一种模拟爆炸源的造波机及其使用方法

技术领域

本发明属于造波机技术领域，尤其涉及一种模拟爆炸源的造波机及其使用方法。

背景技术

只要在密度稳定的层化流体中施加一个扰动就会产生内波，但要制造符合特定要求的内波则需要严格的理论依据和巧妙的方法。

现有技术中，通常采用造波机对流体施加较为平均的扰动，使其产生较为持续平稳的内波，但是，对于研究爆炸源产生的内波，现有的振动杆式、活塞式和推板式造波机均无法满足其要求。因此，提出一种模拟爆炸源的造波机及其使用方法。使得造波机可模拟一维方向上爆炸瞬间的变化规律。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种模拟爆炸源的造波机及其使用方法，能够实现可模拟一维方向上爆炸瞬间的变化规律。

为实现上述目的，本发明提供了一种模拟爆炸源的造波机，包括，

隔水架，设置在水箱外；

拉力件，所述拉力件的固定端固定在所述隔水架上且位于所述水箱外，所述拉力件的固定端上可拆卸连接有拉簧组件，所述拉簧组件另一端连接有拉杆，所述拉杆靠近所述水箱的一端贯穿所述水箱并伸入所述水箱内，所述拉杆位于所述水箱的一端上连接有可调角度的推波板；

卡件，设置在所述隔水架上，所述卡件与所述拉杆卡接，且所述卡件远离所述推波板。

进一步的，所述隔水架包括两相对设置的第一支板，所述拉力件位于两所述第一支板之间，两所述第一支板顶端和底端分别通过第二支板固接，所述拉力件的固定端为拉簧调节螺杆，所述拉簧调节螺杆螺纹连接在靠近所述水箱的所述第一支板侧壁上。

进一步的，所述拉簧组件包括上下设置的两拉簧组，所述拉杆位于两所述拉簧组之间，所述拉簧组包括两相对设置的拉簧，所述拉簧调节螺杆数量与所述拉簧数量对应，所述拉簧的一端与所述拉簧调节螺杆可拆卸连接，所述拉杆顶端和底端分别固接有一第一连杆，所述第一连杆远离所述拉杆的一端固接有第二连杆，所述拉簧的另一端与所述第二连杆可拆卸连接。

进一步的，所述推波板靠近所述拉杆的一侧固接有两相对设置的连接耳，所述拉杆位于两所述连接耳之间，一所述连接耳上穿设螺纹连接有固定螺栓，所述固定螺栓末端贯穿所述拉杆并伸入另一连接耳内，且所述固定螺栓与所述拉杆和另一所述连接耳螺纹连接。

进一步的，所述卡件包括一匚型板，所述匚型板与远离所述水箱的第一支板外壁固接，所述拉杆位于所述匚型板的凹槽内，所述匚型板相对设置的两侧壁内壁开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接弹性架，所述弹性架两支腿底端固接有一卡板，所述卡板位于所述拉杆下方，所述卡板底端固接有复位弹簧，所述复位弹簧另一端与所述匚型板底端内壁固接，所述拉杆底端开设有与所述卡板匹配的卡槽，所述拉杆通过所述卡板和所述卡槽与所述第一支板卡接。

进一步的，两所述第一支板之间固接有两导轨，所述拉杆位于两所述导轨之间，所述拉杆靠近两所述导轨的侧面分别固接有限位杆，所述限位杆另一端贯穿所述导轨并与所述导轨内的限位槽适配，所述限位杆上套设有两尼龙套，所述导轨位于两所述尼龙套之间。

进一步的，靠近所述水箱的第一支板上固接有缓冲垫，所述缓冲垫位于所述水箱外且与所述限位杆对应设置。

进一步的，所述水箱内壁固接有上挡水板，所述上挡水板底端与水面接触。

一种模拟爆炸源的造波机的使用方法，操作步骤包括：

S1、确定爆炸源：根据实验要求，选取并安装拉簧，并调整推波板倾角；

S2、推波板蓄力：向远离水箱方向拉动拉杆，拉动拉杆使卡件与拉杆卡接；

S3、开始实验：按压卡件，释放拉杆。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

通过拉簧组件与拉杆配合，在卡件的作用下对拉杆进行瞬间释放，使得推波板在拉簧组件的牵引下对水体产生指数衰减变化的作用力，同时可调节推波板与垂直面的角度，可模拟爆炸对不同方向水体的作用力。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为造波机的立体图；

图2为推波板压缩状态的立体图；

图3为推波板释放状态的立体图；

图4为拉杆与推波板连接关系的侧视图；

图5为卡件与拉杆连接关系的爆炸图；

图6为实施例2中按压杆挤压连板状态的立体图；

图7为实施例2中按压杆穿过过槽状态的立体图；

图8为按压杆与旋转电机连接关系的立体图；

其中，1-水箱，2-拉杆，3-推波板，4-第一支板，5-第二支板，6-拉簧调节螺杆，7-拉簧，8-第一连杆，9-第二连杆，10-连接耳，11-固定螺栓，12-匚型板，13-滑槽，14-弹性架，15-卡板，16-复位弹簧，17-卡槽，18-导轨，19-限位杆，20-尼龙套，21-缓冲垫，22-上挡水板，23-钢板，24-安装座，25-旋转电机，26-旋转杆，27-液压杆，28-按压杆，29-连板，30-过槽，31-蓄电池，32-供油箱。

