專利名稱：大型非恒定流減壓箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種減壓箱，具體的說(shuō)是一種實(shí)驗(yàn)室用大型非恒定流減壓箱。
背景技術(shù)：
目前在水力學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，常見(jiàn)的減壓箱由試驗(yàn)工作段、抽真空系統(tǒng)、供回水管路 (必須設(shè)置水泵系統(tǒng))組成，試驗(yàn)時(shí)，啟閉設(shè)備只能固定開(kāi)度，不方便調(diào)節(jié)，一般只能進(jìn)行恒定流減壓試驗(yàn)。試驗(yàn)?zāi)M與原型的非恒定流連續(xù)過(guò)程有差別，尤其是供回水管路中設(shè)置的水泵系統(tǒng)，為避免空蝕破壞，必須埋設(shè)在試驗(yàn)工作段10米以下，土建工作量和難度加大。因此需要一種操作簡(jiǎn)便，回水管路中不設(shè)水泵，能夠提供大流量的非恒定流減壓箱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在缺點(diǎn)，提出一種大型非恒定流減壓箱，操作簡(jiǎn)便，回水管路中不用設(shè)置水泵，能夠提供大流量和非恒定流，可以解決減壓實(shí)驗(yàn)中水泵空蝕破壞、不能模擬原型的非恒定流連續(xù)過(guò)程的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是
大型非恒定流減壓箱，包括上游水庫(kù)箱、下游水庫(kù)箱、試驗(yàn)工作段和計(jì)算機(jī)，所述試驗(yàn)工作段內(nèi)設(shè)有模型，所述上游水庫(kù)箱和下游水庫(kù)箱通過(guò)回水管聯(lián)通，所述上游水庫(kù)箱通過(guò)進(jìn)水管連接所述試驗(yàn)工作段的模型，試驗(yàn)工作段的模型通過(guò)出水管連接下游水庫(kù)箱，進(jìn)水管上設(shè)有進(jìn)水管閘閥，出水管上設(shè)有出水管閘閥，回水管上設(shè)有回水管閘閥；模型與進(jìn)水管的連接處設(shè)有模型控制閥門(mén)，模型控制閥門(mén)連接有控制其連續(xù)開(kāi)啟的液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)，上游水庫(kù)箱內(nèi)設(shè)有上游水位傳感器，下游水庫(kù)箱內(nèi)設(shè)有下游水位計(jì)，上游水位傳感器、下游水位計(jì)和液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接；還包括集氣罐、真空泵、水庫(kù)抽氣管和試驗(yàn)工作段抽氣管，集氣罐與真空泵連接，水庫(kù)抽氣管與試驗(yàn)工作段抽氣管都與集氣罐連接；水庫(kù)抽氣管連接上游水庫(kù)箱和下游水庫(kù)箱，其(水庫(kù)抽氣管)上設(shè)有上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥，上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥一側(cè)的與上游水庫(kù)箱連接的水庫(kù)抽氣管通過(guò)上游抽氣支管連接至集氣罐， 上游抽氣支管上設(shè)有上游水庫(kù)抽氣管間閥，上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥一側(cè)的與下游水庫(kù)箱連接的水庫(kù)抽氣管通過(guò)下游抽氣支管連接至所述集氣罐，下游抽氣支管上設(shè)有下游水庫(kù)抽氣管間閥；試驗(yàn)工作段抽氣管連接試驗(yàn)工作段，其(試驗(yàn)工作段抽氣管)上設(shè)有試驗(yàn)工作段抽氣管間閥；下游水庫(kù)箱上開(kāi)有下游水庫(kù)進(jìn)氣管，下游水庫(kù)進(jìn)氣管上設(shè)有下游水庫(kù)進(jìn)氣閥。這樣，在計(jì)算機(jī)中設(shè)定非恒定流減壓箱上下游水位，當(dāng)減壓箱中氣壓達(dá)到試驗(yàn)所需真空度時(shí)，計(jì)算機(jī)設(shè)定液壓桿的行程，發(fā)送信號(hào)至液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)，液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)收到信號(hào)后驅(qū)動(dòng)液壓桿運(yùn)動(dòng)，按照計(jì)算機(jī)設(shè)定的行程運(yùn)行；試驗(yàn)工作段中模型的控制閥門(mén)打開(kāi)，水流流經(jīng)上游水庫(kù)、進(jìn)水管、試驗(yàn)工作段、通過(guò)出水管進(jìn)入下游水庫(kù)，當(dāng)上下游水庫(kù)水位齊平時(shí)， 此次非恒定流試驗(yàn)過(guò)程結(jié)束；通過(guò)上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥、下游水庫(kù)抽氣管間閥、試驗(yàn)工作段抽氣管間閥、上游水庫(kù)抽氣管間閥、下游水庫(kù)進(jìn)氣間閥及模型進(jìn)水管路上的間閥聯(lián)動(dòng)，利用下游水庫(kù)與上游水庫(kù)水面的氣壓差，實(shí)現(xiàn)下游水庫(kù)水流向上游水庫(kù)的調(diào)度；當(dāng)上下游水位和真空度達(dá)到試驗(yàn)所需值時(shí)，下一試驗(yàn)過(guò)程開(kāi)始，如此往復(fù)，實(shí)現(xiàn)非恒定流減壓試驗(yàn)功能。