專利名稱：水力模型差動式尾門的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水力學模型試驗領域，確切地說是一種實現(xiàn)尾水位全過程自動控制的水力模型試驗尾門。
背景技術：
在水力學模型試驗中，尾水位過程的相似是模型下邊界相似的基本保證，尾水位多采用尾門進行調節(jié)。在自動控制尾門中，目前普遍采用的是臥倒式翻板尾門，其結構形式為一塊矩形門板；臥倒式翻板尾門尾水振蕩幅度較大，難以滿足試驗控制精度要求。造成尾水振蕩幅度較大的主要原因是(1)控制變量和控制目標之間是非線性關系，臥倒式翻板門的開度調節(jié)與角度有關，尾門傾角與水位之間呈非線性關系(其中包含傾角的三角函數)，非線性控制較線性控制困難；(2)臥倒式翻板尾門對波的端壁反射影響及作為擾動波源，在瞬變流條件下，特別是門頂從溢流狀態(tài)到非溢流狀態(tài)，或從非溢流狀態(tài)到溢流狀態(tài)，波的反射條件發(fā)生了很大的變化(從全反射邊界變?yōu)椴糠址瓷溥吔?，從而引起水位振蕩。這樣不僅會給試驗操作帶來不便，而且難以實現(xiàn)尾水全過程自動調節(jié)。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種振幅小，平穩(wěn)性好的差動式尾門，較好地解決了長期以來水力學模型試驗中尾水位難以實現(xiàn)全過程自動控制的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取如下技術方案一種水力模型差動式尾門，由驅動機構、主軸、聯(lián)動桿、門板和門框組成，主軸的一端與驅動機構相連，門板鉸接在門框的底座上，門板與主軸之間通過可伸縮的聯(lián)動桿連接，其特征就在于自門板上端向下開有溢流槽，溢流槽沿門板水平方向間隔設置。
上述水力模型差動式尾門中的溢流槽可根據需要，加工成截面為三角形或者矩形；溢流槽可以是等寬、等間矩；也可以是對應河槽部分溢流槽寬度大、間矩小，對應兩側灘地部分溢流槽寬度小、間矩大；甚至溢流槽高程也可改變，即河槽對應部分溢流槽高程低，灘地對應部分溢流槽高程高，從而形成不同形式的組合式差動尾門，使尾門出口處流速分布和流量分配與天然河道的流速分布與單寬流量分配盡可能相應。
由上述技術方案可知，本實用新型所提供的差動式尾門解決了現(xiàn)有翻板尾門造成水位振蕩的問題，實現(xiàn)了水力學模型試驗中尾水位全過程自動控制，根據系統(tǒng)性能對比試驗和實際非恒定流測控效果對比分析，差動式尾水調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)跟蹤誤差小，振幅小，平穩(wěn)性好，精度高，跟蹤曲線光滑細膩。理論與試驗均表明，差動式尾水調節(jié)系統(tǒng)是較為理想的尾水調節(jié)系統(tǒng)。


附圖為本實用新型實施例結構示意圖。
具體實施方式
參見附圖所示，本實用新型主要由驅動機構1、主軸4、聯(lián)動桿5、門板2和門框3組成，驅動機構1包括電動閥門裝置、雙級減速機和尾門控制器等部分組成，該機構全部采用現(xiàn)有公知技術，因此附圖中省略該部分結構，其中主軸4的一端與驅動機構1相連，門板2的底端鉸接在門框3的底座31上，門板2可以轉動，門板2底部與底座31間的間隙采用密封膠帶密封，聯(lián)動桿5可以伸張和收縮，它是由兩根聯(lián)桿鉸接而成，聯(lián)動桿5的一端與門板2固接，聯(lián)動桿5的另一端與主軸4固接，主軸4在驅動機構1的帶動下運動從而帶動聯(lián)動桿5的伸張和收縮，以改變門板2相對門框底座31的傾斜角度，調節(jié)和控制通過溢流槽21的水流量。門板2上設置有溢流槽21，溢流槽21自門板2上端向下開設，溢流槽21沿門板2水平方向間隔設置，溢流槽可根據需要，加工成截面為三角形或者矩形；溢流槽也就是我們常說的堰口，它可以是等寬、等間矩；也可以是對應河槽部分門槽寬度大、間矩小、對應兩側灘地部分門槽寬度小，間矩大；甚至溢流槽高程也可改變，即河槽對應部分溢流槽高程低，灘地對應部分溢流槽高程高，從而形成不同形式的組合式差動尾門，使尾門出口處流速分布和流量分配與天然河道的流速分布與單寬流量分配盡可能相應。
本差動式尾門水力設計步驟為(a)溢流槽高程確定假定尾門垂直，在模型最小流量、最低水深時，溢流槽頂水深不少于3.0cm(按薄壁溢流槽流量公式進行估算)。
(b)溢流槽寬與間距確定假定尾門傾角≤30°，以模型最大流量、最高水位條件計算出最大溢流寬度，然后按模型灘、槽流量分配比分配槽寬與間距；(c)首先采用矩形溢流槽試算，當矩形溢流槽不能滿足要求時，可分別按幾種不同角度三角形溢流槽(90°、45°、30°等)進行試算。
(d)當單一門板不能滿足需要時，可采用幾段門板組成復合尾門進行試算。
權利要求1.水力模型差動式尾門，由驅動機構、主軸、聯(lián)動桿、門板和門框組成，主軸的一端與驅動機構相連，門板鉸接在門框的底座上，門板與主軸之間通過可伸縮的聯(lián)動桿連接，其特征在于自門板上端向下開有溢流槽，溢流槽沿門板水平方向間隔設置。
2.根據權利要求1所述的水力模型差動式尾門，其特征在于所述溢流槽的橫截面為矩形。
34.根據權利要求1所述的水力模型差動式尾門，其特征在于所述溢流槽的橫截面為三角形。
專利摘要本實用新型公開一種水力模型差動式尾門，涉及水力學模型試驗領域；主要由驅動機構、門板、門框、聯(lián)動桿和主軸組成，主軸的一端與驅動機構相連，門板鉸接在門框的底座上，門板與主軸之間通過可伸縮的聯(lián)動桿連接，自門板上端向下開有溢流槽，溢流槽沿門板水平方向間隔設置。本實用新型所提供的差動式尾門解決了現(xiàn)有翻板尾門造成水位振蕩的問題，實現(xiàn)了水力學模型試驗中尾水位全過程自動控制，根據系統(tǒng)性能對比試驗和實際非恒定流測控效果對比分析，差動式尾水調節(jié)系統(tǒng)動態(tài)跟蹤誤差小，振幅小，平穩(wěn)性好，精度高，跟蹤曲線光滑細膩。
文檔編號G01M10/00GK2935110SQ20062008773
公開日2007年8月15日 申請日期2006年8月4日 優(yōu)先權日2006年8月4日
發(fā)明者虞邦義, 武鋒 申請人:安徽省(水利部淮河水利委員會)水利科學研究院