一种水利泵站设计受力模拟装置
阅读说明：本技术 一种水利泵站设计受力模拟装置 (Water conservancy pump station design atress analogue means ) 是由 范国来 于 2021-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水利泵站设计受力模拟装置,涉及水利设施技术领域,解决了现有装置不能对泵站内主要承受水压的进水池、翼墙等储水结构整体进行受力模拟的问题。一种水利泵站设计受力模拟装置,包括进水池；所述进水池通过引水渠与水源相连接,进水池内侧覆盖有混凝土层；所述进水池两侧固定连接有两组翼墙,两组翼墙中间固定连接有池立面；所述池立面与两组翼墙表面设置有受力模拟结构；所述受力模拟结构包括巡检主机,巡检主机设置于翼墙顶部；通过对泵站内部水流冲刷的受力位置的水压、流向和受水平方向冲击压力的数值进行检测,通过综合不同位置各数据变化区间,比对进水池内壁建筑材料单体的结构强度可以对泵站内部整体受力情况进行模拟。(The invention discloses a water conservancy pump station design stress simulation device, relates to the technical field of water conservancy facilities, and solves the problem that the existing device cannot perform stress simulation on the whole water storage structures such as a water inlet pool and a wing wall which mainly bear water pressure in a pump station. A water conservancy pump station design stress simulation device comprises a water inlet pool; the water inlet pool is connected with a water source through a water diversion channel, and a concrete layer covers the inner side of the water inlet pool; two sides of the water inlet pool are fixedly connected with two groups of wing walls, and the middle of the two groups of wing walls is fixedly connected with a pool vertical surface; the surfaces of the pool vertical surface and the two groups of wing walls are provided with stress simulation structures; the stress simulation structure comprises an inspection host which is arranged at the top of the wing wall; through the water pressure to the atress position that the inside rivers of pump station erodeed, flow direction and receive horizontal direction impact pressure's numerical value to detect, through synthesizing each data change interval in different positions, compare intake pool inner wall building material monomer's structural strength and can simulate the inside whole atress condition of pump station.)
