一种取水结构波浪物理模型试验系统及试验方法与流程

1.本发明涉及取水配件性能检测技术领域，尤其涉及一种取水结构波浪物理模型试验系统及试验方法。


背景技术：

2.根据公告号：cn203008030u公开了一种防泥沙取水头部，包括与进水管相连的取水头部，所述取水头部的上表面沿进水管轴向均布开设有多个进水口，取水头部的下表面开设有排沙口，所述排沙口位置铰接有限位式阀板。本实用新型优点在于安装简单、使用方便，通过在取水头部的上表面开设进水口，克服了现有技术在取水时因吸力集中于水下，产生强大吸力扰动河底泥沙，进水含沙量大的问题；在取水头部的下表面开设有排沙口，并在排沙口位置铰接有限位式阀板，水泵停止吸水时，可自动开启排沙口排沙。
3.目前在将取水头部安装在河道内后，取水头部往往需要受到水流浪花冲击，所以在取水头部生产完成后需要对其进行冲击性试验，但目前用于试验的试验池内的造浪机都是固定设置的试验池内，其造出的波浪也是定向的，只能从一个方向对取水头部进行冲击试验，难以全面的测出取水头部的耐冲击能力，所以我们提出一种取水结构波浪物理模型试验系统及试验方法，用于解决上述所提出的问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种取水结构波浪物理模型试验系统及试验方法，以解决上述背景技术中提出目前用于试验的试验池内的造浪机都是固定设置的试验池内，其造出的波浪也是定向的，只能从一个方向对取水头部进行冲击试验，难以全面的测出取水头部的耐冲击能力的问题。
5.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种取水结构波浪物理模型试验系统，包括试验池，所述试验池的前侧内壁上贯穿固定安装有暗涵管道，且暗涵管道的后端固定安装有三个取水头部，试验池的底部内壁上固定安装有弧型滑罩，且弧型滑罩上滑动连接有滑板，滑板的顶部固定安装有安装箱，且安装箱的顶部延伸至试验池的上方并固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴延伸至安装箱内并连接有传动组件，且传动组件的底部延伸至弧型滑罩内并与弧型滑罩的内壁相连接，安装箱的后侧内壁上安装有定位组件，且定位组件与传动组件相连接；
6.所述滑板的前侧安装有支撑组件，且支撑组件上连接有支撑板，支撑板的顶部固定安装有造浪机，支撑组件上连接有调节组件，且调节组件与支撑板的底部相连接。
7.借由上述结构，通过将定位组件运行，实现对传动组件进行解除限位，之后可通过启动驱动电机带动传动组件进行运转，便可对造浪机的位置进行调节，以便造浪机在不同方位对取水头部进行造浪冲击，并且通过启动调节组件能够驱动支撑组件进行运转，此时能够带动支撑板进行纵向移动，对造浪机的高度位置进行调节，以此能够使得不同高度的浪花对取水头部进行冲击试验，使得在对取水头部进行造浪冲击试验时，通过不同方位、不
同高度的浪花能够实现对取水头部进行全面的冲击试验，以便能够对取水头部全面的检测试验。
8.优选的，所述传动组件包括传动轴、驱动齿轮和弧型齿条，且传动轴固定安装在驱动电机的输出轴上，传动轴的底端延伸至弧型滑罩内并与驱动齿轮固定连接，且弧型齿条固定安装在弧型滑罩的后侧内壁上，驱动齿轮与弧型齿条相啮合，定位组件与传动组件相连接。
9.进一步地，在传动轴随着驱动电机的输出轴进行转动时，可带动驱动齿轮进行转动，此时在弧型齿条的啮合传动作用下，能够使得驱动齿轮沿着弧型齿条设置的方向进行移动，以此能够带动滑板进行移动，对造浪机的位置进行调节。
