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      一種變水頭發(fā)生裝置的制作方法

      文檔序號:11106474閱讀:387來源:國知局
      一種變水頭發(fā)生裝置的制造方法

      本發(fā)明屬于滲流試驗領域,涉及一種水頭發(fā)生裝置,具體是涉及一種水頭可時刻變化的水頭發(fā)生裝置。



      背景技術(shù):

      滲透試驗分為室內(nèi)試驗和野外測定試驗兩大類,在實驗室中測定滲透系數(shù) k 的儀器種類和試驗方法很多,按水頭是否變化可分為常水頭試驗和變水頭試驗。同時在研究其他課題比如土的力學性質(zhì)的試驗中,也會涉及常水頭試驗和變水頭試驗。常水頭試驗就是在整個試驗過程中保持水頭為一常數(shù),從而水頭差也為常數(shù),變水頭試驗就是試驗過程中水頭差一直隨時間而變化,對于這類試驗,目前的技術(shù)可以實現(xiàn)并且相當成熟。在某些變水頭試驗中,由于研究的需要,需要實現(xiàn)循環(huán)水頭的加載,以期模擬潮汐等非穩(wěn)定水頭現(xiàn)象,但目前尚無成熟的技術(shù)和儀器可以實現(xiàn)。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      為了解決上述存在的問題,本發(fā)明公開了一種裝置簡易、操作簡單、可實現(xiàn)水頭循環(huán)變化的變水頭發(fā)生裝置,其具體技術(shù)方案如下:

      一種變水頭發(fā)生裝置,包括支撐架、纜繩、水箱、定滑輪、流量計、水壓傳感器、高程傳感器、電動機、轉(zhuǎn)盤和鎖扣,

      所述支撐架的中部設置有一個能夠上下升降的水箱,所述水箱設有刻度,水箱的上部側(cè)壁設有溢水口,水箱的下部側(cè)壁設有進水口,水箱的底部設有延伸到水箱外部的出水管,所述出水管設置有水壓傳感器和流量計,所述水箱的外側(cè)底部設置有高程傳感器。

      所述支撐架由三根豎直支撐桿構(gòu)成,所述支撐架的頂端設置有三角形框架,所述三角形框架的三個拐點分別與對應的豎直支撐桿的頂端固定,所述豎直支撐桿的底端設置有落地三角框和三根斜撐,三根豎直支撐桿的底端均位于落地三角框內(nèi),斜撐的底端與落地三角框的拐點固定,所述斜撐的頂端傾斜倒向豎直支撐桿,并與其固定。

      所述三角形框架的三個拐點分別連接一根等長度的繩索,該繩索的末端連接懸掛一個定滑輪,所述定滑輪懸掛在支撐架的上部中央,

      所述水箱的頂部中心連接一根纜繩,該纜繩繞過定滑輪與轉(zhuǎn)盤連接,所述轉(zhuǎn)盤位于落地三角框的旁邊。

      所述轉(zhuǎn)盤為圓形,沿一個半徑方向設置若干個螺孔,所述螺孔中設置有鎖扣,所述纜繩與鎖扣連接,轉(zhuǎn)盤安裝在電動機上。

      所述鎖扣包括鎖帽和鎖鉤,所述鎖帽軸線中心設置有螺紋孔,通過螺栓穿過鎖帽的螺紋孔和轉(zhuǎn)盤的螺孔,將其螺紋連接,所述鎖帽的中部外周內(nèi)凹形成內(nèi)凹段,

      所述鎖鉤一端設置有一個用于套接在鎖帽的內(nèi)凹段的套接圓環(huán),另一端設置有一個用于纜繩連接的纜繩圓環(huán),所述套接圓環(huán)和纜繩圓環(huán)異面垂直,所述套接圓環(huán)和纜繩圓環(huán)之間設置有連接桿,所述連接桿的一端與套接圓環(huán)的固定,另一端設置有兩根漸近延伸到繩索圓環(huán)的擴張桿,兩根所述擴張桿位于繩索圓環(huán)的一條圓心線上。

      所述鎖帽的內(nèi)凹段一端為垂直斷面,一端為朝向鎖帽端部傾斜的傾斜斷面,所述鎖帽的垂直斷面一端與轉(zhuǎn)盤貼緊連接,所述套接圓環(huán)從鎖帽的傾斜斷面一端套接到內(nèi)凹段。

