[發明專利]一種虹吸破壞試驗研究系統

在審

• 申請號: 201710972472.7
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107607406A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 程會方;蘇夏;崔滿滿;施偉;邱健;李呼昂;龔圣捷;顧漢洋
• 申請（專利權）人: 上海核工程研究設計院有限公司;上海交通大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01M10/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

1.一種虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，包括：臺架主體，上水箱，下水箱，試驗管路，回水管路，溢流排污管路，儀表及控制系統；試驗時由于虹吸作用，所述上水箱的水流至所述下水箱，當液位下降到虹吸破壞孔以下時，空氣被吸入所述試驗管路，隨著所述上水箱液位不斷下降，吸入的空氣所占的份額不斷增加，直至虹吸現象結束，試驗結束；其間，各壓力信息、液位信息和流量信息被記入到采集系統內。

2.如權利要求1所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述臺架主體由鋼制成，下部打有地基，支撐整個試驗回路；所述臺架總高度達到20米，流體流量達到1000噸/小時，試驗對象管線直徑可達到DN250；所述臺架主體具有可供人員攀爬的爬梯及保護欄桿，設有防墜裝置以保護人員安全；所述臺架主體具有四層操作平臺，一二三層供試驗管路的拆裝，頂層支撐上水箱，操作平臺四周設有防墜欄桿。

3.如權利要求1所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述上水箱由不銹鋼制成，內部有不銹鋼拉筋以保證強度，試驗時盛滿清水，液位沒過試驗管路水平段；所述上水箱裝有磁翻板液位計，具有遠傳功能，可以將液位信號轉化為試驗采集系統所需的電壓信號；所述上水箱內部有高度可調節的溢流擋板，可維持上水箱液面至一個穩定的位置；所述上水箱一面裝有承壓觀察窗，可供人員觀看或攝像機拍攝上水箱內部情況；所述上水箱具有延長水桶，內部可容納所有試驗管路，與上水箱焊接；所述上水箱延長水桶側面具有壓力測點，通過測得的壓力可計算出上水箱液位的高度，并與試驗數據采集系統相連；所述上水箱延長水桶內部具有吊耳，供水箱延長水桶拆裝焊接使用。

4.如權利要求1所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述下水箱由不銹鋼支撐，內部有不銹鋼拉筋以保證強度，試驗時承接來自試驗管路的清水。下水箱內部設有熱電偶，用于采集水溫；所述下水箱具有排水口及排水球閥。

5.如權利要求1所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述試驗管路由四只不銹鋼管路組成，分別為DN80、DN150、DN200和DN250；按照其位置分為吸水段、水平段及下降段；所述試驗管路吸水段位于上水箱內，包括潛水式流量計和虹吸破壞孔測試段。

6.如權利要求1所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述虹吸破壞孔測試段具有不同直徑的虹吸破壞孔，試驗時選擇一種直徑的虹吸破壞孔，并使用抱箍和橡膠墊蒙堵其余虹吸破壞孔，虹吸破壞孔下方設有壓力測點；所述虹吸破壞孔具有氣體流量測量裝置。

7.如權利要求1所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述試驗管路水平段伸出上水箱外，在與下降段連接彎頭前設有排氣球閥，供試驗前排氣，令試驗回路中充滿清水；所述試驗管路下降段固定在各層臺架上，由沿程水力摩擦測試段、可拆卸的高差控制段及孔板蝶閥段組成。

8.如權利要求7所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述沿程水力摩擦測試段位于彎頭以下水流穩定段，設有上下兩個壓力測點；沿程水力摩擦測試段可按照需求更換為亞克力透明段，設有電導探針探測管內氣相體積分數，使用高速攝像機拍攝管內流態。

9.如權利要求7所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述可拆卸的高差控制段有兩段，由法蘭連接，可通過拆卸相應管線以控制所需的虹吸高差。

10.如權利要求7所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述孔板蝶閥段位于試驗管路最下方，有一塊阻力孔板和氣動蝶閥，阻力孔板可以匹配工程實際中管路的阻力，氣動蝶閥可以控制試驗的開始。

11.如權利要求1所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述回水管路由兩段管線并聯，試驗時通過水泵自下水箱至上水箱打水；其中一段回水管線由離心泵、調節閥和流量計組成；另一段回水管線由臥式雙吸泵、旁通管線、調節閥和流量計組成，旁通管線及調節閥可協同調節回水流量。

12.如權利要求1所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，所述溢流排污管路與上水箱相連，高出溢流擋板的清水自溢流排污管路流向下水箱，同時通過設有排污球閥的排污管與上水箱延長水桶相連，用于排出上水箱內的水。

13.如權利要求1所述的虹吸破壞試驗研究系統，其特征在于，儀表及控制系統包括氣動蝶閥控制開關、調節閥、壓力壓差傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、流量計和電導探針信號；所采集到的信號為：水箱延長段內的壓力信號、虹吸破壞孔前的壓力信號、沿程摩擦試驗段的壓差信號、孔板前后的壓差信號、電導探針測得的電導率信號及流量計流量信號。