專利名稱：大型非恒定流減壓箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水力學(xué)試驗設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種減壓箱，具體的說是一種實驗室用大型非恒定流減壓箱。
背景技術(shù)：
目前在水力學(xué)實驗室中，常見的減壓箱由試驗工作段、抽真空系統(tǒng)、供回水管路 (必須設(shè)置水泵系統(tǒng))組成，試驗時，啟閉設(shè)備只能固定開度，不方便調(diào)節(jié)，一般只能進(jìn)行恒定流減壓試驗。試驗?zāi)M與原型的非恒定流連續(xù)過程有差別，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)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在缺點，提出一種大型非恒定流減壓箱，操作簡便，回水管路中不用設(shè)置水泵，能夠提供大流量和非恒定流，可以解決減壓實驗中水泵空蝕破壞、不能模擬原型的非恒定流連續(xù)過程的技術(shù)問題。本實用新型解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是大型非恒定流減壓箱，包括上游水庫箱、下游水庫箱、試驗工作段和計算機，所述試驗工作段內(nèi)設(shè)有模型，所述上游水庫箱和下游水庫箱通過回水管聯(lián)通，所述上游水庫箱通過進(jìn)水管連接所述試驗工作段的模型，試驗工作段的模型通過出水管連接下游水庫箱， 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，模型控制閥門連接有控制其連續(xù)開啟的液壓啟閉系統(tǒng)， 上游水庫箱內(nèi)設(shè)有上游水位傳感器，下游水庫箱內(nèi)設(shè)有下游水位計，上游水位傳感器、下游水位計和液壓啟閉系統(tǒng)與計算機連接；還包括集氣罐、真空泵、水庫抽氣管和試驗工作段抽氣管，集氣罐與真空泵連接，水庫抽氣管與試驗工作段抽氣管都與集氣罐連接；水庫抽氣管連接上游水庫箱和下游水庫箱，其(水庫抽氣管)上設(shè)有上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥，上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥一側(cè)的與上游水庫箱連接的水庫抽氣管通過上游抽氣支管連接至集氣罐，上游抽氣支管上設(shè)有上游水庫抽氣管間閥，上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥一側(cè)的與下游水庫箱連接的水庫抽氣管通過下游抽氣支管連接至所述集氣罐，下游抽氣支管上設(shè)有下游水庫抽氣管間閥；試驗工作段抽氣管連接試驗工作段，其(試驗工作段抽氣管)上設(shè)有試驗工作段抽氣管間閥；下游水庫箱上開有下游水庫進(jìn)氣管，下游水庫進(jìn)氣管上設(shè)有下游水庫進(jìn)氣閥。這樣，在計算機中設(shè)定非恒定流減壓箱上下游水位，當(dāng)減壓箱中氣壓達(dá)到試驗所需真空度時，計算機設(shè)定液壓桿的行程，發(fā)送信號至液壓啟閉系統(tǒng)，液壓啟閉系統(tǒng)收到信號后驅(qū)動液壓桿運動，按照計算機設(shè)定的行程運行；試驗工作段中模型的控制閥門打開，水流流經(jīng)上游水庫、進(jìn)水管、試驗工作段、通過出水管進(jìn)入下游水庫，當(dāng)上下游水庫水位齊平時， 此次非恒定流試驗過程結(jié)束；通過上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥、下游水庫抽氣管間閥、試驗工作段抽氣管閘閥、上游水庫抽氣管閘閥及進(jìn)水出水管閘閥的聯(lián)動，利用下游水庫與上游水庫水面的氣壓差，實現(xiàn)下游水庫水流向上游水庫的調(diào)度；當(dāng)上下游水位和真空度達(dá)到試驗所需值時，下一試驗過程開始，如此往復(fù)，實現(xiàn)非恒定流減壓試驗功能。本實用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是前述的大型非恒定流減壓箱，上游水庫箱和下游水庫箱都至少包括兩個分水箱， 相鄰分水箱之間設(shè)有調(diào)節(jié)水庫內(nèi)部聯(lián)通閥和水庫內(nèi)部調(diào)節(jié)水泵，各分水箱與水庫抽氣管直接連接或通過支管連接到水庫抽氣管。這樣上游水庫和下游水庫可以通過水庫內(nèi)部聯(lián)通閥及調(diào)節(jié)水泵達(dá)到水位微調(diào)的目的。