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原文传递一种用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置

专利名称：	一种用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置
摘要：	本发明涉及一种用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，包括控制器、底板、模型箱、模型渠道、液压传感器、水箱、供回水管、水阀及电磁阀；所述模型渠道设置在所述模型箱内，所述模型箱和水箱分别固定在所述底板上，且所述水箱位于所述模型箱的外侧，所述模型箱与水箱通过所述供回水管连通；所述控制器分别与水阀、电磁阀连接；本发明提供一种稳定、可靠、控制精度高的水位控制装置，实现模拟在经历寒冷地区渠道水位升降的离心模型试验，并防止模型箱内负温冻结过程对水位升降装置产生不利影响，对于进一步探索寒冷地区渠道的劣化机理，推动工程设计优化具有十分重要的意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
发明人：	蔡正银;顾行文;郭万里;朱洵;朱锐;黄英豪;关云飞;高长胜;徐光明;张晨;曹永勇;韩迅;任国峰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910400438.1
公开号：	CN110133214A
代理机构：	北京润川律师事务所
代理人：	张超;周亮
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	210015 江苏省南京市鼓楼区广州路223号
主权项：	1.一种用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，其特征在于，包括控制器、底板(16)、模型箱(1)、模型渠道(2)、水箱(3)、供回水管(5)、水阀(6)及电磁阀(7)；所述模型渠道(2)设置在所述模型箱(1)内，所述模型箱(1)和水箱(3)分别固定在所述底板(16)上，且所述水箱(3)位于所述模型箱(1)的外侧，所述模型箱(1)与水箱(3)通过所述供回水管(5)连通；所述控制器分别与水阀(6)、电磁阀(7)连接。 2.根据权利要求1所述的用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，其特征在于，所述水阀(6)包括控制水阀(61)和调节水阀(62)，所述控制水阀(61)和调节水阀(62)均设置在所述供回水管(5)上。 3.根据权利要求1所述的用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，其特征在于，所述电磁阀(7)包括充气电磁阀(71)和排气电磁阀(72)，所述水箱(3)顶端设置有充气管和排气管，所述充气电磁阀(71)和排气电磁阀(72)分别设置在所述充气管和排气管上。 4.根据权利要求3所述的用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，其特征在于，所述充气管一端通入所述水箱(3)内，另一端通入水箱(3)外的空气中；所述排气管一端通入所述水箱(3)内，另一端连接旋转接头(9)，所述旋转接头(9)连接有空气压缩机(10)。 5.根据权利要求1-4任一项所述的用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，其特征在于，所述水箱(3)顶端设置有注水口(8)，所述注水口(8)通过内六角螺栓进行密封；所述水箱(3)一侧设置有侧壁圆盘(14)，所述侧壁圆盘(14)与水箱(3)连接处设置有密封垫，所述侧壁圆盘(14)用于对所述水箱(3)进行清洁。 6.根据权利要求1-4任一项所述的用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，其特征在于，所述水箱(3)一侧的底部设置有第一进出水口(31)，所述第一进出水口(31)与供回水管(5)之间通过第一螺母(12)固定连接，所述第一螺母(12)与第一进出水口(31)之间通过密封垫进行密封。 7.根据权利要求1-4任一项所述的用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，其特征在于，所述模型箱(1)上设置有第二进出水口(11)，所述第二进出水口(11)与供回水管(5)之间通过第二螺母(12)固定连接，所述第二螺母(12)与第二进出水口(11)之间通过密封垫进行密封；所述第二进出水口(11)在位于所述模型箱(1)内壁侧设置有透水石(13)，所述透水石(13)的边缘通过密封胶固定在所述第二进出水口(11)的内壁上。 8.根据权利要求1-4任一项所述的用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，其特征在于，所述模型箱(1)内设置有液位传感器(4)，所述液位传感器(4)位于所述模型渠道(2)的渠底表面，所述液位传感器(4)与所述控制器连接，所述液位传感器(4)用于检测模型箱(1)内的水位高度。 9.根据权利要求1-4任一项所述的用于离心场下模拟寒区输水渠道水位升降的试验装置，其特征在于，所述水箱(3)顶端设置有支撑柱(18)，所述支撑柱(18)连接有管夹(17)，所述支撑柱(18)和管夹(17)用于固定所述供回水管(5)；所述底板(16)在四角处均设有吊环(15)，所述吊环(15)用于吊装所述试验装置。 10.根据权利要求1-9任一项所述试验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤： 101、根据所模拟寒区输水渠道的断面尺寸，确定合适的模型比尺，计算出试验所需时间和模型渠道(2)断面尺寸，配制土样制作模型渠道(2)； 102、将步骤101制作的模型渠道(2)放置到模型箱(1)内，再将液位传感器(4)放置在模型渠道(2)的渠底表面，并将模型箱(1)和水箱(3)固定在底板(16)上，连通好供回水管(5)，完成试验装置的装配； 103、步骤102后，进行水箱(3)清洗，先打开侧壁圆盘(14)对水箱(3)进行清洗，清洗完毕后，再将侧壁圆盘(14)固定在水箱(3)上，同时进行密封处理，然后从注水口(8)将水箱(3)内注满水； 104、步骤103后，通过吊机将试验装置放置到离心机吊篮中，通过旋转接头(9)将水箱(3)上的充气管与离心机配备的空气压缩机(10)连通； 105、设定调节水阀(62)，调节供回水管(5)中过水流量的大小，从而更接近渠道现场注水期和排水期时间的模拟；通过控制器设定目标水位值； 106、启动离心机，当离心机运行至稳定转速时，开启空气压缩机(10)，同时打开充气电磁阀(71)和控制水阀(61)，密封水箱(3)内压力增大，通过供回水管(5)将水压入模型箱(1)内，模拟输水渠道水位自渠底上升过程，即通水期； 107、液位传感器(4)实时检测水位高度，并将水位高度信号反馈给控制器，当水位上升至目标水位值时，控制器发送指令，关闭充气电磁阀(71)和控制水阀(61)，模型渠道(2)水位维持在目标水位运行，模拟渠道运行期间的状态，即运行期； 108、当模型渠道(2)运行至既定时间时，控制器发送指令，打开排气电磁阀(72)和控制水阀(61)，水箱(3)顶部与外界空气连通，水箱(3)内的压力值降低至标准大气压，模型箱(1)内的水受重力作用经供回水管(5)回流至水箱(3)中，模拟渠道水位逐步下降过程，即排水期； 109、重复步骤106、107、108，实现多次水位升降过程模拟。
所属类别：	发明专利