[發明專利]一種用于縮尺模型實驗的泵站模擬裝置及泵站模擬方法

在審

• 申請號: 202010025715.8
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN113129723A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 劉猛;郭文華;張宏偉;胡志鋒
• 申請（專利權）人: 上海河口海岸科學研究中心
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

一種用于縮尺模型實驗的泵站模擬裝置及泵站模擬方法，包括潛水泵，該潛水泵設置在凹陷地面的混凝土基座內的泵房里的泵倉上；泵房為透明的矩形腔體，泵房的長、寬尺寸跟據實際泵房的特征尺寸按照縮尺規則嚴格計算，而泵房的高度則由模型實際需要確定，泵房的上部為敞開式設計；泵房一側設置有位于水位線以下的進水導管，泵房另一側設置有出水導管；潛水泵通過泵倉將通過進水導管流入泵房的水泵入設置在泵房上方的流量控制系統并被其檢測及控流，接著，水流通過該流量控制系統再流入位于出水導管上方的整流組件，最后經過出水導管返回水體。本發明能有效地在河工縮尺模型上模擬泵站運行對周圍水流、泥沙運動等影響，且流量精確可控。

技術領域

本發明涉及模擬實驗裝置領域，尤其涉及一種用于縮尺模型實驗的泵站模擬裝置及泵站模擬方法。

背景技術

目前，在水利科研領域中經常需要開展河工縮尺模型實驗，而在該實驗中經常需要模擬泵站運行，研究其對周圍水流、泥沙運動等影響。

而在縮尺模型實驗中需要在模型上完全按照泵站結構，尤其是水泵結構進行縮尺制作，而現有技術下的無法實現，如完全按照泵站結構大小，則實驗經費上也不允許。

綜上所述，如果能有一種經濟可行的模擬裝置，其必須滿足兩個條件：一是流量精確可控；二是泵站進出口流態相似。所以河工縮尺模型的泵站模擬一直是水利科研領域的重大難點問題，迫切希望能夠找到一個經濟上可行、技術上可靠的模擬方法，一直是廣大科研工作者的追求目標。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種用于縮尺模型實驗的泵站模擬裝置及泵站模擬方法，本發明能夠在河工縮尺模型上模擬泵站運行對周圍水流、泥沙運動等影響，且結構簡單、造價低、流量精確可控。

本發明的一種用于縮尺模型實驗的泵站模擬裝置及泵站模擬方法，其具體如下所述：

一種用于縮尺模型實驗的泵站模擬裝置，包括潛水泵，其特征在于：

所述的潛水泵設置在一凹陷于地面的混凝土基座內的泵房里的泵倉上；

潛水泵通常為普通農用潛水泵即可，其選取依據主要考慮外形尺寸和額定流量，將其放置于泵房內的泵倉上。

所述的泵房為由有機玻璃板制成的透明的矩形腔體，泵房的長、寬尺寸跟據實際泵房的特征尺寸按照縮尺規則嚴格計算，而泵房的高度則由模型實際需要確定，且該泵房的上部為敞開式設計；

所述的泵房的一側設置有位于水體的水位線以下的進水導管，泵房的另一側則設置有出水導管；

所述的潛水泵通過泵倉將通過進水導管流入泵房的水泵入設置在泵房上方的流量控制系統并被其檢測及控流，接著，水流通過該流量控制系統再流入位于出水導管上方的整流組件，最后經過出水導管返回水體。

根據本發明的一種用于縮尺模型實驗的泵站模擬裝置，其特征在于，所述的流量控制系統包括垂直管、彎管、水平管、直讀式流量計、拱形管、阻力閥、整流組件連接管和連接管支撐架，其中，垂直管的下端與泵倉連通，垂直管的上端則設置有一90°的彎管，該彎管再連接了水平管的一端，直讀式流量計則設置在該水平管上并監測流量，水平管的另一端連接了一拱形管的一端，且在該拱形管上設置有阻力閥并調節流量，拱形管的另一端則與受到連接管支撐架支撐的整流組件連接管的一端連接，而該整流組件連接管的另一端則與整流組件連接。

流量控制系統的一端與潛水泵的泵倉出口相連，另一端則與整流組件相連，該流量控制系統的空間布置必須滿足流量計的安裝要求。

根據本發明的一種用于縮尺模型實驗的泵站模擬裝置，其特征在于，所述的垂直管、彎管、水平管及拱形管的管徑相等，均為38～42mm。

根據本發明的一種用于縮尺模型實驗的泵站模擬裝置，其特征在于，所述的整流組件連接管為水平設置的管路，其管徑與垂直管、彎管、水平管及拱形管的管徑相等。