CN102288384B - 大型非恒定流减压箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于水力学试验设备领域,是一种实验室用大型非恒定流减压箱，包括上游水库箱、下游水库箱、试验工作段和计算机，还包括集气罐、真空泵、水库抽气管和试验工作段抽气管，集气罐与真空泵连接，水库抽气管与试验工作段抽气管都与集气罐连接；水库抽气管连接上游水库箱和下游水库箱，下游抽气支管上设有下游水库抽气管闸阀；试验工作段抽气管连接试验工作段，其上设有试验工作段抽气管闸阀；下游水库箱上开有下游水库进气管，下游水库进气管上设有下游水库进气阀。本发明操作简便，回水管路中不用设置水泵，能够提供大流量和非恒定流，可以解决减压实验中水泵空蚀破坏、不能模拟原型的非恒定流连续过程的技术问题；省略了普通减压箱调节上下游水流的水泵，节省土建工作量和投资；简化了试验流程，节省了水电费用及试验时间。

Description

大型非恒定流减压箱

技术领域

本发明属于水力学试验设备领域,涉及一种减压箱,具体的说是一种实验室用大型非恒定流减压箱。

背景技术

目前在水力学实验室中，常见的减压箱由试验工作段、抽真空系统、供回水管路（必须设置水泵系统）组成，试验时，启闭设备只能固定开度，不方便调节，一般只能进行恒定流减压试验。试验模拟与原型的非恒定流连续过程有差别,尤其是供回水管路中设置的水泵系统，为避免空蚀破坏，必须埋设在试验工作段10米以下，土建工作量和难度加大。因此需要一种操作简便，回水管路中不设水泵，能够提供大流量的非恒定流减压箱。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在缺点，提出一种大型非恒定流减压箱，操作简便，回水管路中不用设置水泵，能够提供大流量和非恒定流，可以解决减压实验中水泵空蚀破坏、不能模拟原型的非恒定流连续过程的技术问题。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

大型非恒定流减压箱，包括上游水库箱、下游水库箱、试验工作段和计算机，所述试验工作段内设有模型，所述上游水库箱和下游水库箱通过回水管联通，所述上游水库箱通过进水管连接所述试验工作段的模型，试验工作段的模型通过出水管连接下游水库箱，进水管上设有进水管闸阀，出水管上设有出水管闸阀，回水管上设有回水管闸阀；模型与进水管的连接处设有模型控制阀门，模型控制阀门连接有控制其连续开启的液压启闭系统，上游水库箱内设有上游水位传感器，下游水库箱内设有下游水位计，上游水位传感器、下游水位计和液压启闭系统与计算机连接；还包括集气罐、真空泵、水库抽气管和试验工作段抽气管，集气罐与真空泵连接，水库抽气管与试验工作段抽气管都与集气罐连接；水库抽气管连接上游水库箱和下游水库箱，其（水库抽气管）上设有上下游水库气压联通闸阀，上下游水库气压联通闸阀一侧的与上游水库箱连接的水库抽气管通过上游抽气支管连接至集气罐，上游抽气支管上设有上游水库抽气管闸阀，上下游水库气压联通闸阀一侧的与下游水库箱连接的水库抽气管通过下游抽气支管连接至所述集气罐，下游抽气支管上设有下游水库抽气管闸阀；试验工作段抽气管连接试验工作段，其（试验工作段抽气管）上设有试验工作段抽气管闸阀；下游水库箱上开有下游水库进气管，下游水库进气管上设有下游水库进气阀。