10.优选的，所述定位组件包括支撑罩、移动杆、定位齿条、定位齿轮和驱动构件，且支撑罩固定安装在安装箱的后侧内壁上，移动杆的后端延伸至支撑罩内并与支撑罩的内壁滑动连接，且移动杆的前端与定位齿条固定连接，定位齿轮固定套设在传动轴上，定位齿条与定位齿轮可分离式啮合，且驱动构件安装在安装箱的后侧内壁上，驱动构件与移动杆相连接。
11.进一步地，通过将驱动构件进行通电，可带动移动杆向后侧进行移动，此时可使得定位齿条与定位齿轮分离，解除对传动轴的制动限位，使得传动轴可进行转动。
12.优选的，所述驱动构件包括固定箱、顶杆、伸缩件、连接杆、转动杆、第一电磁铁和第二电磁铁，且固定箱固定安装在安装箱的后侧内壁上，顶杆的底端延伸至固定箱内并与固定箱的内壁滑动连接，顶杆的顶端与伸缩件相连接，且伸缩件与安装箱的后侧内壁相连接，连接杆固定安装在移动杆的底部，且伸缩件与连接杆相连接，转动杆的左端与安装箱的后侧内壁转动连接，且转动杆的前端与伸缩件相连接，第一电磁铁固定安装在顶杆的底端，且第二电磁铁固定安装在固定箱的底部内壁上，第一电磁铁的底部和第二电磁铁的顶部均设置为n极。
13.进一步地，通过将第一电磁铁和第二电磁铁进行通电，所产生的斥力能够推动顶杆向上移动，以此可使得伸缩件向上移动，带动转动杆进行转动，在转动杆的拉拽作用下，能够使得伸缩件进行收缩，以便在连接杆的配合传动下，能够带动移动杆向后侧进行移动。
14.优选的，所述伸缩件包括限位罩、传动杆和压缩弹簧，限位罩与顶杆的顶端固定连接，且限位罩与安装箱的后侧内壁滑动连接，传动杆的后端延伸至限位罩内并与限位罩的内壁滑动连接，且连接杆贯穿传动杆并与传动杆滑动连接，压缩弹簧的前端和后端分别与传动杆的后端和限位罩的后侧内壁固定连接。
15.进一步地，在限位罩随着顶杆向上移动，可使得传动杆向上移动，此时在传动杆的传动作用下，可使得转动杆发生转动，将传动杆向后侧拉动，以此在与连接杆的滑动配合下，能够使得移动杆向后侧移动。
16.优选的，所述顶杆上套设有位于固定箱内的复位弹簧，且复位弹簧的顶端和底端分别与固定箱的顶部内壁和顶杆的底端固定连接。
17.进一步地，利用复位弹簧的弹力作用下，可在第一电磁铁和第二电磁铁的断电时，能够带动顶杆向下移动，以便能够使得移动杆向前复位移动，使得定位齿条与定位齿轮进行啮合，达到对传动轴进行制动限位的目的。
18.优选的，所述支撑组件包括托板、限位杆和限位板，托板固定安装在滑板的前侧，
且限位杆固定安装在托板的顶部，限位板滑动套设在限位杆上，且支撑板固定安装在限位板的前侧，调节组件与托板的前侧相连接。
19.进一步地，利用限位杆和限位板的滑动连接，能够实现对支撑板进行纵向滑动限位，以此可方便对造浪机进行纵向位置调节。
20.优选的，所述调节组件包括摆动杆、连接板、支撑箱、转动电机、螺杆、螺纹板和连接构件，且摆动杆的后端与托板的前侧转动连接，连接板滑动连接在支撑板的底部，且摆动杆的右端与连接构件相连接，连接构件与连接板的右侧相连接，且支撑箱固定安装在限位板的底部，转动电机固定安装在支撑箱的底部内壁上，且转动电机的输出轴与螺杆的后端固定连接，螺杆的前端延伸至支撑箱的前侧并与支撑板的底部转动连接，且螺杆贯穿螺纹板并与螺纹板螺纹连接，螺纹板与连接板的右侧固定连接。
21.进一步地，通过启动转动电机带动螺杆进行转动，此时在螺纹板的螺纹传动作用下，带动连接板向后侧移动，对摆动杆产生拉力，以此可使得摆动杆向上转动，从而能够通过支撑板对造浪机进行高度调节。