技术领域
本发明涉及水利设施技术领域，具体为一种水利泵站设计受力模拟装置。
背景技术
泵站是由抽水装置、辅助设备及配套建筑物组成的工程设施，泵站设计过程中需要对泵站内部受水流冲击较强的外围结构进行受力模拟。
经过检索例如专利号为CN111197346A的专利公开了一种新型雨水分质提升综合性泵站体系及其施工方法，泵站体系包含雨污管道、连接于雨污管道输出端的液位计和时间继电器、分别连接于时间继电器下游一端的第一闸门和第二闸门、连接于第一闸门下游一端的第一污水管道、连接于第二闸门下游一端的混合滤料过滤器、连接于混合滤料过滤器下游一端的水泵、以及水泵下游一端连接的受纳水体、下游排水管道或污水处理厂。通过液位计、时间继电器和闸门的联合应用，利于进行有区别的分流处理；通过混合滤料过滤器对雨水进行针对化处理，利于进一步净化雨水；还通过事故排出口的设置，保证来水不直接进入受纳水体并进行下一阶段的处理；其中设置流量计，有利于监测混合滤料过滤器的堵塞情况。
再例如专利号为CN212990480U的专利公开了一种水利泵站设计受力模拟装置，包括模拟台，所述模拟台的一侧开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动连接有滑轮，所述滑轮的上方设置有活动台，所述活动台远离模拟台的一侧固定连接有固定台，所述固定台远离活动台的一侧固定连接有震荡电机，所述模拟台的一侧固定连接有定位板。本实用新型的优点在于：通过工作台、转轴、同步带轮、同步带、电机、齿轮、支撑台、滑轨、滑块、风机、水箱、第一水管、第一喷头、第二水管和第二喷头的配合设置，达到了模拟所述水利泵站受到风雨等恶劣天气时的设备的受损情况，达到了通过观察能够保证及时设备运行质量、防止设备生锈和及时对设备进行保护的效果。
基于上述，传统的水利泵站设计受力模拟装置一般只能对泵房内水泵机组进行模拟振荡检测，不能对泵站内主要承受水压的进水池、翼墙等储水结构整体进行受力模拟，一般未设置通过电流数值变化区间的数据得出偏角方向水流流速与进水池外围所承受压力的结构，未设置将多组数据进行汇总后，可以对泵站各蓄水部分外壁进行水流方向检测的结构。
因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种水利泵站设计受力模拟装置。
发明内容
(一)技术问题
本发明的目的在于提供一种水利泵站设计受力模拟装置，以解决上述背景技术中提出的传统的水利泵站设计受力模拟装置一般只能对泵房内水泵机组进行模拟振荡检测，不能对泵站内主要承受水压的进水池、翼墙等储水结构整体进行受力模拟，一般未设置通过电流数值变化区间的数据得出偏角方向水流流速与进水池外围所承受压力的结构，未设置将多组数据进行汇总后，可以对泵站各蓄水部分外壁进行水流方向检测的结构的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水利泵站设计受力模拟装置，包括进水池；
所述进水池通过引水渠与水源相连接，进水池内侧覆盖有混凝土层；
所述进水池两侧固定连接有两组翼墙，两组翼墙中间固定连接有池立面，池立面上方设置有泵房，泵房底部设置有引水管道，引水管道垂直插入进水池内侧；
所述池立面与两组翼墙表面设置有受力模拟结构；
所述受力模拟结构包括巡检主机，巡检主机设置于翼墙顶部；
所述受力模拟结构内部设置有外壁受力结构；
所述受力模拟结构包括顶平架，顶平架为双层结构，其前侧内部垂直贯穿有四组圆形通孔，顶平架设置于翼墙和池立面顶面处；
所述顶平架前侧内部圆形通孔内通过滑动连接设置有两组垂直杆，垂直杆底端固定连接有固定套管，固定套管后侧固定连接有垂直角度折片。
优选的，所述外壁受力结构还包括：
信号发射器，信号发射器固定连接于顶平架顶层后侧立面处；
折角架，其固定连接于顶平架后端两侧，折角架后端向下偏转四十五度。
方滑管，方滑管固定连接于顶平架底层后端，其后端顶面与折角架后端相连接。
优选的，所述外壁受力结构还包括：
顶滑槽，顶滑槽固定连接于方滑管顶部；
插条，插条通过滑动连接设置于方滑管后侧；
延伸螺杆，其固定连接于插条前侧顶面；
紧固螺栓，紧固螺栓通过螺纹联接设置于延伸螺杆顶部；
固定钎，固定钎垂直穿设于插条后侧内部。
优选的，所述外壁受力结构还包括：
收缴辊，收缴辊固定连接于顶平架顶部内侧；
