[發(fā)明專(zhuān)利]一種卷盤(pán)直徑可調(diào)的螺旋輸水盤(pán)管水力特性試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410067608.6
• 申請(qǐng)日: 2014-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103776614A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯躍;張晨駿;湯玲迪;陳超;李紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M10/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M10/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流體力學(xué)測(cè)試領(lǐng)域，涉及螺旋輸水盤(pán)管水力特性試驗(yàn)裝置，特指一種卷盤(pán)式噴灌機(jī)不同卷盤(pán)直徑下輸水軟管的水力特性試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

卷盤(pán)式噴灌機(jī)螺旋輸水盤(pán)管在噴灑過(guò)程中自動(dòng)回收，并以螺旋形式纏繞在卷盤(pán)上，水流在通過(guò)彎曲的輸水軟管時(shí)壓力損失要比直管大，在卷盤(pán)式噴灌機(jī)中螺旋輸水盤(pán)管內(nèi)的能耗約占整機(jī)能耗的20％，而螺旋輸水盤(pán)管纏繞在不同卷盤(pán)直徑下的水力特性也有很大的不同。為了降低螺旋盤(pán)管的能耗，需要通過(guò)試驗(yàn)確定最佳纏繞直徑。

2005年張敏等人發(fā)表了題為《卷盤(pán)式移動(dòng)節(jié)水噴灌機(jī)軟管最佳彎曲參數(shù)的試驗(yàn)研究》的論文，文中對(duì)纏繞一圈的輸水管進(jìn)行了水力特性試驗(yàn)，其試驗(yàn)裝置由進(jìn)出水閥門(mén)、流量控制閥、流量計(jì)、壓力表和纏繞一圈的輸水軟管等組成，試驗(yàn)時(shí)將輸水軟管在平面纏繞一周，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)控制流量，更換不同曲率半徑的試驗(yàn)輸水軟管，讀出兩個(gè)壓力表的差值來(lái)得到輸水軟管內(nèi)部的損失，但該試驗(yàn)只能對(duì)平面的一圈輸水管進(jìn)行測(cè)試，由于沒(méi)有纏繞骨架，在試驗(yàn)不同直徑的盤(pán)管時(shí)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能勝任螺旋盤(pán)管的試驗(yàn)，更不能對(duì)多圈多層螺旋纏繞的盤(pán)管進(jìn)行試驗(yàn)。

2013年湯玲迪的論文《卷盤(pán)噴灌機(jī)螺旋輸水盤(pán)管二次流特性與流動(dòng)阻力數(shù)值模擬》中采用數(shù)值模擬試驗(yàn)的方法對(duì)8種參數(shù)螺旋盤(pán)管在45種流量共計(jì)360個(gè)方案數(shù)值模擬數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，建立卷盤(pán)噴灌機(jī)摩擦系數(shù)計(jì)算公式，對(duì)多圈多層的情況是采用單圈的公式乘以圈數(shù)的假設(shè)分段計(jì)算的。