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。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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1-5，本发明提供一种模拟爆炸源的造波机，包括，隔水架，设置在水箱1外；拉力件，拉力件的固定端固定在隔水架上且位于水箱1外，拉力件的固定端上可拆卸连接有拉簧组件，拉簧组件另一端连接有拉杆2，拉杆2靠近水箱1的一端贯穿水箱1并伸入水箱1内，拉杆2位于水箱1的一端上连接有可调角度的推波板3；卡件，设置在隔水架上，卡件与拉杆2卡接，且卡件远离推波板3。

隔水架位于水箱1外，其便于实验人员拉动拉杆2，同时保证拉簧组件不会浸泡在水中导致实验误差，在进行实验时，根据需要选择更换拉簧组件，用人工手动拉动拉杆2，使得拉簧组件伸展并产生复位力，当拉杆2拉动至一定位置时，卡件与拉杆2卡接，此时人工不拉动拉杆2，拉杆2同样无法复位，随后开始实验，按动卡件，解除卡件与拉杆2的卡接，拉杆2瞬间释放，释放卡板后，在拉簧组件的牵引下对水体产生指数衰减变化的作用力。

其中，拉簧组件内的拉簧的拉力可以为10Kg、20Kg、40Kg等。

其中，水箱1内应当设置有多个监测元器件，用于监测实验过程中的数据，该监测元气件根据实验需求选择设置。

其中，拉杆2与水箱1的连接处应当保证一定的密封效果，避免水箱1内的水流过多流出。同时，为了进一步提高密封效果，水箱1内壁或者第一支板4靠近水箱1的内壁上固接有钢板23。利用钢板23将其侧壁封死，以达到隔水效果，同时，由于拉杆2需贯穿第一支板4和钢板23，因此在第一支板4和钢板23上安装有供拉杆2贯穿的密封轴套，该密封轴套便于拉杆2的移动，同时可实现对拉杆2与第一支板4和钢板23连接处的封堵。

或者，将隔水架放置在水箱1内，该设置时隔水架仅起到支撑作用。

进一步优化方案，参照图2、图3，隔水架包括两相对设置的第一支板4，拉力件位于两第一支板4之间，两第一支板4顶端和底端分别通过第二支板5固接，拉力件的固定端为拉簧调节螺杆6，拉簧调节螺杆6螺纹连接在靠近水箱1的第一支板4侧壁上。

可以理解的，两第一支板4用于对拉杆2的支撑，同时，两第一支板4通过两第二支板5固定，而拉簧调节螺杆6的存在，一方面为拉簧7提供固定端，同时，在拉簧7安装连接完毕后，可通过旋转拉簧调节螺杆6改变拉簧7的复位力，便于调节、均衡和测量拉力。

具体的，拉簧调节螺杆6的另一端贯穿第一支板4伸入水箱1内，且拉簧调节螺杆6位于水箱1内的一端连接有拉簧调节螺母，通过拉簧调节螺母旋转拉簧调节螺杆6，改变其在两第一支板4之间的长度。

本发明的一个实施例中，靠近水箱1的第一支板4可以直接选择为水箱1的侧壁，该设置下不需要额外设置第一支板4。

进一步优化方案，拉簧组件包括上下设置的两拉簧组，拉杆2位于两拉簧组之间，拉簧组包括两相对设置的拉簧7，拉簧调节螺杆6数量与拉簧7数量对应，拉簧7的一端与拉簧调节螺杆6可拆卸连接，拉杆2顶端和底端分别固接有一第一连杆8，第一连杆8远离拉杆2的一端固接有第二连杆9，拉簧7的另一端与第二连杆9可拆卸连接。

可以理解的，拉簧7的两端为勾状结构，在拉簧调节螺杆6和第二连杆9上分别开设有供该勾状结构穿过的孔，便于安装拉簧7。或者，拉簧7的勾状结构可直接勾设在第二连杆9上。

进一步优化方案，参照图4，推波板3靠近拉杆2的一侧固接有两相对设置的连接耳10，拉杆2位于两连接耳10之间，一连接耳10上穿设螺纹连接有固定螺栓11，固定螺栓11末端贯穿拉杆2并伸入另一连接耳10内，且固定螺栓11与拉杆2和另一连接耳10螺纹连接。

在需要改变推波板3的倾角时，将固定螺栓11由一连接耳10和拉杆2拆卸，改变推波板3与拉杆2的相对角度时，再将固定螺栓11复位安装，即可实现对推波板3的角度以及固定，该操作方便快捷，实用性高。