本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是
前述的大型非恒定流減壓箱，上游水庫(kù)箱和下游水庫(kù)箱都至少包括兩個(gè)分水箱，相鄰分水箱之間設(shè)有調(diào)節(jié)水庫(kù)內(nèi)部聯(lián)通閥和水庫(kù)內(nèi)部調(diào)節(jié)水泵，各分水箱與水庫(kù)抽氣管直接連接或通過(guò)支管連接到水庫(kù)抽氣管。這樣上游水庫(kù)和下游水庫(kù)可以通過(guò)水庫(kù)內(nèi)部聯(lián)通閥及調(diào)節(jié)水泵達(dá)到水位微調(diào)的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明通過(guò)各管路及閥門(mén)的設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)水流，在實(shí)驗(yàn)室中能夠模擬非恒定流過(guò)程，且操作簡(jiǎn)單；本發(fā)明通過(guò)氣壓調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)上下游水流，省略了普通減壓箱調(diào)節(jié)上下游水流的水泵，節(jié)省土建工作量和投資；試驗(yàn)過(guò)程中，上游水庫(kù)、下游水庫(kù)可以通過(guò)水庫(kù)內(nèi)部聯(lián)通閥及調(diào)節(jié)水泵達(dá)到水位微調(diào)的目的，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)流程，節(jié)省了水電費(fèi)用及試驗(yàn)時(shí)間；本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，回水管路中不用設(shè)置水泵，能夠提供大流量和非恒定流，可以解決減壓實(shí)驗(yàn)中水泵空蝕破壞、不能模擬原型的非恒定流連續(xù)過(guò)程的技術(shù)問(wèn)題。


圖1是本發(fā)明的立面示意圖。圖2是本發(fā)明的平面示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例是一種大型非恒定流減壓箱，連接如圖1和圖2所示，包括上游水庫(kù)箱1、下游水庫(kù)箱2、試驗(yàn)工作段3和計(jì)算機(jī)，試驗(yàn)工作段3內(nèi)設(shè)有模型23，上游水庫(kù)箱1和下游水庫(kù)箱2通過(guò)回水管6聯(lián)通，上游水庫(kù)箱1通過(guò)進(jìn)水管4連接所述試驗(yàn)工作段3的模型23， 試驗(yàn)工作段3的模型23通過(guò)出水管5連接下游水庫(kù)箱2，進(jìn)水管4上設(shè)有進(jìn)水管間閥11， 出水管5上設(shè)有出水管閘閥12，回水管上6設(shè)有回水管閘閥13 ；模型23與進(jìn)水管4的連接處設(shè)有模型控制閥門(mén)對(duì)，模型控制閥門(mén)M連接有控制其連續(xù)開(kāi)啟的液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)22，上游水庫(kù)箱1內(nèi)設(shè)有上游水位傳感器25，下游水庫(kù)箱2內(nèi)設(shè)有下游水位計(jì)沈，上游水位傳感器 25、下游水位計(jì)沈和液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)22與計(jì)算機(jī)連接。還包括集氣罐9、真空泵10、水庫(kù)抽氣管7和試驗(yàn)工作段抽氣管8，集氣罐9與真空泵10連接，連接管道上設(shè)有間閥18，水庫(kù)抽氣管7與試驗(yàn)工作段抽氣管8都與集氣罐9連接。水庫(kù)抽氣管7連接上游水庫(kù)箱1和下游水庫(kù)箱2，其上設(shè)有上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥14，上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥14 一側(cè)的與上游水庫(kù)箱1連接的水庫(kù)抽氣管7通過(guò)上游抽氣支管觀連接至集氣罐9，上游抽氣支管觀上設(shè)有上游水庫(kù)抽氣管間閥17，上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥14 一側(cè)的與下游水庫(kù)箱2連接的水庫(kù)抽氣管7通過(guò)下游抽氣支管四連接至集氣罐9，下游抽氣支管四上設(shè)有下游水庫(kù)抽氣管閘閥15。