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型通過各管路及閥門的設(shè)置來調(diào)節(jié)水流，在實驗室中能夠模擬非恒定流過程，且操作簡單；本實用新型通過氣壓調(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；試驗過程中，上游水庫、下游水庫可以通過水庫內(nèi)部聯(lián)通閥及調(diào)節(jié)水泵達(dá)到水位微調(diào)的目的，簡化了試驗流程，節(jié)省了水電費用及試驗時間；本實用新型操作簡便，回水管路中不用設(shè)置水泵，能夠提供大流量和非恒定流，可以解決減壓實驗中水泵空蝕破壞、不能模擬原型的非恒定流連續(xù)過程的技術(shù)問題。

圖1是本實用新型的立面示意圖。圖2是本實用新型的平面示意圖。
具體實施方式
實施例1本實施例是一種大型非恒定流減壓箱，連接如圖1和圖2所示，包括上游水庫箱 1、下游水庫箱2、試驗工作段3和計算機，試驗工作段3內(nèi)設(shè)有模型23，上游水庫箱1和下游水庫箱2通過回水管6聯(lián)通，上游水庫箱1通過進(jìn)水管4連接所述試驗工作段3的模型 23，試驗工作段3的模型23通過出水管5連接下游水庫箱2，進(jìn)水管4上設(shè)有進(jìn)水管閘閥 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)有模型控制閥門對，模型控制閥門M連接有控制其連續(xù)開啟的液壓啟閉系統(tǒng)22， 上游水庫箱1內(nèi)設(shè)有上游水位傳感器25，下游水庫箱2內(nèi)設(shè)有下游水位計沈，上游水位傳感器25、下游水位計沈和液壓啟閉系統(tǒng)22與計算機連接。還包括集氣罐9、真空泵10、水庫抽氣管7和試驗工作段抽氣管8，集氣罐9與真空泵10連接，連接管道上設(shè)有間閥18，水庫抽氣管7與試驗工作段抽氣管8都與集氣罐9連接。水庫抽氣管7連接上游水庫箱1和下游水庫箱2，其上設(shè)有上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥14，上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥14 一側(cè)的與上游水庫箱1連接的水庫抽氣管7通過上游抽氣支管觀連接至集氣罐9，上游抽氣支管 28上設(shè)有上游水庫抽氣管間閥17，上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥14 一側(cè)的與下游水庫箱2連接的水庫抽氣管7通過下游抽氣支管四連接至集氣罐9，下游抽氣支管四上設(shè)有下游水庫抽氣管間閥15。試驗工作段抽氣管8連接試驗工作段3，其上設(shè)有試驗工作段抽氣管閘閥 16;下游水庫箱2上開有下游水庫進(jìn)氣管，下游水庫進(jìn)氣管上設(shè)有下游水庫進(jìn)氣閥19。上游水庫箱1由兩個分水庫箱組成，兩個分水庫箱之間設(shè)有調(diào)節(jié)水庫內(nèi)部聯(lián)通閥20和水庫內(nèi)部調(diào)節(jié)水泵21，兩個分水庫箱通過支管連接到水庫抽氣管7。下游水庫箱2由四個分水庫箱組成，相鄰分水庫箱之間設(shè)有調(diào)節(jié)水庫內(nèi)部聯(lián)通閥20和水庫內(nèi)部調(diào)節(jié)水泵21，各分水庫箱通過支管連接到水庫抽氣管7。本實施例的工作過程如下(-)在計算機中設(shè)定非恒定流減壓箱上下游水庫水位；㈡啟動真空泵10，打開抽氣閘閥18，打開上下游水庫氣壓聯(lián)通閘閥14、下游水庫抽氣管閘閥15、試驗工作段抽氣管閘閥16和上游水庫抽氣管閘閥17，當(dāng)減壓箱中氣壓達(dá)到試驗所需真空度時，計算機控制液壓啟閉系統(tǒng)22，發(fā)送信號至液壓啟閉系統(tǒng)22，液壓啟閉系統(tǒng)22收到信號后控制模型控制閥門M ；㈢液壓啟閉系統(tǒng)22驅(qū)動模型控制閥門24，水流從上游水庫箱1，經(jīng)過進(jìn)水管4，試驗工作段3，出水管5進(jìn)水進(jìn)入下游水庫2，當(dāng)上下游水庫水位齊平時，此次非恒定流試驗過程結(jié)束；㈣關(guān)閉上下游水庫氣壓聯(lián)通閘閥14、下游水庫抽氣管閘閥15、試驗工作段抽氣管閘閥16，關(guān)閉進(jìn)水管閘閥11和出水管閘閥12，開啟回水管閘閥13，開啟下庫進(jìn)氣閥19，使下游水庫水面氣壓逐漸上升，此時上游水庫還在繼續(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，由于上下游水庫水流表面氣壓的不同，下游水庫的水流通過回水管路而流向上游水庫，實現(xiàn)下游水庫水流向上游水庫的調(diào)度；㈤試驗過程中，上游水庫、下游水庫可以通過水庫內(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)上下游水庫水位達(dá)到試驗所需水位時，關(guān)閉下游水庫進(jìn)氣閥19，打開上下游水庫氣壓聯(lián)通閘閥14、下游水庫抽氣管閘閥15和試驗工作段抽氣管閘閥16，真空泵繼續(xù)對減壓箱系統(tǒng)進(jìn)行抽氣，當(dāng)減壓箱中氣壓達(dá)到試驗所需真空度時，下一試驗過程開始，如此往復(fù)，實現(xiàn)非恒定流減壓試驗功能。