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专利号: 2020106658640
申请人: 王旭
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 教育;密码术;显示;广告;印鉴
更新日期:2025-12-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

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。

2.根据权利要求1所述的一种堰流模拟实验装置,其特征在于:所述的矩形敞口(114)的长度等于单个堰模块(2)厚度的整数倍,若干个堰模块(2)依次紧密地沿着滑槽(112)经矩形敞口(114)插入明渠水槽(11)和分流室(12),其中靠近上游侧的第一个堰模块(2)为圆缘堰模块(22),其余堰模块(2)均为矩形堰模块(21),具体包括若干个依次紧密排布的可拆卸式过水矩形堰模块(213)、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)。

3.根据权利要求1所述的一种堰流模拟实验装置,其特征在于:所述的分流底板(121)的宽度等于底板(113)的宽度,矩形堰模块(21)和圆缘堰模块(22)的宽度等于矩形敞口(114)的宽度但小于分流底板(121)的宽度,水流在分流室(12)内自由流动。

4.根据权利要求1所述的一种堰流模拟实验装置,其特征在于:所述的两种可拆卸挡水堰组块(25)或两种可拆卸过水堰组块(26)紧靠排列,结构槽(27)对齐并围成一个六角星形区域,结构槽(27)插入该六角星形区域后将两种可拆卸挡水堰组块(25)或两种可拆卸过水堰组块(26)固定在一起。