[發明專利]一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202111486766.1
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114563319A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 劉浩;陳迪楊;吳洪友;魏光賓;高達;王旌;李江寧;江浩
• 申請（專利權）人: 濟南軌道交通集團有限公司;山東大學;中鐵上海工程局集團有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

1.一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置，其特征在于，包括水箱、臥式離心泵、空氣壓縮機、傳感器、變徑輸送部件、試驗艙部件和料倉部件；

所述水箱的一側依次通過所述臥式離心泵、所述傳感器和所述變徑輸送部件與所述試驗艙部件的一端連接；所述水箱的另一側通過所述傳感器和所述變徑輸送部件與所述試驗艙部件的另一端連接；

所述空氣壓縮機與所述料倉部件通過壓力變送器連接；所述料倉部件的出料口通過電動球閥與所述試驗艙部件的進料口連接。

2.如權利要求1所述的一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置，其特征在于，所述水箱設置在支架上；所述水箱的一端與所述臥式離心泵通過輸送管直接連接，所述輸送管遠離所述臥式離心泵的一端設置在所述水箱的下端，所述水箱的另一端與所述傳感器通過輸送管直接連接，所述輸送管遠離所述傳感器的一端設置在所述水箱的上端。

3.如權利要求1所述的一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置，其特征在于，所述傳感器為電磁流量計水液體電子數顯管道式高精度傳感器。

4.如權利要求1所述的一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置，其特征在于，所述變徑輸送部件包括伸縮裝置、變徑壓板、方形管道、方形法蘭和第一圓形法蘭；

所述方形管道的一端通過所述方形法蘭與所述試驗艙部件連接，另一端通過過渡管道、所述圓形法蘭與所述傳感器連接；所述變徑壓板滑動設置在所述方形管道上，所述變徑壓板位于所述方形管道外部的一端設置有所述伸縮裝置。

5.如權利要求4所述的一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置，其特征在于，所述伸縮裝置包括依次連接的步進電機、減速機、聯軸器、軸承座和滾珠絲杠，所述滾珠絲杠上設置有滾珠絲杠螺母，所述變徑壓板位于所述方形管道外部的一端固定在所述滾珠絲杠螺母上。

6.如權利要求1所述的一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置，其特征在于，所述試驗艙部件為亞克力板構成的盒體結構，盒體內與水流平行的方向上設置有多個相互平行的襯板；所述襯板兩端，相鄰襯板之間均設置有蜂窩孔亞克力板，所述襯板為亞克力板。

7.如權利要求6所述的一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置，其特征在于，所述試驗艙部件的進料口設置在上側且固定有第二圓形法蘭，所述二圓形法蘭與所述電動球閥連接。

8.如權利要求1所述的一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置，其特征在于，所述料倉部件包括上部設置的壓力變送器和密封蓋板以及下部設置的電動球閥，所述壓力變送器通過管道與所述空氣壓縮機連接。

9.如權利要求1所述的一種基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置，其特征在于，所述臥式離心泵包括第一臥式離心泵和第二臥式離心泵，所述第一臥式離心泵和所述第二臥式離心泵的動力方向相反。

10.一種基于水材料研究的溶洞充填試驗方法，其特征在于，采用了如權利要求1-9任一項所述的基于水材料研究的溶洞充填試驗裝置；包括：

啟動第一臥式離心泵，水從所述水箱流出，依次經過所述傳感器和所述變徑輸送部件進入所述試驗艙部件，然后另一端的變徑輸送部件和傳感器流回水箱，通過設置第一臥式離心泵使得整個裝置處于恒水壓狀態；

啟動所述空氣壓縮機，向所述料倉部件內通入氣體，并通過空氣壓縮機的設置使得料倉處于恒壓狀態；空氣壓縮機向料倉部件加額定壓力自動停止，電動球閥自動打開，料倉內的透水材料在突變壓力情況下，快速向低壓試驗艙運動，進而進行透水沖壓材料試驗；

在試驗艙工作過程中，使用變徑輸送部件對管道口徑調節，實現多種要求下的透水沖壓材料試驗。