本實用新型還可以有其它實施方式，凡采用同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.大型非恒定流減壓箱，包括上游水庫箱(1)、下游水庫箱(2)、試驗工作段(3)和計算機，所述試驗工作段(3)內(nèi)設(shè)有模型(23)，所述上游水庫箱(1)和下游水庫箱(2)通過回水管(6)聯(lián)通，所述上游水庫箱(1)通過進(jìn)水管(4)連接所述試驗工作段(3)的模型(23)，所述試驗工作段(3)的模型(23)通過出水管(5)連接下游水庫箱(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(24)，所述模型控制閥門(24)連接有控制其連續(xù)開啟的液壓啟閉系統(tǒng)(22)，所述上游水庫箱(1)內(nèi)設(shè)有上游水位傳感器(25)，所述下游水庫箱(2)內(nèi)設(shè)有下游水位計(26)，所述上游水位傳感器(25)、下游水位計(26)和液壓啟閉系統(tǒng)(22)與計算機連接；其特征在于還包括集氣罐(9)、真空泵 (10)、水庫抽氣管(7)和試驗工作段抽氣管(8)，所述集氣罐(9)與真空泵(10)連接，所述水庫抽氣管(7)與試驗工作段抽氣管(8)都與集氣罐(9)連接；所述水庫抽氣管(7)連接上游水庫箱(1)和下游水庫箱(2)，其上設(shè)有上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥(14)，所述上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥(14)一側(cè)的與所述上游水庫箱(1)連接的水庫抽氣管(7)通過上游抽氣支管 (28)連接至所述集氣罐(9)，所述上游抽氣支管(28)上設(shè)有上游水庫抽氣管間閥(17)，所述上下游水庫氣壓聯(lián)通間閥(14)一側(cè)的與所述下游水庫箱(2)連接的水庫抽氣管(7)通過下游抽氣支管(29 )連接至所述集氣罐(9 )，所述下游抽氣支管(29 )上設(shè)有下游水庫抽氣管閘閥(15);所述試驗工作段抽氣管(8)連接試驗工作段(3)，其上設(shè)有試驗工作段抽氣管閘閥(16);所述下游水庫箱(2)上開有下游水庫進(jìn)氣管，所述下游水庫進(jìn)氣管上設(shè)有下游水庫進(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箱(1)和下游水庫箱(2)都至少包括兩個分水箱，所述相鄰分水箱之間設(shè)有調(diào)節(jié)水庫內(nèi)部聯(lián)通閥(20)和水庫內(nèi)部調(diào)節(jié)水泵(21)，所述各分水箱與水庫抽氣管(7)直接連接或通過支管連接到水庫抽氣管(7)。
專利摘要本實用新型屬于水力學(xué)試驗設(shè)備領(lǐng)域,是一種實驗室用大型非恒定流減壓箱，包括上游水庫箱、下游水庫箱、試驗工作段和計算機，還包括集氣罐、真空泵、水庫抽氣管和試驗工作段抽氣管，集氣罐與真空泵連接，水庫抽氣管與試驗工作段抽氣管都與集氣罐連接；水庫抽氣管連接上游水庫箱和下游水庫箱，下游抽氣支管上設(shè)有下游水庫抽氣管閘閥；試驗工作段抽氣管連接試驗工作段，其上設(shè)有試驗工作段抽氣管閘閥；下游水庫箱上開有下游水庫進(jìn)氣管，下游水庫進(jìn)氣管上設(shè)有下游水庫進(jìn)氣閥。本實用新型操作簡便，回水管路中不用設(shè)置水泵，能夠提供大流量和非恒定流，可以解決減壓實驗中水泵空蝕破壞、不能模擬原型的非恒定流連續(xù)過程的技術(shù)問題；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；簡化試驗流程，節(jié)省了水電費用及試驗時間。
文檔編號G01M10/00GK202141579SQ20112027124
公開日2012年2月8日 申請日期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, 凌國增, 姜樹海, 張瑞凱, 胡亞安, 蘇有為, 鄭楚佩 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院