CN107917794B - 一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于溢油水下运动模拟试验技术领域，公开了一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，包括椭圆轨道和位于椭圆轨道下方的水平滑道，椭圆轨道的中心位置设置有电机，电机连接弹簧压缩杆件的末端，弹簧压缩杆件的顶端嵌装于椭圆轨道的凹槽中且其顶端在电机的驱动下沿椭圆轨道滑动；同时弹簧压缩杆件的顶端通过可动铰与竖向滑杆的上端连接，竖向滑杆的中部通过滑块连接于水平滑道，竖向滑杆的底端固定有溢油出口，溢油出口连接安装有溢油阀门的输油导管。本发明能够模拟真实海洋环境下水下溢油的情况，对于不同溢油位置、溢油流量以及不同海况条件下油品的垂向运动状态及规律进行模拟研究，并将研究结果应用于对实际溢油事故的处理中。
Description
技术领域
本发明属于溢油水下运动模拟试验技术领域，具体的说，是涉及一种水下溢油运动试验装置。
背景技术
随着海洋资源的开发，海洋水下溢油事故频频发生。当溢油点位于水下时，油品的运动状态随着海洋环境以及溢油流态的改变而改变。溢油点在水下的位置、溢油的流出速度以及油品性质都会影响溢油的垂向运动状态。为了全面了解和研究在不同条件下水下溢油从出油点运动至海面的运动过程及规律，需要进行水下的溢油模拟试验，且模拟试验确保能够真实准确的模拟实际海洋环境条件。
目前对于水下溢油模拟试验装置较少，不能够对水下溢油的情况下油品的垂向运动规律进行深入全面的研究，无法对海洋水下溢油的应急处理提供有利的技术支持。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提出了一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，该装置能够模拟真实海洋环境下水下溢油的情况，对于不同溢油位置、溢油流量以及不同海况条件下的油品的垂向运动状态及规律进行模拟研究，并将研究结果应用于对实际溢油事故的处理中。
本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，包括椭圆轨道和水平滑道，所述水平滑道水平的设置在所述椭圆轨道下方；所述椭圆轨道的中心位置设置有电机，所述电机连接弹簧压缩杆件的末端，所述弹簧压缩杆件的顶端嵌装于椭圆轨道的凹槽中，所述弹簧压缩杆件的顶端在所述电机的驱动下可沿椭圆轨道滑动；同时，所述弹簧压缩杆件的顶端通过可动铰与竖向滑杆的上端连接，所述竖向滑杆的中部通过滑块连接于所述水平滑道，所述竖向滑杆的底端固定有溢油出口，所述溢油出口连接有输油导管，所述输油导管上安装有溢油阀门。
其中，所述椭圆轨道沿竖直平面设置。
其中，所述水平滑道与所述椭圆轨道所构成椭圆的长轴或短轴相互平行。
其中，所述椭圆轨道、所述水平滑道、所述电机均通过支架固定安装于水上平台。
其中，所述竖向滑杆沿竖直方向设置。
其中，所述竖向滑杆与所述水平滑道的相对面均设置有凹槽，所述滑块两端分别嵌装于所述竖向滑杆与所述水平滑道的凹槽内。
本发明的有益效果是：
(一)本发明的垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其溢油出口能够在传动装置的带动下在竖直面做椭圆周运动，因此能够在静水条件下等效模拟波浪作用的水下溢油试验，省略了波浪作用下水下溢油试验造波环节，大大简化了试验的过程；
(二)本发明的垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其竖向滑杆与水平滑道之间采用滑块连接，使竖向滑杆能够保持在竖直方向自由地沿着水平滑道滑动，保证了与竖向滑杆固定连接的溢油出口能够稳定的在竖直平面做椭圆周运动，保证试验的准确性。
(三)本发明的垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其输油导管上部设有溢油阀门，能够控制溢油的流出流量以及流出时间，可以分别对水下瞬时溢油以及连续溢油的情况进行试验；
(四)本发明的垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其电机和支架均固定于水上平台，保证了结构的稳定性、耐久性，以及实验过程的安全性。
(五)本发明的垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，应用范围广泛，可进行平静水面以及有波浪作用水面的水下溢油垂向运动试验。
附图说明
图1是本发明的垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置的结构示意图；
图2是本发明的弹簧压缩杆件与椭圆轨道、竖向滑杆连接处的局部放大图；