进一步优化方案，参照图5，卡件包括一匚型板12，匚型板12与远离水箱1的第一支板4外壁固接，拉杆2位于匚型板12的凹槽内，匚型板12相对设置的两侧壁内壁开设有滑槽13，滑槽13内滑动连接弹性架14，弹性架14两支腿底端固接有一卡板15，卡板15位于拉杆2下方，卡板15底端固接有复位弹簧16，复位弹簧16另一端与匚型板12底端内壁固接，拉杆2底端开设有与卡板15匹配的卡槽17，拉杆2通过卡板15和卡槽17与第一支板4卡接。

可以理解的，在复位弹簧16的作用下，使得弹性架14在滑槽13内具有一向上的推力，在卡板15不与卡槽17对应时，卡板15顶端与拉杆2底端滑动连接，在拉动拉杆2时，卡板15不影响拉杆2正常移动，当卡板15与卡槽17对应时，在复位弹簧16的作用下，卡板15进入卡槽17内实现对拉杆2的固定，当需要释放时，仅需要按压弹性架14顶端，将卡板15推离卡槽17即可。

进一步优化方案，参照图2、图3，两第一支板4之间固接有两导轨18，拉杆2位于两导轨18之间，拉杆2靠近两导轨18的侧面分别固接有限位杆19，限位杆19另一端贯穿导轨18并与导轨18内的限位槽适配，限位杆19上套设有两尼龙套20，导轨18位于两尼龙套20之间。

两导轨18配合通过限位杆19对拉杆2进行限位，使得拉杆2仅能沿限位槽延伸方向移动，同时在限位杆19上套设固定尼龙套20，用于对限位杆19进行延伸方向的限位。

进一步优化方案，参照图2、图3，靠近水箱1的第一支板4上固接有缓冲垫21，缓冲垫21位于水箱1外且与限位杆19对应设置。缓冲垫21的存在是减小撞击效果，避免限位杆19在外力作用下与第一支板4接触撞击损坏。

进一步优化方案，水箱1内壁固接有上挡水板22，上挡水板22底端与水面接触。该上挡水板22用于控制爆炸装置爆炸瞬间可能产生的水柱，最大限度地将爆炸能量控制于实验水体中。

一种模拟爆炸源的造波机的使用方法，操作步骤包括：

S1、确定爆炸源：根据实验要求，选取并安装拉簧7，并调整推波板3倾角。根据实验需要，选择对应拉力的拉簧7以及推波板3的倾斜角度。

S2、推波板3蓄力：向远离水箱1方向拉动拉杆2，拉动拉杆2使卡件与拉杆2卡接。手持拉动拉杆2当卡槽17与卡板15对应时，复位弹簧16推动卡板15进入卡槽17内对拉杆2固定。待固定完毕后，通过拉簧调节螺杆6对拉簧7进行微调，满足后续实验要求。

S3、开始实验：按压卡件，释放拉杆2。按压弹性架14，推动卡板15下移，卡板15离开卡槽17，释放拉杆2，并记录实验数据。

实施例2

参照图6-8，与实施例1的不同之处在于：导轨18底部内壁固接有安装座24，安装座24上固接有旋转电机25，旋转电机25输出端固接有旋转杆26，旋转杆26上固接有液压杆27固定端，液压杆27固定端与旋转杆26垂直设置，液压杆27活动端固接有按压杆28，按压杆28与旋转杆26平行设置，拉杆2上套设固定有连板29，连板29顶端和底端分别固接有第二连杆9，连板29底部侧壁开设有与按压杆28对应的过槽30，按压杆28水平设置时穿过过槽30。

该设置下，拉簧7不进行更换，在旋转电机25的作用下，旋转杆26旋转带动按压杆28旋转，在按压杆28旋转过程中，其挤压连板29向远离水箱1方向移动，在按压杆28旋转至水平状态时，按压杆28穿过过槽30使得拉杆2被瞬间释放，该设置下不需要人工拉动拉杆2。同时，需要保证释放拉杆2后按压杆28继续旋转可推动连板29向远离水箱1方向移动。

通过改变液压杆27的长度，可使得按压杆28位于不同位置，即推动连板29位于不同的位置，由于拉簧7的拉力性能确定，通过计算即可得出不同长度液压杆27可提供不同的拉力。

具体的，参照图8，旋转杆26上固接有蓄电池31和供油箱32，蓄电池31通过电线与供油箱32连接，供油箱32的进出油端与液压杆27连通。蓄电池31用于为供油箱32供电，使得供油箱32向液压杆27供油或者抽油，以改变液压杆27的长度。

实施例3

在实施例2的基础上，对液压杆27设置多个不同的长度，液压杆27的长度迅速依次改变，该设置下，例如通过液压杆27的第一长度推动连板29运动，待释放连板29后，液压杆27改变第一长度至第二长度，在此推动连板29运动。因此可进行相同爆炸力下连续的内波实验或者不同爆炸力下连续的内波实验。

上述操作中，可通过改变旋转电机25的转速用于模拟爆炸间隔。

同时，液压杆27长度的改变可通过外设控制器(图中未示出)调节，其属于现有技术，在此不做过多赘述。

以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。