22.优选的所述连接构件包括连接轴和扭力弹簧，且连接轴位于连接板和摆动杆之间，连接轴固定安装在连接板的前侧，且连接轴的左端与摆动杆的前端转动连接，扭力弹簧套设在连接轴上，且扭力弹簧的左端和右端分别与摆动杆的右侧和连接板的左侧固定连接。
23.进一步地，利用连接轴可实现连接板和摆动杆稳定的转动连接，并且在扭力弹簧的弹力辅助下，能够在摆动杆向上转动时，提供辅助力。
24.本发明还提出了一种取水结构波浪物理模型试验系统的试验方法，包括以下步骤：
25.s1：首先将暗涵管道贯穿试验池并且实现密封安装，之后将三个取水头部安装在暗涵管道的后端，进行稳定的定位；
26.s2：将第一电磁铁和第二电磁铁进行通电，使得定位齿条和定位齿轮分离，解除对传动轴的定位制动，使得传动轴能够自由转动；
27.s3：启动驱动电机带动驱动齿轮进行转动，以此可实现对造浪机的位置进行调节，方便以不同的角度对取水头部进行造浪冲击；
28.s4：通过启动转动电机对造浪机的高度进行调节，以便能够实现不同高度的浪花对取水头部进行造浪冲击试验。
29.综上，本发明的技术效果和优点：
30.1、本发明中，通过将第一电磁铁和第二电磁铁进行通电，形成相斥力，以此可带动顶杆向上移动，在顶杆向上移动时，可带动限位罩向上移动，此时便可使得传动杆向上移动，在传动杆向上移动时，可使得转动杆向上转动，便可拉动传动杆向后侧移动，此时通过与连接杆的滑动连接，能够带动定位齿条向后侧移动，便可使得定位齿条与定位齿轮分离，使得传动轴失去限位；
31.2、本发明中，通过启动驱动电机带动传动轴进行转动，此时在驱动齿轮和弧型齿条的啮合传动作用下，能够带动滑板进行移动，此时可使得造浪机沿着弧型滑罩进行弧型运动，以此能够实现对造浪机进行位置调节，以便能够在各个方位对取水头部进水造浪冲击，相较于现有的试验池，本技术方案通过对造浪机进行位置调节，能够使得取水头部能够
接受到各个方向的浪花冲击，以便能够全面的对取水头部进行受冲击力测试；
32.3、本发明中，在对造浪机的位置调节结束后，此时将第一电磁铁和第二电磁铁进行断电，处于受力状态的复位弹簧便可带动顶杆向下移动，便可使得限位罩向下移动，带动传动杆向前移动，同时处于受力状态的压缩弹簧可推动传动杆向前移动，以此可在连接杆和移动杆的配合传动作用下，能够使得定位齿条与定位齿轮进行啮合，以便能够实现对传动轴进行制动，进一步可达到对造浪机进行位置限定，使得造浪机不会随意的发生位移；
33.4、本发明中，通过启动转动电机带动螺杆进行转动，此时在与螺纹板的螺纹传动作用下，可带动连接板向后侧移动，此时通过连接轴能够对摆动杆提供拉力，使得摆动杆向上转动，便可利用摆动杆的支撑力能够带动支撑板向上移动，便可调节造浪机的高度，通过对造浪机的高度进行调节，能够使得造浪机在不同的高度进行造浪，以便能够利用不同高度的浪花对取水头部进行冲击力试验；
34.本发明中能够在取水头部安装完成后，通过启动造浪机对取水头部进行造浪冲击力试验，并且能够在试验的过程中可对造浪机的位置进行调节，以便能够使得取水头部受到不同方向的浪花冲击力，从而能够实现对取水头部进行全面的检测，以便能够全面对取水头部耐冲击力测试，所以具有良好的实用性。
附图说明
35.图1为本技术实施例的取水结构波浪物理模型试验系统的结构俯视图；
36.图2为本技术实施例安装箱内部的取水结构波浪物理模型试验系统的结构侧视图；
37.图3为本技术实施例的取水结构波浪物理模型试验系统的附图2中a部分结构示意图；