試驗(yàn)工作段抽氣管8連接試驗(yàn)工作段3，其上設(shè)有試驗(yàn)工作段抽氣管閘閥16 ； 下游水庫(kù)箱2上開(kāi)有下游水庫(kù)進(jìn)氣管，下游水庫(kù)進(jìn)氣管上設(shè)有下游水庫(kù)進(jìn)氣閥19。上游水庫(kù)箱1由兩個(gè)分水庫(kù)箱組成，兩個(gè)分水庫(kù)箱之間設(shè)有調(diào)節(jié)水庫(kù)內(nèi)部聯(lián)通閥20和水庫(kù)內(nèi)部調(diào)節(jié)水泵21，兩個(gè)分水庫(kù)箱通過(guò)支管連接到水庫(kù)抽氣管7。下游水庫(kù)箱2由四個(gè)分水庫(kù)箱組成，相鄰分水庫(kù)箱之間設(shè)有調(diào)節(jié)水庫(kù)內(nèi)部聯(lián)通閥20和水庫(kù)內(nèi)部調(diào)節(jié)水泵21，各分水庫(kù)箱通過(guò)支管連接到水庫(kù)抽氣管7。本實(shí)施例的工作過(guò)程如下
(-)在計(jì)算機(jī)中設(shè)定非恒定流減壓箱上下游水庫(kù)水位；
㈡啟動(dòng)真空泵10，打開(kāi)抽氣管閘閥18，打開(kāi)上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通閘閥14、下游水庫(kù)抽氣管閘閥15、試驗(yàn)工作段抽氣管閘閥16和上游水庫(kù)抽氣管閘閥17，當(dāng)減壓箱中氣壓達(dá)到試驗(yàn)所需真空度時(shí)，計(jì)算機(jī)控制液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)22，發(fā)送信號(hào)至液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)22，液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)22收到信號(hào)后控制模型控制閥門(mén)M ；
曰液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)22驅(qū)動(dòng)模型控制閥門(mén)24，水流從上游水庫(kù)箱1，經(jīng)過(guò)進(jìn)水管4，試驗(yàn)工作段3，出水管5進(jìn)水進(jìn)入下游水庫(kù)2，當(dāng)上下游水庫(kù)水位齊平時(shí)，此次非恒定流試驗(yàn)過(guò)程結(jié)束；
㈣關(guān)閉上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通閘閥14、下游水庫(kù)抽氣管閘閥15、試驗(yàn)工作段抽氣管閘閥 16，關(guān)閉進(jìn)水管閘閥11和出水管閘閥12，開(kāi)啟回水管閘閥13，開(kāi)啟下庫(kù)進(jìn)氣閥19，使下游水庫(kù)水面氣壓逐漸上升，此時(shí)上游水庫(kù)還在繼續(xù)抽真空，水面氣壓還在繼續(xù)下降，也就是真空度還在升高，由于上下游水庫(kù)水流表面氣壓的不同，下游水庫(kù)的水流通過(guò)回水管路而流向上游水庫(kù)，實(shí)現(xiàn)下游水庫(kù)水流向上游水庫(kù)的調(diào)度；
㈤試驗(yàn)過(guò)程中，上游水庫(kù)、下游水庫(kù)可以通過(guò)水庫(kù)內(nèi)部聯(lián)通閥20及調(diào)節(jié)水泵21達(dá)到水位微調(diào)的目的；
㈥當(dāng)上下游水庫(kù)水位達(dá)到試驗(yàn)所需水位時(shí)，關(guān)閉下游水庫(kù)進(jìn)氣閥19，打開(kāi)上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通閘閥14、下游水庫(kù)抽氣管閘閥15和試驗(yàn)工作段抽氣管閘閥16，開(kāi)啟模型進(jìn)出水管閘閥11、12，真空泵繼續(xù)對(duì)減壓箱系統(tǒng)進(jìn)行抽氣，當(dāng)減壓箱中氣壓達(dá)到試驗(yàn)所需真空度時(shí)， 下一試驗(yàn)過(guò)程開(kāi)始，如此往復(fù)，實(shí)現(xiàn)非恒定流減壓試驗(yàn)功能。本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式，凡采用同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.