[發明專利]一種摻氣式攪拌懸移質實驗加沙裝置

在審

• 申請號: 202110036899.2
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112746594A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 祝麗麗;孫志林
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種摻氣式攪拌懸移質實驗加沙裝置，包括懸沙攪拌圓筒、攪拌軸、攪拌葉片、氣泵、進氣導管、第一摻氣閥門、懸沙出流閥門，變頻水泵、流量計、出流管、懸沙出流口、第二摻氣閥門，攪拌葉片固定在攪拌軸上，組成攪拌器，攪拌器安裝在懸沙攪拌圓筒的中軸位置，懸沙攪拌圓筒的底部通過出流管連接懸沙出流口的頂部中心位置，出流管上依次安裝懸沙出流閥門、變頻水泵和流量計；氣泵連接進氣導管，進氣導管分成兩路，一路經第一摻氣閥門連接到懸沙攪拌圓筒底部中心的半球形摻氣口，另一路經第二摻氣閥門連接到懸沙出流口的側面底部。本發明使加沙容器內的水沙均勻摻混不殘留，加沙口不淤積，實驗時懸移質泥沙濃度更精確穩定。

技術領域

本發明涉及一種河流泥沙動力學學科的懸移質實驗裝置，尤其涉及一種在泥沙水槽實驗或河工模型試驗時模擬水流的懸移質泥沙濃度的裝置。

背景技術

天然河流中攜帶有泥沙，當河流中含沙量較大時，能塑造“地上懸河”(如黃河)及締造新國土(如江蘇東營)；當含沙量較小時，引起河道下切，影響堤防安全，河口地區由淤漲型轉為沖刷型。近年來，由于各大河流上興建的水庫群攔截了大量的河流泥沙，引起河流中含沙量急劇減少，出現了黃河“清”、長江“清”現象，造成河床粗化，改變了水生生物環境。因此開展河流泥沙在水流中的運移規律尤其是懸移質泥沙的運移規律研究是十分迫切需要的。目前，懸移質運動規律的研究一般在水槽設備或河工物理模型中開展，因此研發一種適用于水槽或河工物理模型的懸移質加沙裝置是至關重要的。

國內高校和研究院所現有的懸移質加沙裝置，有的采取直接在水槽里加干沙，有的采用水沙攪拌方式加沙，這些加沙設備往往存在泥沙局部淤積、懸沙出流口泥沙堵塞、懸沙濃度不穩定等問題，從而造成設定懸沙濃度與實際濃度誤差較大，加沙效果難以滿足實驗需求。

發明內容

為了解決開展懸移質泥沙實驗時加沙設備的加沙效果不佳問題，本發明提供了一種摻氣式攪拌懸移質實驗加沙裝置，使加沙容器內的水沙均勻摻混不殘留，加沙口不淤積，實驗時懸移質泥沙濃度更精確穩定。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種摻氣式攪拌懸移質實驗加沙裝置，包括懸沙攪拌圓筒、攪拌軸、攪拌葉片、氣泵、進氣導管、第一摻氣閥門、懸沙出流閥門，變頻水泵、流量計、出流管、懸沙出流口、第二摻氣閥門。所述攪拌葉片固定在攪拌軸上，組成攪拌器，攪拌器安裝在懸沙攪拌圓筒的中軸位置。懸沙攪拌圓筒的底部通過出流管連接懸沙出流口的頂部中心位置，出流管上依次安裝懸沙出流閥門、變頻水泵和流量計。氣泵連接進氣導管，進氣導管分成兩路，一路經第一摻氣閥門連接到懸沙攪拌圓筒底部中心的半球形摻氣口；另一路經第二摻氣閥門連接到懸沙出流口的側面底部。

進一步地，所述半球形摻氣口位于懸沙攪拌圓筒的底部圓心位置，為半球形鏤空結構，球壁上均勻分布著摻氣孔。

進一步地，所述懸沙出流口為外方內空的長方體結構，懸沙出流口內部貫穿若干根整流管。

進一步地，所述整流管是空心管，管壁上均勻分布著若干個圓孔。

本裝置的有益效果在于：

1、采用摻氣攪拌的方式，在懸沙攪拌圓筒底部加設半球形摻氣口。泥沙顆粒隨攪拌葉片與水流一起做旋轉運動但同時由于重力作用有下沉趨勢。氣泵及半球形摻氣口組成的摻氣單元在筒底部摻氣，氣體上行對抗泥沙顆粒的下沉，保證懸沙攪拌桶內上下各層的泥沙濃度一致，避免部分泥沙在筒底部淤積。

2、懸沙出流口中布置的多孔整流管一方面可以對水槽或者物理模型中的水流起到整流效果，另一方面由于懸沙出流口側面底部連接了摻氣管，自下而上的摻氣作用使得懸沙出流口內部的懸沙不易沉淀，懸沙水流從整流管上的圓孔均勻地進入到試驗水槽或者物理模型，不發生堵塞。懸沙出流口出流的懸移質泥沙濃度在斷面上的均勻度得到保障，不會出現上稀下濃或者局部位置濃度大周邊小的情況。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是攪拌軸的結構示意圖；