调节手轮，调节手轮通过同轴连接设置于收缴辊前端；
垂吊索，垂吊索固定连接于收缴辊底部。
优选的，所述外壁受力结构还包括：
垂直滑动盒，其通过滑动连接设置于两组垂直杆相对内侧；
防水盒，防水盒固定连接于垂直滑动盒内侧；
配重块，配重块固定连接于垂直滑动盒内侧底面处；
双套管，其套接于垂直杆外侧，其内侧与垂直滑动盒左右侧立面固定。
优选的，所述外壁受力结构还包括：双层弧架，双层弧架固定连接于垂直滑动盒前端；
摆动杆，摆动杆通过铰连接设置于双层弧架后端；
承压片，承压片固定连接于摆动杆前端；
侧拉簧，其固定连接于摆动杆左右两侧与双层弧架后侧之间。
优选的，所述外壁受力结构还包括：
传动杆，传动杆通过同轴连接设置于摆动杆后端底部；
旋钮型变阻器，其通过同轴连接设置于传动杆底部。
优选的，所述外壁受力结构还包括：
测压瓣，测压瓣设置于垂直滑动盒前侧，其位于双层弧架底部；
突出翅片，突出翅片固定连接于测压瓣外曲侧面处。
优选的，所述外壁受力结构还包括：
内弧板，内弧板固定连接于测压瓣后端内侧；
铰连杆，其数量设置为二组，其通过铰连接设置于内弧板后侧；
侧连杆，其通过铰连接设置于铰连杆后端；
中连杆，中连杆通过铰连接设置于内弧板后侧立面中部；
套架，其通过滑动连接设置于侧连杆与中连杆后侧；
复位弹簧，其固定连接于套架后侧立面处，其后端与侧连杆外曲侧面相固定；
延长架，其固定连接于套架后侧，其后侧与防水盒相固定。
优选的，所述外壁受力结构还包括：
滑片，其固定连接于中连杆与侧连杆后端；
滑动变阻器，其通过滑动连接设置于滑片底部；
检测芯片，其固定连接于滑动变阻器前侧，其电路与信号发射器相耦合。
(三)有益效果
1、本发明通过设置测压瓣，在当测压瓣经水流冲击发生偏转后，可以使内弧板以与中连杆铰接轴为圆心发生左右偏转，从而使内弧板左右两侧拉动铰连杆，从而可以使铰连杆带动其后端铰接的侧连杆进行平移，可以同步使中连杆向后端滑动，从而使侧连杆与中连杆后端的滑片于滑动变阻器顶部进行滑动，通过检测芯片对滑动变阻器内部电流变化数值进行检测后，可以通过电流数值变化区间的数据得出偏角方向水流流速与进水池外围所承受压力。
2、本发明还通过设置双层弧架，当不同方向的水流对垂直滑动盒前端进行冲击时，水流对垂直滑动盒前端的承压片进行冲击后，可以使承压片带动其后端的摆动杆在双层弧架内侧进行水平角度的偏转，摆动杆进行偏转后，可以使其后端底部铰连接的传动杆进行转动，从而使旋钮型变阻器内部旋钮进行转动，从而改变变阻器电流，通过检测芯片进行检测后通过信号发射器将数据发送至巡检主机后，将多组数据进行汇总后，可以对泵站各蓄水部分外壁进行水流方向检测，可以检测泵站内部各位置水流流向，通过检测多组数据可以模拟不同流速时泵站内各位置的水流流向。
3、本发明还通过设置受力模拟结构，通过巡检主机接收泵站各位置水流压力等数据，通过将泵站内不同位置装置内的压力传感器内水压数值与水平方向受力数值和流向数据进行组合，可以对泵站内部水流冲刷的受力位置的水压、流向和受水平方向冲击压力的数值进行检测，通过综合不同位置各数据变化区间，比对进水池内壁建筑材料单体的结构强度可以对泵站内部整体受力情况进行模拟。
附图说明
图1为本发明实施例顶平架的立体拆解结构示意图；
图2为本发明实施例中图1中A的局部放大示意图；
图3为本发明实施例中图1中B的局部放大示意图；
图4为本发明实施例中整体的仰视立体结构示意图；
图5为本发明实施例中图4中C的局部放大示意图；
图6为本发明实施例中双层弧架的仰视立体结构示意图；
图7为本发明实施例中套架的仰视立体结构示意图；
图8为本发明另一实施例整体的立体结构示意图；
在图1至图8中，部件名称或线条与附图编号的对应关系为：
1、进水池；
101、翼墙；102、池立面；103、泵房；104、巡检主机；
2、顶平架；
201、信号发射器；202、折角架；203、方滑管；2031、顶滑槽；2032、插条；2033、延伸螺杆；2034、紧固螺栓；2035、固定钎；204、收缴辊；2041、调节手轮； 2042、垂吊索；2043、棘轮；2044、卡条；2045、扭簧；
3、垂直杆；
301、固定套管；
4、垂直滑动盒；
401、防水盒；402、配重块；403、双套管；
5、双层弧架；
501、摆动杆；5011、承压片；502、侧拉簧；503、传动杆；504、旋钮型变阻器；
6、测压瓣；