大型非恒定流減壓箱，包括上游水庫(kù)箱(1)、下游水庫(kù)箱(2)、試驗(yàn)工作段(3)和計(jì)算機(jī)，所述試驗(yàn)工作段(3)內(nèi)設(shè)有模型(23)，所述上游水庫(kù)箱(1)和下游水庫(kù)箱(2)通過(guò)回水管(6)聯(lián)通，所述上游水庫(kù)箱(1)通過(guò)進(jìn)水管(4)連接所述試驗(yàn)工作段(3)的模型(23)，所述試驗(yàn)工作段(3)的模型(23)通過(guò)出水管(5)連接下游水庫(kù)箱(2)，所述進(jìn)水管(4)上設(shè)有進(jìn)水管閘閥(11)，所述出水管(5)上設(shè)有出水管閘閥(12)，所述回水管上(6)設(shè)有回水管閘閥(13)；所述模型(23)與進(jìn)水管(4)的連接處設(shè)有模型控制閥門(mén)(24)，所述模型控制閥門(mén)(24)連接有控制其連續(xù)開(kāi)啟的液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)(22)，所述上游水庫(kù)箱(1)內(nèi)設(shè)有上游水位傳感器(25)，所述下游水庫(kù)箱(2)內(nèi)設(shè)有下游水位計(jì)(26)，所述上游水位傳感器(25)、下游水位計(jì)(26)和液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)(22)與計(jì)算機(jī)連接；其特征在于還包括集氣罐(9)、真空泵 (10)、水庫(kù)抽氣管(7)和試驗(yàn)工作段抽氣管(8)，所述集氣罐(9)與真空泵(10)連接，所述水庫(kù)抽氣管(7)與試驗(yàn)工作段抽氣管(8)都與集氣罐(9)連接；所述水庫(kù)抽氣管(7)連接上游水庫(kù)箱(1)和下游水庫(kù)箱(2)，其上設(shè)有上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥(14)，所述上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥(14)一側(cè)的與所述上游水庫(kù)箱(1)連接的水庫(kù)抽氣管(7)通過(guò)上游抽氣支管 (28)連接至所述集氣罐(9)，所述上游抽氣支管(28)上設(shè)有上游水庫(kù)抽氣管間閥(17)，所述上下游水庫(kù)氣壓聯(lián)通間閥(14)一側(cè)的與所述下游水庫(kù)箱(2)連接的水庫(kù)抽氣管(7)通過(guò)下游抽氣支管(29 )連接至所述集氣罐(9 )，所述下游抽氣支管(29 )上設(shè)有下游水庫(kù)抽氣管閘閥(15);所述試驗(yàn)工作段抽氣管(8)連接試驗(yàn)工作段(3)，其上設(shè)有試驗(yàn)工作段抽氣管閘閥(16);所述下游水庫(kù)箱(2)上開(kāi)有下游水庫(kù)進(jìn)氣管，所述下游水庫(kù)進(jìn)氣管上設(shè)有下游水庫(kù)進(jìn)氣閥(19)。
2.如權(quán)利要求1所述的大型非恒定流減壓箱，其特征在于所述上游水庫(kù)箱(1)和下游水庫(kù)箱(2)都至少包括兩個(gè)分水箱，所述相鄰分水箱之間設(shè)有調(diào)節(jié)水庫(kù)內(nèi)部聯(lián)通閥(20)和水庫(kù)內(nèi)部調(diào)節(jié)水泵(21)，所述各分水箱與水庫(kù)抽氣管(7)直接連接或通過(guò)支管連接到水庫(kù)抽氣管(7)。
全文摘要
本發(fā)明屬于水力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，是一種實(shí)驗(yàn)室用大型非恒定流減壓箱，包括上游水庫(kù)箱、下游水庫(kù)箱、試驗(yàn)工作段和計(jì)算機(jī)，還包括集氣罐、真空泵、水庫(kù)抽氣管和試驗(yàn)工作段抽氣管，集氣罐與真空泵連接，水庫(kù)抽氣管與試驗(yàn)工作段抽氣管都與集氣罐連接；水庫(kù)抽氣管連接上游水庫(kù)箱和下游水庫(kù)箱，下游抽氣支管上設(shè)有下游水庫(kù)抽氣管閘閥；試驗(yàn)工作段抽氣管連接試驗(yàn)工作段，其上設(shè)有試驗(yàn)工作段抽氣管閘閥；下游水庫(kù)箱上開(kāi)有下游水庫(kù)進(jìn)氣管，下游水庫(kù)進(jìn)氣管上設(shè)有下游水庫(kù)進(jìn)氣閥。本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，回水管路中不用設(shè)置水泵，能夠提供大流量和非恒定流，可以解決減壓實(shí)驗(yàn)中水泵空蝕破壞、不能模擬原型的非恒定流連續(xù)過(guò)程的技術(shù)問(wèn)題；省略了普通減壓箱調(diào)節(jié)上下游水流的水泵，節(jié)省土建工作量和投資；簡(jiǎn)化了試驗(yàn)流程，節(jié)省了水電費(fèi)用及試驗(yàn)時(shí)間。
文檔編號(hào)G01M10/00GK102288384SQ201110214429
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者嚴(yán)秀俊, 凌國(guó)增, 姜樹(shù)海, 張瑞凱, 胡亞安, 蘇有為, 鄭楚佩 申請(qǐng)人:水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院