38.图4为本技术实施例的取水结构波浪物理模型试验系统的固定箱内部和限位罩内部连接结构侧视图；
39.图5为本技术实施例的取水结构波浪物理模型试验系统的弧型滑罩、滑板、安装箱和造浪机连接结构三维图；
40.图6为本技术实施例的取水结构波浪物理模型试验系统的转动电机、螺杆、螺纹板、连接板和转动杆连接结构俯视图。
41.图中：1、试验池；2、暗涵管道；3、取水头部；4、弧型滑罩；5、滑板；6、安装箱；7、驱动电机；8、传动轴；9、驱动齿轮；10、弧型齿条；11、定位齿轮；12、支撑罩；13、移动杆；14、定位齿条；15、固定箱；16、顶杆；17、限位罩；18、传动杆；19、连接杆；20、转动杆；21、压缩弹簧；22、复位弹簧；23、第一电磁铁；24、第二电磁铁；25、托板；26、限位杆；27、限位板；28、支撑板；29、造浪机；30、连接板；31、支撑箱；32、摆动杆；33、螺杆；34、扭力弹簧；35、转动电机；36、螺纹板；37、连接轴。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
43.实施例
44.参考图1-6，本实施例中提出了一种取水结构波浪物理模型试验系统，包括试验池1，试验池1的前侧内壁上贯穿固定安装有暗涵管道2，且暗涵管道2的后端固定安装有三个取水头部3，试验池1的底部内壁上固定安装有弧型滑罩4，且弧型滑罩4上滑动连接有滑板5，滑板5的顶部固定安装有安装箱6，且安装箱6的顶部延伸至试验池1的上方并固定安装有驱动电机7，驱动电机7的输出轴延伸至安装箱6内并连接有传动组件，且传动组件的底部延伸至弧型滑罩4内并与弧型滑罩4的内壁相连接，安装箱6的后侧内壁上安装有定位组件，且定位组件与传动组件相连接；
45.滑板5的前侧安装有支撑组件，且支撑组件上连接有支撑板28，支撑板28的顶部固定安装有造浪机29，支撑组件上连接有调节组件，且调节组件与支撑板28的底部相连接。
46.借由上述结构，通过将定位组件运行，实现对传动组件进行解除限位，之后可通过启动驱动电机7带动传动组件进行运转，便可对造浪机29的位置进行调节，以便造浪机29在不同方位对取水头部3进行造浪冲击，并且通过启动调节组件能够驱动支撑组件进行运转，此时能够带动支撑板28进行纵向移动，对造浪机29的高度位置进行调节，以此能够使得不同高度的浪花对取水头部3进行冲击试验，使得在对取水头部3进行造浪冲击试验时，通过不同方位、不同高度的浪花能够实现对取水头部3进行全面的冲击试验，以便能够对取水头部3全面的检测试验。
47.本实施例中，传动组件包括传动轴8、驱动齿轮9和弧型齿条10，且传动轴8固定安装在驱动电机7的输出轴上，传动轴8的底端延伸至弧型滑罩4内并与驱动齿轮9固定连接，且弧型齿条10固定安装在弧型滑罩4的后侧内壁上，驱动齿轮9与弧型齿条10相啮合，定位组件与传动组件相连接。
48.在传动轴8随着驱动电机7的输出轴进行转动时，可带动驱动齿轮9进行转动，此时在弧型齿条10的啮合传动作用下，能够使得驱动齿轮9沿着弧型齿条10设置的方向进行移动，以此能够带动滑板5进行移动，对造浪机29的位置进行调节。
49.本实施例中，定位组件包括支撑罩12、移动杆13、定位齿条14、定位齿轮11和驱动构件，且支撑罩12固定安装在安装箱6的后侧内壁上，移动杆13的后端延伸至支撑罩12内并与支撑罩12的内壁滑动连接，且移动杆13的前端与定位齿条14固定连接，定位齿轮11固定套设在传动轴8上，定位齿条14与定位齿轮11可分离式啮合，且驱动构件安装在安装箱6的后侧内壁上，驱动构件与移动杆13相连接。