这样，在计算机中设定非恒定流减压箱上下游水位，当减压箱中气压达到试验所需真空度时，计算机设定液压杆的行程，发送信号至液压启闭系统，液压启闭系统收到信号后驱动液压杆运动，按照计算机设定的行程运行；试验工作段中模型的控制阀门打开，水流流经上游水库、进水管、试验工作段、通过出水管进入下游水库，当上下游水库水位齐平时，此次非恒定流试验过程结束；通过上下游水库气压联通闸阀、下游水库抽气管闸阀、试验工作段抽气管闸阀、上游水库抽气管闸阀、下游水库进气闸阀及模型进水管路上的闸阀联动，利用下游水库与上游水库水面的气压差，实现下游水库水流向上游水库的调度；当上下游水位和真空度达到试验所需值时，下一试验过程开始，如此往复，实现非恒定流减压试验功能。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的大型非恒定流减压箱，上游水库箱和下游水库箱都至少包括两个分水箱，相邻分水箱之间设有调节水库内部联通阀和水库内部调节水泵，各分水箱与水库抽气管直接连接或通过支管连接到水库抽气管。这样上游水库和下游水库可以通过水库内部联通阀及调节水泵达到水位微调的目的。

本发明的优点是：本发明通过各管路及阀门的设置来调节水流，在实验室中能够模拟非恒定流过程，且操作简单；本发明通过气压调节调节上下游水流，省略了普通减压箱调节上下游水流的水泵，节省土建工作量和投资；试验过程中，上游水库、下游水库可以通过水库内部联通阀及调节水泵达到水位微调的目的，简化了试验流程，节省了水电费用及试验时间；本发明操作简便，回水管路中不用设置水泵，能够提供大流量和非恒定流，可以解决减压实验中水泵空蚀破坏、不能模拟原型的非恒定流连续过程的技术问题。

附图说明

图1是本发明的立面示意图。

图2是本发明的平面示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种大型非恒定流减压箱，连接如图1和图2所示，包括上游水库箱1、下游水库箱2、试验工作段3和计算机，试验工作段3内设有模型23，上游水库箱1和下游水库箱2通过回水管6联通，上游水库箱1通过进水管4连接所述试验工作段3的模型23，试验工作段3的模型23通过出水管5连接下游水库箱2，进水管4上设有进水管闸阀11，出水管5上设有出水管闸阀12，回水管上6设有回水管闸阀13；模型23与进水管4的连接处设有模型控制阀门24，模型控制阀门24连接有控制其连续开启的液压启闭系统22，上游水库箱1内设有上游水位传感器25，下游水库箱2内设有下游水位计26，上游水位传感器25、下游水位计26和液压启闭系统22与计算机连接。还包括集气罐9、真空泵10、水库抽气管7和试验工作段抽气管8，集气罐9与真空泵10连接，连接管道上设有闸阀18，水库抽气管7与试验工作段抽气管8都与集气罐9连接。水库抽气管7连接上游水库箱1和下游水库箱2，其上设有上下游水库气压联通闸阀14，上下游水库气压联通闸阀14一侧的与上游水库箱1连接的水库抽气管7通过上游抽气支管28连接至集气罐9，上游抽气支管28上设有上游水库抽气管闸阀17，上下游水库气压联通闸阀14一侧的与下游水库箱2连接的水库抽气管7通过下游抽气支管29连接至集气罐9，下游抽气支管29上设有下游水库抽气管闸阀15。试验工作段抽气管8连接试验工作段3，其上设有试验工作段抽气管闸阀16；下游水库箱2上开有下游水库进气管，下游水库进气管上设有下游水库进气阀19。上游水库箱1由两个分水库箱组成，两个分水库箱之间设有调节水库内部联通阀20和水库内部调节水泵21，两个分水库箱通过支管连接到水库抽气管7。下游水库箱2由四个分水库箱组成，相邻分水库箱之间设有调节水库内部联通阀20和水库内部调节水泵21，各分水库箱通过支管连接到水库抽气管7。

本实施例的工作过程如下：

㈠在计算机中设定非恒定流减压箱上下游水库水位；

㈡启动真空泵10，打开抽气管闸阀18，打开上下游水库气压联通闸阀14、下游水库抽气管闸阀15、试验工作段抽气管闸阀16和上游水库抽气管闸阀17，当减压箱中气压达到试验所需真空度时，计算机控制液压启闭系统22，发送信号至液压启闭系统22，液压启闭系统22收到信号后控制模型控制阀门24；