图3是本发明的竖向滑杆与水平滑道通过滑块连接处的局部放大图；
其中：1.椭圆轨道；2.电机；3.弹簧压缩杆件；4.竖向滑杆；5.水平滑道；6.滑块；7.溢油出口；8.输油导管；9.溢油阀门；10.支架。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，本实施例提供了一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，该装置包括椭圆轨道1、电机2、弹簧压缩杆件3、竖向滑杆4、水平滑道5、滑块6、溢油出口7、输油导管8、溢油阀门9、支架10。
椭圆轨道1沿竖向平面设置，水平滑道5水平设置在椭圆轨道1下方，并且水平滑道5与椭圆轨道1所构成椭圆的长轴或短轴相互平行。椭圆轨道1通过支架10固定安装于水上平台，水平滑道5也通过支架10固定安装于水上平台，从而确保装置的稳定性。
电机2安装于椭圆轨道1的中心位置，也通过支架10固定安装于水上平台。电机2的传动轴与弹簧压缩杆件3的末端连接，弹簧压缩杆件3的顶端设置有凸部，并以该凸部嵌装于椭圆轨道1的凹槽中，如图2所示。弹簧压缩杆件3具有弹性，在电机2的驱动下，弹簧压缩杆件3顶端可以沿椭圆轨道1滑动，在运动过程中弹簧压缩杆件3由于弹簧弹性作用始终保持不脱离椭圆轨道1。
如图2和图3所示，竖向滑杆4沿竖直方向设置，竖向滑杆4上端与弹簧压缩杆件3顶端通过可动铰相连，竖向滑杆4中部通过滑块6与水平滑道5相连，竖向滑杆4底部与溢油出口7固定连接。竖向滑杆4与水平滑道5的相对面均设置有凹槽，滑块6两端分别嵌装于竖向滑杆4与水平滑道5的凹槽内。这样，竖向滑杆4既能够沿水平滑道5左右运动，也可以相对于滑块6上下运动。竖向滑杆4上端随弹簧压缩杆件3顶端一同做椭圆周轨迹的运动，同时滑块6和水平滑道5的限位作用使竖向滑杆4的方向始终保持竖直，因此保证了溢油出口7始终在竖直平面内做椭圆周轨迹的运动。
溢油出口7连接输油导管8，输油导管8上部安装有溢油阀门9，溢油阀门9设置于平台上，溢油阀门9用于控制溢油的流出流量以及流出时间。
本发明的垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其工作原理是：
电机2驱动弹簧压缩杆件3转动，由于弹簧压缩杆件3可自由伸缩，弹簧压缩杆件3顶端嵌入椭圆轨道1的凹槽内做椭圆周轨迹的运动。竖向滑杆4随弹簧压缩杆件3共同运动，滑块6和水平滑道5使竖向滑杆4的方向始终保持竖直，从而保证竖向滑杆4下端固定连接的溢油出口7在竖直平面内也做椭圆周轨迹的运动。溢油出口7接有输油管道8，油品通过输油管道8流进溢油出口7，从而模拟在不同水深位置溢油情况，研究油品垂向运动规律。通过控制阀门9控制溢油流量与溢油时间，可以分别模拟瞬时溢油与连续溢油的情况。在试验过程中，在静水条件下可近似等效于波浪作用下的水下溢油过程，从而省去了水下溢油试验造波过程。椭圆轨道1、电机2与水平滑道5通过支架10固定安装在水上平台，确保装置的稳定性、安全性与耐久性。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其特征在于，包括椭圆轨道和水平滑道，所述水平滑道水平的设置在所述椭圆轨道下方；所述椭圆轨道的中心位置设置有电机，所述电机连接弹簧压缩杆件的末端，所述弹簧压缩杆件的顶端嵌装于椭圆轨道的凹槽中，所述弹簧压缩杆件的顶端在所述电机的驱动下可沿椭圆轨道滑动；同时，所述弹簧压缩杆件的顶端通过可动铰与竖向滑杆的上端连接，所述竖向滑杆的中部通过滑块连接于所述水平滑道，所述竖向滑杆的底端固定有溢油出口，所述溢油出口连接有输油导管，所述输油导管上安装有溢油阀门。
2.根据权利要求1所述的一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其特征在于，所述椭圆轨道沿竖直平面设置。
3.根据权利要求1所述的一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其特征在于，所述水平滑道与所述椭圆轨道所构成椭圆的长轴或短轴相互平行。
4.根据权利要求1所述的一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其特征在于，所述椭圆轨道、所述水平滑道、所述电机均通过支架固定安装于水上平台。
5.根据权利要求1所述的一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其特征在于，所述竖向滑杆沿竖直方向设置。
6.根据权利要求1所述的一种垂向水下波动轨迹溢油口模拟试验装置，其特征在于，所述竖向滑杆与所述水平滑道的相对面均设置有凹槽，所述滑块两端分别嵌装于所述竖向滑杆与所述水平滑道的凹槽内。
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