50.通过将驱动构件进行通电，可带动移动杆13向后侧进行移动，此时可使得定位齿条14与定位齿轮11分离，解除对传动轴8的制动限位，使得传动轴8可进行转动。
51.本实施例中，驱动构件包括固定箱15、顶杆16、伸缩件、连接杆19、转动杆20、第一电磁铁23和第二电磁铁24，且固定箱15固定安装在安装箱6的后侧内壁上，顶杆16的底端延伸至固定箱15内并与固定箱15的内壁滑动连接，顶杆16的顶端与伸缩件相连接，且伸缩件与安装箱6的后侧内壁相连接，连接杆19固定安装在移动杆13的底部，且伸缩件与连接杆19相连接，转动杆20的左端与安装箱6的后侧内壁转动连接，且转动杆20的前端与伸缩件相连接，第一电磁铁23固定安装在顶杆16的底端，且第二电磁铁24固定安装在固定箱15的底部内壁上，第一电磁铁23的底部和第二电磁铁24的顶部均设置为n极。
52.通过将第一电磁铁23和第二电磁铁24进行通电，所产生的斥力能够推动顶杆16向上移动，以此可使得伸缩件向上移动，带动转动杆20进行转动，在转动杆20的拉拽作用下，能够使得伸缩件进行收缩，以便在连接杆19的配合传动下，能够带动移动杆13向后侧进行移动。
53.本实施例中，伸缩件包括限位罩17、传动杆18和压缩弹簧21，限位罩17与顶杆16的顶端固定连接，且限位罩17与安装箱6的后侧内壁滑动连接，传动杆18的后端延伸至限位罩17内并与限位罩17的内壁滑动连接，且连接杆19贯穿传动杆18并与传动杆18滑动连接，压缩弹簧21的前端和后端分别与传动杆18的后端和限位罩17的后侧内壁固定连接。
54.在限位罩17随着顶杆16向上移动，可使得传动杆18向上移动，此时在传动杆18的传动作用下，可使得转动杆20发生转动，将传动杆18向后侧拉动，以此在与连接杆19的滑动配合下，能够使得移动杆13向后侧移动。
55.本实施例中，顶杆16上套设有位于固定箱15内的复位弹簧22，且复位弹簧22的顶端和底端分别与固定箱15的顶部内壁和顶杆16的底端固定连接。
56.利用复位弹簧22的弹力作用下，可在第一电磁铁23和第二电磁铁24的断电时，能够带动顶杆16向下移动，以便能够使得移动杆13向前复位移动，使得定位齿条14与定位齿轮11进行啮合，达到对传动轴8进行制动限位的目的。
57.本实施例中，支撑组件包括托板25、限位杆26和限位板27，托板25固定安装在滑板5的前侧，且限位杆26固定安装在托板25的顶部，限位板27滑动套设在限位杆26上，且支撑板28固定安装在限位板27的前侧，调节组件与托板25的前侧相连接。
58.利用限位杆26和限位板27的滑动连接，能够实现对支撑板28进行纵向滑动限位，以此可方便对造浪机29进行纵向位置调节。
59.本实施例中，调节组件包括摆动杆32、连接板30、支撑箱31、转动电机35、螺杆33、螺纹板36和连接构件，且摆动杆32的后端与托板25的前侧转动连接，连接板30滑动连接在支撑板28的底部，且摆动杆32的右端与连接构件相连接，连接构件与连接板30的右侧相连接，且支撑箱31固定安装在限位板27的底部，转动电机35固定安装在支撑箱31的底部内壁上，且转动电机35的输出轴与螺杆33的后端固定连接，螺杆33的前端延伸至支撑箱31的前侧并与支撑板28的底部转动连接，且螺杆33贯穿螺纹板36并与螺纹板36螺纹连接，螺纹板36与连接板30的右侧固定连接。
