[發明專利]用于水力學和泥沙動力學的雙向試驗水槽

有效

• 申請號: 200910062237.1
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101561345A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 許明;胡向陽;范北林;馬志敏
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳家安

技術領域

本發明涉及一種用于水力學和泥沙動力學的雙向試驗水槽。?

背景技術

試驗水槽是水力學及河流動力學開展研究的重要試驗方法設施之一，試驗水槽已有近百年的歷史。水槽試驗研究的成果質量與試驗水槽的控制精度和測量精度密切相關，因此試驗水槽的控制方式和控制精度以及測量的儀器設備也都在不斷的改進和提高中。目前試驗水槽控制方面所涉及的儀器設備有離心水泵、電磁流量計、電動調節閥、自動水位計及含沙量測量與控制設備等。測量方面所涉及的儀器設備與研究內容相關，但主要的有流速測量、水位測量、含沙量測量，地形測量等等。要提高水槽試驗的試驗質量，提高試驗水槽的控制精度十分重要。?

目前的水槽試驗只能開展單一功能的試驗，水槽控制既麻煩，控制精度也不高。現有的不含供沙系統的試驗水槽主要由供水部分和流量控制部分及水位控制部分組成。供水部分包括供水水泵、工作水池、回水渠等。流量控制部分包括電磁流量計、電動調節閥、配套的控制和顯示儀表及相應的流量控制軟件。水位控制部分包括水位測針、自動水位計、電動尾門和相應的水位控制軟件。控制次序通常是先啟動水泵，然后調節流量，流量調整穩定后通過調節尾門控制試驗水位。控制工藝流程是：(真空泵→)離心水泵→(供水)→電磁流量計→電動閥門→(控制水槽流量)→尾門水位計→尾門→(控制水槽水位)?→回水渠→工作水池，研究泥沙運動規律時再增加相應的供沙系統。由上可見各個組成部分相互獨立，互不相干。進行水槽試驗時，使用人員常感到控制不便，水槽試驗的精度也難以進一步提高(如圖3、圖4所示)。?

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有背景技術的不足之處，而提供一種水力學和河流動力學的雙向試驗水槽。本發明充分利用了最新科技進步成果，采用了剛面世不久的雙向軸流水泵和雙向電磁流量計。同時采用新的控制流程取代目前現有的控制工藝流程，用整體控制的方法實現功能完善、操作方便、計算機自動控制的多功能試驗水槽。?

本發明的目的是通過如下措施來達到的：用于水力學和泥沙動力學的雙向試驗水槽，它包括水槽，在水槽的兩端有對稱的進出水口，其特征在于有過渡段與進出水口相通，在過渡段之間有主管道，所述的主管道上間隔安裝有雙向軸流水泵、第一電動調節閥和第一雙向電磁流量計，驅動水泵的電動機由變頻調速器控制。?

在上述技術方案中，在所述的主管道的第一電動調節閥和第一雙向電磁流量計段旁安裝有小口徑旁路通道，所述的小口徑旁路通道上安裝有小口徑的第二電動調節閥和第二雙向電磁流量計。?

在上述技術方案中，在所述的進出水口上安裝有排空閥門。?

在上述技術方案中，在所述雙向軸流水泵的輸入口和輸出口兩端并聯設置有循環管道，在循環管道上安裝有第三電動調節閥。?

本發明用于水力學和河流動力學的雙向試驗水槽具有如下優點：①、本發明采用最小循環系統設計思想，能夠做到環保。因為進行河流動力學方面的研究時，經常開展各種模型沙的試驗，不同材質的模?型沙可能會互相影響，往往做完一種材質的模型沙，就需要對系統的全部水體進行更換，因此系統的總體水量小，就可以減小排放，減小浪費。②、本發明采用最小循環系統，能夠做到節能。能將水體所需的提升高度減到最小，水泵驅動水體運動除了輸水通道的阻力損耗沒有額外的能量消耗。因此本發明的水槽比現有的同規格的試驗水槽節能數倍以上。這體現在兩個方面，一個是總功率方面，比如，最大流量為2400m³/h時，常規設計要用3臺流量為800m³/h，揚程為12米-15米，功率為45kw-55kw的離心泵，建一個泵房和工作水池，本發明所建水槽僅用1臺流量為2400m³/h，揚程為2.8米-3.3米，功率為37-45kw的軸流泵。另一個是控制方法方面，目前的常規設計是按前面所述的供水部分和流量控制部分各自獨立考慮，流量控制部分沒有考慮減小水泵水頭損失的措施。使得水泵所需揚程加大，造成額外能量損耗。③、本發明的雙向試驗水槽可不單獨修建供水泵房，取消工作水池和回水渠，可以減少試驗水槽的建設工程費用。?

附圖說明

圖1為本發明試驗水槽的側面結構剖視圖。?

圖2為本發明試驗水槽的結構俯視圖。?

圖3為現有試驗水槽的側面結構剖視圖。?

圖4為現有試驗水槽的結構俯視圖。?