[實用新型]一種用于高g值下離心模型試驗的循環供水裝置

有效

• 申請號: 201821977879.5
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN209280712U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 黃博;王立即;凌道盛;趙宇;唐耀;李建華;王輝
• 申請（專利權）人: 浙江大學;杭州邦威機電控制工程有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;E03B1/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本實用新型公開了一種用于高g值下離心模型試驗的循環供水裝置，包含水循環泵組、伺服控制系統和輸水管路；水循環泵組由六組雙動往復式水泵構成，六組雙動往復式水泵對稱布置在離心模型試驗的模型箱兩側；模型箱分為上下兩層，上層為試驗用的模型區域，下層為存儲試驗用水的儲水箱；每組雙動往復式水泵由雙向液壓伺服作動器和連接在伺服作動器兩端的兩個水缸構成；伺服作動器用于控制雙動往復式水泵運轉；伺服控制系統反饋供水過程的實時數據，并控制伺服作動器完成供水。本實用新型裝置具有供水流量大、可在高g值的超重力環境下工作、設計新穎、對周圍環境影響較小的優點。

技術領域

本實用新型涉及土工離心機技術領域，尤其涉及一種用于高g值下離心模型試驗的循環供水裝置。

背景技術

高離心力下離心機大流量連續供水和控制技術是離心模型試驗中的技術難點。實現水力作用下離心模型試驗必須解決以下問題：第一，在離心機系統中需具備合適的水流控制系統，該系統在試驗過程中應能持續提供足夠的水量；第二，水流進入模型箱內時，高速水流沖擊力不能以對緩沖池底板造成損害，不能具有過高的動能，以免沖毀模型；第三，試驗水流不影響模型箱內部電子設備的正常工作；第四，在高重力場中，所有元器件能正常工作。南京水科院采用了旋轉接水環的思路的供水系統，開發了一套大流量模型水流控制系統，該系統試驗用水需要直接排到離心機室，水流在高速轉動下形成的霧化水汽會對主機產生腐蝕，影響主機的使用壽命。北京工業大學發明一種可以在離心機中進行水體循環裝置。該實驗裝置可以提供一個封閉的水循環空間，避免了水體排出造成的水霧對試驗的影響和對離心機設備的損壞。但由于在離心機中水泵工作受到抑制，要在高加速度下為模型提供較大流量，則水泵需要很大的功率，這時水泵體積就會增大，從而增大了模型箱的尺寸及整個裝置的重量，對試驗不利。

實用新型內容

針對現有離心模型試驗供水裝置的不足，本實用新型提供一種用于高g值下離心模型試驗的循環供水裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：一種用于高g值下離心模型試驗的循環供水裝置，包含水循環泵組、伺服控制系統和輸水管路；所述水循環泵組由六組雙動往復式水泵構成，六組雙動往復式水泵對稱布置在離心模型試驗的模型箱兩側；所述模型箱分為上下兩層，上層為試驗用的模型區域，下層為存儲試驗用水的儲水箱；每組雙動往復式水泵由雙向液壓伺服作動器和連接在伺服作動器兩端的兩個水缸構成；每組雙動往復式水泵的進水口通過輸水管路與吸水單向閥連接，吸水單向閥通過輸水管路與模型箱下層的蓄水箱連接，每組雙動往復式水泵的出水口通過輸水管路與排水單向閥連接，排水單向閥通過輸水管路與模型箱上層的模型區域連接；伺服作動器用于控制雙動往復式水泵運轉；伺服控制系統用于控制伺服作動器完成供水。

進一步地，所述輸水管路為不銹鋼無縫鋼管，通過水管支架固定在模型箱上。

進一步地，所述六組雙動往復式水泵相互平行布置。

進一步地，所述伺服作動器兩端的液壓桿與雙動往復式水泵的活塞桿同軸連接，通過活塞桿帶動活塞在水缸中做往復運動。

進一步地，所述雙動往復式水泵兩端與水缸配合的兩個活塞桿形成懸臂結構，該懸臂結構由直線導軌支撐。

進一步地，所述伺服控制系統包括流量傳感器和位移傳感器，所述流量傳感器安裝在與模型箱上層的模型區域連接的輸水管路上，用于測量進入模型區域的進水流量，所述位移傳感器用于測量伺服作動器的液壓桿位置，以得到雙動往復式水泵的活塞伸縮量。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供了一種用于高g值下離心模型試驗的循環供水裝置，包含水循環泵組、伺服控制系統和輸水管路；水循環泵組由六組雙動往復式水泵構成，每組雙動往復式水泵由雙向液壓伺服作動器和連接在伺服作動器兩端的兩個水缸構成，能夠提升供水流量；雙動往復式水泵兩端兩個活塞桿形成的懸臂結構由直線導軌支撐，能夠放置在高g值下的大變形；本實用新型裝置具有供水流量大、可在高g值的超重力環境下工作、設計新穎、對周圍環境影響較小的優點。