60.通过启动转动电机35带动螺杆33进行转动，此时在螺纹板36的螺纹传动作用下，带动连接板30向后侧移动，对摆动杆32产生拉力，以此可使得摆动杆32向上转动，从而能够通过支撑板28对造浪机29进行高度调节。
61.本实施例中连接构件包括连接轴37和扭力弹簧34，且连接轴37位于连接板30和摆动杆32之间，连接轴37固定安装在连接板30的前侧，且连接轴37的左端与摆动杆32的前端转动连接，扭力弹簧34套设在连接轴37上，且扭力弹簧34的左端和右端分别与摆动杆32的右侧和连接板30的左侧固定连接。
62.利用连接轴37可实现连接板30和摆动杆32稳定的转动连接，并且在扭力弹簧34的弹力辅助下，能够在摆动杆32向上转动时，提供辅助力。
63.本发明还提出了一种取水结构波浪物理模型试验系统的试验方法，包括以下步骤：
64.s1：首先将暗涵管道2贯穿试验池1并且实现密封安装，之后将三个取水头部3安装在暗涵管道2的后端，进行稳定的定位；
65.s2：将第一电磁铁23和第二电磁铁24进行通电，使得定位齿条14和定位齿轮11分离，解除对传动轴8的定位制动，使得传动轴8能够自由转动；
66.s3：启动驱动电机7带动驱动齿轮9进行转动，以此可实现对造浪机29的位置进行调节，方便以不同的角度对取水头部3进行造浪冲击；
67.s4：通过启动转动电机35对造浪机29的高度进行调节，以便能够实现不同高度的浪花对取水头部3进行造浪冲击试验。
68.工作原理：通过将第一电磁铁23和第二电磁铁24进行通电，形成相斥力，以此可带动顶杆16向上移动，在顶杆16向上移动时，可带动限位罩17向上移动，此时便可使得传动杆18向上移动，在传动杆18向上移动时，可使得转动杆20向上转动，便可拉动传动杆18向后侧移动，此时通过与连接杆19的滑动连接，能够带动定位齿条14向后侧移动，便可使得定位齿条14与定位齿轮11分离，使得传动轴8失去限位，通过启动驱动电机7带动传动轴8进行转动，此时在驱动齿轮9和弧型齿条10的啮合传动作用下，能够带动滑板5进行移动，此时可使得造浪机29沿着弧型滑罩4进行弧型运动，以此能够实现对造浪机29进行位置调节，以便能够在各个方位对取水头部3进水造浪冲击，相较于现有的试验池1，本技术方案通过对造浪机29进行位置调节，能够使得取水头部3能够接受到各个方向的浪花冲击，以便能够全面的对取水头部3进行受冲击力测试，在对造浪机29的位置调节结束后，此时将第一电磁铁23和第二电磁铁24进行断电，处于受力状态的复位弹簧22便可带动顶杆16向下移动，便可使得限位罩17向下移动，带动传动杆18向前移动，同时处于受力状态的压缩弹簧21可推动传动杆18向前移动，以此可在连接杆19和移动杆13的配合传动作用下，能够使得定位齿条14与定位齿轮11进行啮合，以便能够实现对传动轴8进行制动，进一步可达到对造浪机29进行位置限定，使得造浪机29不会随意的发生位移，通过启动转动电机35带动螺杆33进行转动，此时在与螺纹板36的螺纹传动作用下，可带动连接板30向后侧移动，此时通过连接轴37能够对摆动杆32提供拉力，使得摆动杆32向上转动，便可利用摆动杆32的支撑力能够带动支撑板28向上移动，便可调节造浪机29的高度，通过对造浪机29的高度进行调节，能够使得造浪机29在不同的高度进行造浪，以便能够利用不同高度的浪花对取水头部3进行冲击力试验，所以本技术方案能够全面对取水头部3耐冲击力测试，具有良好的实用性。
69.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。