另外，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21400.1-2008《絞盤(pán)式噴灌機(jī)第1部分：運(yùn)行特性及實(shí)驗(yàn)室和田間試驗(yàn)方法》也沒(méi)有提供螺旋盤(pán)管水力特性的試驗(yàn)方法。也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他有關(guān)公開(kāi)文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可以測(cè)試不同纏繞直徑的螺旋輸水盤(pán)管水力特性的試驗(yàn)裝置，為確定最佳纏繞直徑，降低螺旋輸水盤(pán)管水力損失提供試驗(yàn)驗(yàn)證手段。本發(fā)明利用十六個(gè)精密絲杠和十六個(gè)扇形折疊擋板模擬卷盤(pán)，通過(guò)對(duì)精密絲杠的調(diào)節(jié)，可試驗(yàn)不同卷盤(pán)直徑下纏繞輸水軟管的水力特性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：整個(gè)試驗(yàn)裝置由蓄水池、水泵、流量計(jì)、管路、入口壓力表、出口壓力表、閘閥、卷盤(pán)直徑可調(diào)支架、側(cè)邊擋板、大牙盤(pán)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、精密絲杠、精密絲桿調(diào)節(jié)手柄、精密絲杠刻度表、扇形折疊擋板、扇形折疊擋板的折疊部分、壓緊桿、排管導(dǎo)軌和鏈條等構(gòu)成。蓄水池為整個(gè)試驗(yàn)提供足夠的水源，水泵提供一定的水壓，并通過(guò)管路與流量計(jì)連接，流量計(jì)通過(guò)管路與卷盤(pán)直徑可調(diào)支架的入水口連接，在入水口處安裝入口壓力表，水流通過(guò)入水口進(jìn)入螺旋輸水盤(pán)管，在螺旋輸水盤(pán)管的出水口處安裝出口壓力表和閘閥。螺旋輸水盤(pán)管一端套在輸水管接入口，另一端連接排管導(dǎo)軌，使用電機(jī)或手動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的齒輪與大牙盤(pán)嚙合從而再帶動(dòng)大牙盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，大牙盤(pán)固定在側(cè)邊擋板上，大牙盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)側(cè)邊擋板的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)螺旋輸水盤(pán)管在扇形折疊擋板上的纏繞。鏈條連接大牙盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸和排管導(dǎo)軌，當(dāng)大牙盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)鏈條也帶動(dòng)排管導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)螺旋輸水盤(pán)管進(jìn)行有規(guī)則的排列。在螺旋輸水盤(pán)管纏繞過(guò)程中壓緊桿通過(guò)彈簧力的作用對(duì)螺旋輸水盤(pán)管提供有效的壓緊力，使螺旋輸水盤(pán)管可以緊密的纏繞在十六個(gè)扇形折疊擋板上。轉(zhuǎn)動(dòng)精密絲杠調(diào)節(jié)手柄，對(duì)照精密絲杠側(cè)面的刻度表對(duì)螺旋輸水盤(pán)管直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)需要測(cè)試更大直徑的螺旋輸水盤(pán)管水力特性時(shí)，可展開(kāi)十六個(gè)扇形折疊擋板的折疊部分，這樣做可使得輸水管纏繞更趨近于圓形。

卷盤(pán)直徑可調(diào)的螺旋輸水盤(pán)管水力特性試驗(yàn)過(guò)程：轉(zhuǎn)動(dòng)精密絲杠調(diào)節(jié)手柄，對(duì)照精密絲杠側(cè)面的精密絲杠刻度表調(diào)節(jié)到所需測(cè)試的螺旋輸水盤(pán)管直徑，固定好后，使用電機(jī)或手動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的齒輪與大牙盤(pán)嚙合帶動(dòng)與其固定的側(cè)邊擋板轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)螺旋輸水盤(pán)管在扇形折疊擋板上的纏繞，纏繞到預(yù)定的圈數(shù)或?qū)訑?shù)后，開(kāi)啟水泵，調(diào)節(jié)閘閥使流量達(dá)到某一預(yù)定值，運(yùn)行一段時(shí)間并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在流量計(jì)、入口壓力表和出口壓力表上分別讀取流量、入口壓力和出口壓力數(shù)據(jù)；再利用閘閥調(diào)節(jié)另一個(gè)不同的流量值，重復(fù)以上過(guò)程；直至測(cè)量的流量值覆蓋卷盤(pán)式噴灌機(jī)所需的實(shí)際使用工況點(diǎn)范圍。最后，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪成阻力特性曲線(xiàn)圖。

附圖說(shuō)明

圖1為一種卷盤(pán)直徑可調(diào)的螺旋輸水盤(pán)管水力特性試驗(yàn)裝置示意圖

圖2為卷盤(pán)直徑可調(diào)支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為卷盤(pán)直徑可調(diào)支架去除精密絲杠及扇形折疊擋板的內(nèi)部俯視圖；

圖4為卷盤(pán)直徑可調(diào)支架的精密絲杠及扇形折疊擋板示意圖；

圖5為阻力特性曲線(xiàn)圖

圖1至圖5中部件名稱(chēng)與附圖標(biāo)記之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：