠水槽(11)左右两侧翼墙(111)之间的间距，矩形敞口(114)所在位置左右两侧的翼墙(111)上设有相对布置的若干个滑槽(112)，分流室(12)位于底板(113)下方，分流室(12)为由顶部的底板(113)、底部的分流底板(121)以及左右两侧的边壁(122)围成的上下游贯通的空间，位于矩形敞口(114)正下方的分流底板(121)区域中央设有若干个圆孔A(123)，圆孔A(123)的数量与成对出现的滑槽(112)的对数相等，每个圆孔A(123)均位于明渠水槽(11)长度方向的中心线与每对滑槽(112)中心线交点的正下方，滑槽(112)自翼墙(111)顶部起始，在延伸至翼墙(111)底部后继续向下伸入分流室(12)内10cm；

所述的堰模块(2)包含矩形堰模块(21)和圆缘堰模块(22)两种类型，矩形堰模块(21)为长方体，圆缘堰模块(22)是上游侧顶部为圆弧形的长方体，矩形堰模块(21)和圆缘堰模块(22)的宽度与矩形敞口(114)的宽度相等，圆缘堰模块(22)的高度高于矩形堰模块(21)的高度，矩形堰模块(21)和圆缘堰模块(22)的底部中央均设有凹洞(23)，矩形堰模块(21)和圆缘堰模块(22)左右两侧面的中央均设有滑动块(24)，滑动块(24)高度等于翼墙(111)高度与堰模块(2)高度之和的90%，滑动块(24)的厚度等于滑槽(112)的深度，连接有滑动块(24)的矩形堰模块(21)和圆缘堰模块(22)沿着滑槽(112)经矩形敞口(114)插入明渠水槽(11)和分流室(12)，矩形堰模块(21)和圆缘堰模块(22)在滑槽(112)的限制下仅能在竖直方向上运动，矩形堰模块(21)在竖直方向下降至最低点时的顶部高程与底板(113)高程相等，圆缘堰模块(22)在竖直方向下降至最低点时的顶部高程高于底板(113)高程，矩形堰模块(21)和圆缘堰模块(22)顶部高程以上的滑槽(112)由滑动块(24)填充，保证矩形堰模块(21)和圆缘堰模块(22)顶部高程以上的翼墙(111)表面保持平整；

所述的矩形堰模块(21)分为整体式矩形堰模块(211)、可拆卸式挡水矩形堰模块(212)和可拆卸式过水矩形堰模块(213)，可拆卸挡水堰组块(25)为可拆卸式挡水矩形堰模块(212)上的可拆卸部分，可拆卸挡水堰组块(25)包括正三棱柱组块(250)、直角梯形组块A(251)、直角梯形体组块B(252)、直角梯形体组块C(253)、直角梯形体组块D(254)、等腰直角三棱柱组块A(255)、等腰直角三棱柱组块B(256)、等腰直角三棱柱组块C(257)、等腰直角三棱柱组块D(258)和等腰直角三棱柱组块E(259)，可拆卸过水堰组块(26)为可拆卸式过水矩形堰模块(213)的组成部分，可拆卸过水堰组块(26)包含直角梯形体组块E(261)、直角三棱柱组块(262)和半椭圆柱组块(263)三类，可拆卸挡水堰组块(25)和可拆卸过水堰组块(26)的侧面均设有结构槽(27)，结构销(28)为横截面是六角星形的柱体，结构塞(29)是结构销(28)沿长度方向对等分割形成的柱体，结构槽(27)和结构塞(29)的横截面为六角星形的一半，结构销(28)和结构塞(29)可插进结构槽(27)，结构塞(29)插进结构槽(27)后完全填充结构槽(27)的空间，实现结构槽(27)所在表面平整；

所述的顶升机构(3)位于堰模块(2)的正下方且顶升机构(3)和堰模块(2)的数量相等，包含支架(31)、导轨(32)、顶杆(33)、动力输入轴(34)、电动机(35)、转盘(36)、连杆(37)、套筒(38)和销钉(39)，支架(31)固定于地面，支架(31)下部的中央位置设有连接块A(311)，导轨(32)安装在支架(31)的顶部，导轨(32)上设有贯穿导轨(32)上下表面的纵缝(321)，顶杆(33)安装在导轨(32)上且顶杆(33)在导轨(32)的限制下仅能在竖直方向运动，顶杆(33)的顶部设有圆孔B(331)，连接块B(332)安装在顶杆(33)，动力输入轴(34)通过轴承座和轴承安装在支架(31)中央，电动机(35)与动力输入轴(34)的右端连接，转盘(36)与动力输入轴(34)的左端连接，转盘(36)表面的边缘处设有的连接块C(361)，连杆(37)穿过纵缝(321)，连杆(37)的顶端与连接块B(332)固定，连杆(37)上设有贯穿连杆(37)上下表面的限位槽(371)，连接块A(311)和连接块C(361)均插进限位槽(371)，套筒(38)整体嵌套在顶杆(33)顶端，套筒(38)由圆柱形筒体(381)和圆环板(382)组成，圆柱形筒体(381)开口向下，圆环板(382)固定在圆柱形筒体(381)的底边，圆柱形筒体(381)中上部设置有贯穿筒体的圆孔C(383)，销钉(39)的长度等于圆柱形筒体(381)直径的0.9倍，销钉(39)的直径等于圆孔C(383)与圆孔B(331)的内径，销钉(39)插入相互对齐的圆孔C(383)与圆孔B(331)，顶杆(33)与套筒(38)紧密连接，套筒(38)插入凹洞(23)，圆环板(382)通过螺栓固定在堰模块(2)的底面，顶杆(33)、套筒(38)和堰模块(2)连接成一个整体；

所述的主控制器(4)包含单片机(41)、控制按键(42)、显示器(43)和控制主板(44)，所述的单片机(41)、控制按键(42)和显示器(43)集成在控制主板(44)之上。