601、突出翅片；602、内弧板；603、铰连杆；6031、侧连杆；604、套架；6041、复位弹簧；6042、延长架；605、中连杆；606、滑片；607、滑动变阻器；608、检测芯片。
具体实施方式
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。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图8，本发明提供的一种实施例：一种水利泵站设计受力模拟装置，包括进水池1；进水池1通过引水渠与水源相连接，进水池1内侧覆盖有混凝土层；进水池1两侧固定连接有两组翼墙101，两组翼墙101中间固定连接有池立面102，池立面102上方设置有泵房103，泵房103底部设置有引水管道，引水管道垂直插入进水池1内侧；池立面102与两组翼墙101表面设置有受力模拟结构；所述受力模拟结构包括巡检主机104，巡检主机104设置于翼墙101顶部。
受力模拟结构内部设置有外壁受力结构；受力模拟结构包括顶平架2，顶平架2 为双层结构，其前侧内部垂直贯穿有四组圆形通孔，顶平架2设置于翼墙101和池立面102顶面处；顶平架2前侧内部圆形通孔内通过滑动连接设置有两组垂直杆3，垂直杆3底端固定连接有固定套管301，固定套管301后侧固定连接有垂直角度折片。
外壁受力结构还包括：信号发射器201，信号发射器201固定连接于顶平架2顶层后侧立面处，信号发射器201信号与巡检主机104信号相耦合；折角架202，其固定连接于顶平架2后端两侧，折角架202后端向下偏转四十五度；方滑管203，方滑管203固定连接于顶平架2底层后端，其后端顶面与折角架202后端相连接。
如图2所示，外壁受力结构还包括：顶滑槽2031，顶滑槽2031固定连接于方滑管203顶部；插条2032，插条2032通过滑动连接设置于方滑管203后侧；延伸螺杆 2033，其固定连接于插条2032前侧顶面；紧固螺栓2034，紧固螺栓2034通过螺纹联接设置于延伸螺杆2033顶部；固定钎2035，固定钎2035垂直穿设于插条2032后侧内部，将顶平架2底部贴合岸边地面后，通过拉伸插条2032延伸其长度后，通过将固定钎2035与插条2032后端垂直钉入地面，可以使顶平架2与地面进行固定，通过与固定套管301配合可以使垂直杆3保持垂直。
如图1所示，外壁受力结构还包括：收缴辊204，收缴辊204固定连接于顶平架 2顶部内侧；调节手轮2041，调节手轮2041通过同轴连接设置于收缴辊204前端；垂吊索2042，垂吊索2042固定连接于收缴辊204底部，使用人员通过转动调节手轮2041可以使收缴辊204转动，从而对垂吊索2042进行长度调节，从而可以使垂直滑动盒4垂直高度进行调节，可以改变检测水流的深度。
如图3所示，外壁受力结构还包括：垂直滑动盒4，其通过滑动连接设置于两组垂直杆3相对内侧，垂直滑动盒4底部设置有压力传感器，压力传感器电性与检测芯片608相连接；防水盒401，防水盒401固定连接于垂直滑动盒4内侧；配重块402，配重块402固定连接于垂直滑动盒4内侧底面处；双套管403，其套接于垂直杆3外侧，其内侧与垂直滑动盒4左右侧立面固定，通过配重块402于垂直滑动盒4加重施压，可以使垂直滑动盒4始终保持下坠。
如图6所示，外壁受力结构还包括：双层弧架5，双层弧架5固定连接于垂直滑动盒4前端；摆动杆501，摆动杆501通过铰连接设置于双层弧架5后端；承压片5011，承压片5011固定连接于摆动杆501前端；侧拉簧502，其固定连接于摆动杆501左右两侧与双层弧架5后侧之间；传动杆503，传动杆503通过同轴连接设置于摆动杆501 后端底部；旋钮型变阻器504，其通过同轴连接设置于传动杆503底部，当不同方向的水流对垂直滑动盒4前端进行冲击时，水流对垂直滑动盒4前端的承压片5011进行冲击后，可以使承压片5011带动其后端的摆动杆501在双层弧架5内侧进行水平角度的偏转，摆动杆501进行偏转后，可以使其后端底部铰连接的传动杆503进行转动，从而使旋钮型变阻器504内部旋钮进行转动，从而改变变阻器电流，通过检测芯片608进行检测后通过信号发射器201将数据发送至巡检主机104后，将多组数据进行汇总后，可以对泵站各蓄水部分外壁进行水流方向检测，可以检测泵站内部各位置水流流向。