      所述豎直支撐桿和三角形框架選用空心鋼管制作而成,落地三角框和斜撐選用實心鋼管制作而成,所述轉(zhuǎn)盤選用銅質(zhì)材料制作而成,纜繩選用鋼絞線,所述電動機選用低頻電動機。

      所述三角形框架和落地三角框均為正三角形形狀。

      任意相鄰的所述螺孔間距為1cm。

      本發(fā)明的有益效果是:

      本發(fā)明采用低頻電動機帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動,通過鎖扣與纜繩相連,從而帶動水箱上下運動來實現(xiàn)對水位的循環(huán)加載,電動機保證試驗的自動化。水箱頂部與纜繩相連,纜繩繞過定滑輪與鎖扣相連,鎖扣固定在轉(zhuǎn)盤的螺孔上。當電動機轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)盤隨電動機轉(zhuǎn)動,可以實現(xiàn),轉(zhuǎn)動到某一位置時,纜繩與定滑輪的切點與轉(zhuǎn)盤圓心連線和轉(zhuǎn)盤直徑重合,當鎖扣的位置距離切點最近時,水箱到達最低位置,獲得最小水頭,反之獲得最大水頭。電動機不斷轉(zhuǎn)動,使水頭不斷在最大與最小水頭之間變化。改變鎖扣在轉(zhuǎn)盤上的位置,可以改變最大與最小水頭的差值,作不同變化范圍的研究。

      另外,裝置中水箱與鎖扣之間纜繩的長度可以改變,改變纜繩的長度,可以使試驗獲得不同的基礎水頭,滿足不同試驗的要求。

      水箱底部設置高程傳感器,水箱側(cè)壁有刻度,可以實時獲得水頭信息,結(jié)合編程,就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄和處理的自動化。

      附圖說明

      圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2為本發(fā)明的水箱及豎直支撐桿的水平剖面圖和相對位置示意圖;

      圖3為本發(fā)明的斜撐連接示意圖;

      圖4為本發(fā)明的落地三角框與豎直支撐桿的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖5為本發(fā)明的支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖6為本發(fā)明的水箱正視結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖7為本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤示意圖;

      圖8為本發(fā)明鎖帽結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖9為本發(fā)明鎖鉤結(jié)構(gòu)示意圖;

      附圖標記列表:1—豎直支撐桿,2—三角形框架,3—斜撐,4—落地三角框,5—定滑輪,6—水箱,7—溢水口,8—進水口,9—出水管,10—水壓傳感器,11—流量計,12—高程傳感器,13—纜繩,14—鎖扣,15—轉(zhuǎn)盤,16—電動機。

      具體實施方式

      下面結(jié)合附圖和具體實施方式,進一步闡明本發(fā)明。應理解下述具體實施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

      結(jié)合說明書附圖1-9可見,本變水頭發(fā)生裝置,包括支撐架、纜繩13、水箱6、定滑輪5、流量計11、水壓傳感器10、高程傳感器12、電動機16、轉(zhuǎn)盤15和鎖扣14。

      所述支撐架的中部設置有一個能夠上下升降的水箱6,所述水箱6設有刻度,水箱6的上部側(cè)壁設有溢水口7,水箱6的下部側(cè)壁設有進水口8,水箱6的底部設有延伸到水箱6外部的出水管9,所述出水管9設置有水壓傳感器10和流量計11,所述水箱6的外側(cè)底部設置有高程傳感器12,高程傳感器12測量水箱底部到地面的距離。

      所述支撐架由三根豎直支撐桿1構(gòu)成,所述支撐架的頂端設置有三角形框架2,所述三角形框架2的三個拐點分別與對應的豎直支撐桿1的頂端固定,所述豎直支撐桿1的底端設置有落地三角框4和三根斜撐3,三根豎直支撐桿1的底端均位于落地三角框4內(nèi),斜撐3的底端與落地三角框4的拐點固定,所述斜撐3的頂端傾斜倒向豎直支撐桿1,并與其固定。