㈢液压启闭系统22驱动模型控制阀门24，水流从上游水库箱1，经过进水管4，试验工作段3，出水管5进水进入下游水库2，当上下游水库水位齐平时，此次非恒定流试验过程结束；

㈣关闭上下游水库气压联通闸阀14、下游水库抽气管闸阀15、试验工作段抽气管闸阀16，关闭进水管闸阀11和出水管闸阀12，开启回水管闸阀13，开启下库进气阀19，使下游水库水面气压逐渐上升，此时上游水库还在继续抽真空，水面气压还在继续下降，也就是真空度还在升高，由于上下游水库水流表面气压的不同，下游水库的水流通过回水管路而流向上游水库，实现下游水库水流向上游水库的调度；

㈤试验过程中，上游水库、下游水库可以通过水库内部联通阀20及调节水泵21达到水位微调的目的；

㈥当上下游水库水位达到试验所需水位时，关闭下游水库进气阀19，打开上下游水库气压联通闸阀14、下游水库抽气管闸阀15和试验工作段抽气管闸阀16，开启模型进出水管闸阀11、12，真空泵继续对减压箱系统进行抽气，当减压箱中气压达到试验所需真空度时，下一试验过程开始，如此往复，实现非恒定流减压试验功能。

本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (2)

1.大型非恒定流减压箱，包括上游水库箱（1）、下游水库箱（2）、试验工作段（3）和计算机，所述试验工作段（3）内设有模型（23），所述上游水库箱（1）和下游水库箱（2）通过回水管（6）联通，所述上游水库箱（1）通过进水管（4）连接所述试验工作段（3）的模型（23），所述试验工作段（3）的模型（23）通过出水管（5）连接下游水库箱（2），所述进水管（4）上设有进水管闸阀（11），所述出水管（5）上设有出水管闸阀（12），所述回水管上（6）设有回水管闸阀（13）；所述模型（23）与进水管（4）的连接处设有模型控制阀门（24），所述模型控制阀门（24）连接有控制其连续开启的液压启闭系统（22），所述上游水库箱（1）内设有上游水位传感器（25），所述下游水库箱（2）内设有下游水位计（26），所述上游水位传感器（25）、下游水位计（26）和液压启闭系统（22）与计算机连接；其特征在于：还包括集气罐（9）、真空泵（10）、水库抽气管（7）和试验工作段抽气管（8），所述集气罐（9）与真空泵（10）连接，所述水库抽气管（7）与试验工作段抽气管（8）都与集气罐（9）连接；所述水库抽气管（7）连接上游水库箱（1）和下游水库箱（2），其上设有上下游水库气压联通闸阀（14），所述上下游水库气压联通闸阀（14）一侧的与所述上游水库箱（1）连接的水库抽气管（7）通过上游抽气支管（28）连接至所述集气罐（9），所述上游抽气支管（28）上设有上游水库抽气管闸阀（17），所述上下游水库气压联通闸阀（14）一侧的与所述下游水库箱（2）连接的水库抽气管（7）通过下游抽气支管（29）连接至所述集气罐（9），所述下游抽气支管（29）上设有下游水库抽气管闸阀（15）；所述试验工作段抽气管（8）连接试验工作段（3），其上设有试验工作段抽气管闸阀（16）；所述下游水库箱（2）上开有下游水库进气管，所述下游水库进气管上设有下游水库进气阀（19）。

2.如权利要求1所述的大型非恒定流减压箱，其特征在于：所述上游水库箱（1）和下游水库箱（2）都至少包括两个分水箱，所述相邻分水箱之间设有调节水库内部联通阀（20）和水库内部调节水泵（21），所述各分水箱与水库抽气管（7）直接连接或通过支管连接到水库抽气管（7）。

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