如图7所示，外壁受力结构还包括：测压瓣6，测压瓣6设置于垂直滑动盒4前侧，其位于双层弧架5底部；突出翅片601，突出翅片601固定连接于测压瓣6外曲侧面处，当进水池1内部水流冲击进水池1外围时，不同方向的水流对垂直滑动盒4 前端进行冲击时，水流冲击突出翅片601可以使测压瓣6角度进行偏转；内弧板602，内弧板602固定连接于测压瓣6后端内侧；铰连杆603，其数量设置为二组，其通过铰连接设置于内弧板602后侧；侧连杆6031，其通过铰连接设置于铰连杆603后端；中连杆605，中连杆605通过铰连接设置于内弧板602后侧立面中部；套架604，其通过滑动连接设置于侧连杆6031与中连杆605后侧；复位弹簧6041，其固定连接于套架604后侧立面处，其后端与侧连杆6031外曲侧面相固定；延长架6042，其固定连接于套架604后侧，其后侧与防水盒401相固定；外壁受力结构还包括：滑片606，其固定连接于中连杆605与侧连杆6031后端；滑动变阻器607，其通过滑动连接设置于滑片606底部；检测芯片608，其固定连接于滑动变阻器607前侧，其电路与信号发射器201相耦合，当测压瓣6经水流冲击发生偏转后，可以使内弧板602以与中连杆605铰接轴为圆心发生左右偏转，从而使内弧板602左右两侧拉动铰连杆603，从而可以使铰连杆603带动其后端铰接的侧连杆6031进行平移，可以同步使中连杆605 向后端滑动，从而使侧连杆6031与中连杆605后端的滑片606于滑动变阻器607顶部进行滑动，通过检测芯片608对滑动变阻器607内部电流变化数值进行检测后，可以通过电流数值变化区间的数据得出偏角方向水流流速与进水池1外围所承受压力。
如图8所示，在本发明另一实施例中，调节手轮2041前端杆部通过同轴连接设置有棘轮2043，棘轮2043外侧设置有卡条2044，卡条2044后端与收缴辊204侧立面铰连接，卡条2044杆部外侧固定连接有扭簧2045，扭簧2045后端与收缴辊204 侧立面相固定，在将调节手轮2041进行转动后，通过棘轮2043与卡条2044限位，可以使收缴辊204转动后进行固定，可以防止垂直滑动盒4进一步滑落，可以对垂直滑动盒4高度进行固定。
本发明实施例中提到的压力传感器(型号为GPD60)可通过私人订制或市场购买获得。
工作原理：
装置进行使用时，首先在泵站储水位置外围将垂直杆3插入进水池1内部，使垂直杆3底部固定套管301外侧的垂直角度的折片侧立面与翼墙101和池立面102进行贴合后，将顶平架2底部贴合岸边地面后，通过拉伸插条2032延伸其长度后，通过将固定钎2035与插条2032后端垂直钉入地面，可以使顶平架2与地面进行固定，通过与固定套管301配合可以使垂直杆3保持垂直，通过配重块402于垂直滑动盒4加重施压，可以使垂直滑动盒4始终保持下坠，使用人员通过转动调节手轮2041可以使收缴辊204转动，从而对垂吊索2042进行长度调节，从而可以使垂直滑动盒4垂直高度进行调节，可以改变检测水流的深度，当不同方向的水流对垂直滑动盒4前端进行冲击时，水流对垂直滑动盒4前端的承压片5011进行冲击后，可以使承压片5011 带动其后端的摆动杆501在双层弧架5内侧进行水平角度的偏转，摆动杆501进行偏转后，可以使其后端底部铰连接的传动杆503进行转动，从而使旋钮型变阻器504内部旋钮进行转动，从而改变变阻器电流，通过检测芯片608进行检测后通过信号发射器201将数据发送至巡检主机104后，将多组数据进行汇总后，可以对泵站各蓄水部分外壁进行水流方向检测，可以检测泵站内部各位置水流流向，当测压瓣6经水流冲击发生偏转后，可以使内弧板602以与中连杆605铰接轴为圆心发生左右偏转，从而使内弧板602左右两侧拉动铰连杆603，从而可以使铰连杆603带动其后端铰接的侧连杆6031进行平移，可以同步使中连杆605向后端滑动，从而使侧连杆6031与中连杆605后端的滑片606于滑动变阻器607顶部进行滑动，通过检测芯片608对滑动变阻器607内部电流变化数值进行检测后，可以通过电流数值变化区间的数据得出偏角方向水流流速与进水池1外围所承受压力，通过巡检主机104检测泵站各位置水流压力等数据后，比对进水池1内壁单体建筑材料结构强度，可以对泵站内部受力情况进行模拟。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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