      所述三角形框架2的三個拐點分別連接一根等長度的繩索,該繩索的末端連接懸掛一個定滑輪5,所述定滑輪5懸掛在支撐架的上部中央,

      所述水箱6的頂部中心連接一根纜繩13,該纜繩13繞過定滑輪5與轉(zhuǎn)盤15連接,所述轉(zhuǎn)盤15位于落地三角框4的旁邊。

      所述轉(zhuǎn)盤15為圓形,沿一個半徑方向設置若干個螺孔,所述螺孔中設置有鎖扣14,所述纜繩13與鎖扣14連接,轉(zhuǎn)盤15安裝在電動機16上。

      所述鎖扣14包括鎖帽和鎖鉤,所述鎖帽軸線中心設置有螺紋孔,通過螺栓穿過鎖帽的螺紋孔和轉(zhuǎn)盤15的螺孔,將其螺紋連接,所述鎖帽的中部外周內(nèi)凹形成內(nèi)凹段,

      所述鎖鉤一端設置有一個用于套接在鎖帽的內(nèi)凹段的套接圓環(huán),另一端設置有一個用于纜繩13連接的纜繩13圓環(huán),所述套接圓環(huán)和纜繩13圓環(huán)異面垂直,所述套接圓環(huán)和纜繩13圓環(huán)之間設置有連接桿,所述連接桿的一端與套接圓環(huán)的固定,另一端設置有兩根漸近延伸到繩索圓環(huán)的擴張桿,兩根所述擴張桿位于繩索圓環(huán)的一條圓心線上。

      圖8為本發(fā)明鎖帽結(jié)構(gòu)示意圖,所述鎖帽的內(nèi)凹段一端為垂直斷面,一端為朝向鎖帽端部傾斜的傾斜斷面,所述鎖帽的垂直斷面一端與轉(zhuǎn)盤15貼緊連接,所述套接圓環(huán)從鎖帽的傾斜斷面一端套接到內(nèi)凹段。

      所述豎直支撐桿1和三角形框架2選用空心鋼管制作而成,落地三角框4和斜撐3選用實心鋼管制作而成,所述轉(zhuǎn)盤15選用銅質(zhì)材料制作而成,纜繩13選用鋼絞線,所述電動機16選用低頻電動機16。

      所述三角形框架2和落地三角框4均為正三角形形狀。

      任意相鄰的所述螺孔間距為1cm。

      本發(fā)明的工作原理為:

      1,接入水源,水從水箱的進水口進入水箱,待水頭達到試驗要求或者從水箱頂部溢水口溢出時,開啟電動機。調(diào)整電動機的頻率到試驗要求的頻率,電動機的轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)盤與電動機同步轉(zhuǎn)動,通過鎖扣與轉(zhuǎn)盤的纜繩帶動水箱在支架上做循環(huán)往復的垂直運動,當轉(zhuǎn)動到某一位置時,纜繩與定滑輪的切點與轉(zhuǎn)盤圓心連線和轉(zhuǎn)盤直徑重合,當鎖扣的位置距離切點最近時,水箱到達最低位置,獲得最小水頭,當鎖扣的位置距離切點最遠時,水箱到達最高位置,獲得最大水頭;流量計與水壓傳感器測出出水口實時的流量與水壓,由水箱側(cè)壁的刻度讀出箱內(nèi)水位,配合箱底的高程傳感器獲得實時水頭數(shù)據(jù);

      2,改變鎖扣在轉(zhuǎn)盤上的位置,重復步驟1,可以改變最大與最小水頭的差值,作不同變化范圍的研究;;

      3,改變纜繩的長度,重復步驟1,可以使試驗獲得不同的基礎水頭(步驟1中的最小水頭),滿足不同試驗的要求。

      其中,轉(zhuǎn)盤為圓形,沿任一半徑方向每隔一厘米設置一個螺孔,可以根據(jù)實驗要求把鎖扣固定在不同的螺孔中,從而改變鎖扣在轉(zhuǎn)盤上的位置;轉(zhuǎn)盤材質(zhì)為鋼,轉(zhuǎn)盤與鎖扣通過螺孔以螺栓連接,保證穩(wěn)定性。

      本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段,還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。

      以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示,通過上述的說明內(nèi)容,相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi),進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容,必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。

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