CN109736287A - 一种真空反力加载系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下静力触探技术设备领域，具体而言，涉及一种真空反力加载系统及方法。一种真空反力加载系统，其包括机架、第一泵组、第二泵组以及多个真空筒。多个真空筒均与机架连接，真空筒的一端开口，并且开口远离真空筒与机架的连接处。第一泵组与多个真空筒连通，第一泵组用于引出由开口流入真空筒内的水，以使得真空筒内的压力低于真空筒外的压力。第二泵组与多个真空筒连通，第二泵组用于引导真空筒内的水由开口流出，以使得真空筒内的压力高于真空筒外的压力。该真空反力加载系统使用方便，操作简单，能够在进行水下静力触探试验的过程中，为水下静力触探试验设备提供吸附力。

Description

一种真空反力加载系统及方法

技术领域

本发明涉及水下静力触探技术设备领域，具体而言，涉及一种真空反力加载系统及方法。

背景技术

在进行水下静力触探试验的过程中，由于需要通过探杆完成触探工作，在探杆相对于工作平台运动并贯入水底地基时，需要保持水下静力触探设备在水底地基上的相对位置。

在现有技术中，为了保持水下静力触探设备在水底地基上的相对位置，往往采用的设备体积较大，并且其质量较大，由此使得设备结构复杂，操作繁琐，且不利于设备转移及安装。

发明内容

本发明的在于提供一种真空反力加载系统，该真空反力加载系统使用方便，操作简单，能够在进行水下静力触探试验的过程中，为水下静力触探试验设备提供吸附力，以使得水下静力触探试验设备能够保持在水底地基上的相对位置，保证水下静力触探试验的正常进行。

本发明的实施例是这样实现的：

一种真空反力加载系统，其包括机架、第一泵组、第二泵组以及多个真空筒；

多个真空筒均与机架连接，真空筒的一端开口，并且开口远离真空筒与机架的连接处；

第一泵组与多个真空筒连通，第一泵组用于引出由开口流入真空筒内的水，以使得真空筒内的压力低于真空筒外的压力；

第二泵组与多个真空筒连通，第二泵组用于引导真空筒内的水由开口流出，以使得真空筒内的压力高于真空筒外的压力。

在进行水下静力触探试验的过程中，由于需要通过探杆完成触探工作，在探杆相对于工作平台运动并贯入水底地基时，需要保持水下静力触探设备在水底地基上的相对位置。

在现有技术中，为了保持水下静力触探设备在水底地基上的相对位置，往往采用的设备体积较大，并且其质量较大，由此使得设备结构复杂，操作繁琐，且不利于设备转移及安装。

基于上述原因，本发明提供了一种真空反力加载系统，其包括机架、第一泵组、第二泵组以及多个真空筒。其中，多个真空筒均与机架连接，用于支撑机架，在真空筒远离真空筒与机架的连接处的一端设有开口。其外，第一泵组与多个真空筒连通，通过第一泵组能够抽出真空筒内的水，当真空筒内的水被抽出后，会使得真空筒内的压力低于真空筒外的压力，由此使得真空筒能够在于水底地基接触后，能够吸附在地基上，为水下静力触探试验提供足够的吸附力，以保证水下静力触探试验的正常进行。另外，第二泵组与多个真空筒连通，通过第二泵组能够向真空筒内注水，使得真空筒内的水由开口流出，以使得真空筒内的压力高于真空筒外的压力，从而达到消除该真空反力加载系统所提供的吸附力的作用，以便于水下静力触探试验设备的转移。

在本发明的一种实施例中：

第一泵组包括第一集水筒以及第一水环真空泵；

第一水环真空泵用于将真空筒内的水引入至第一集水筒内。

在本发明的一种实施例中：

第一集水筒包括第一排水管，第一排水管用于排出第一集水筒内的水。

在本发明的一种实施例中：

第一泵组还包括第二集水筒以及第二水环真空泵；

第二水环真空泵用于将真空筒内的水引入至第二集水筒内；

第一水环真空泵与第二水环真空泵交替工作。

在本发明的一种实施例中：

第二集水筒包括第二排水管，第二排水管用于排出第二集水筒内的水。

在本发明的一种实施例中：

第一集水筒及第二集水筒上均设有水位监测装置；

在第一水环真空泵处于运行状态，第二水环真空泵处于停止状态时，当水位监测装置监测到第一集水筒内的水位大于或等于预设水位后，第一水环真空泵变换为停止运行状态，第二水环真空泵变换为运行状态，并且第一排水管开始排出第一集水筒内的水；

在第二水环真空泵处于运行状态，第一水环真空泵处于停止状态时，当水位监测装置监测到第二集水筒内的水位大于或等于预设水位后，第二水环真空泵变换为停止运行状态，第一水环真空泵变换为运行状态，并且第二排水管开始排出第二集水筒内的水。

在本发明的一种实施例中：

在真空筒远离开口的一端设有与真空筒的内部空间连通的第一连接部、第二连接部以及固定结构；

第一连接部用于与第一泵组连通，第二连接部与第二泵组连通；

固定结构用于与机架固定连接。

在本发明的一种实施例中：

真空筒内设有过滤结构，过滤结构用于滤出由开口流入真空筒内的水中的沙子。

在本发明的一种实施例中：

过滤结构包括至少一张过滤板，过滤板设置在真空筒内，并且过滤板沿开口的轮廓设置，在过滤板上设有多个滤孔。

一种基于上述的真空反力加载系统的真空反力加载控制方法，其包括以下步骤：

启动第一泵组，关闭第二泵组，抽出真空筒内的水，使得真空筒内的压力低于真空筒外的压力，此时真空筒处于负压状态以提供吸附力；

启动第二泵组，关闭第一泵组，排出真空筒内的水，使得真空筒内的压力高于真空筒外的压力，此时真空筒提供的吸附力消失。

本发明的技术方案至少具有如下有益效果：

本发明提供的真空反力加载系统使用方便，操作简单，能够在进行水下静力触探试验的过程中，为水下静力触探试验设备提供吸附力，以使得水下静力触探试验设备能够保持在水底地基上的相对位置，保证水下静力触探试验的正常进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中水下静力触探机的结构示意图；

图2为本发明实施例中水下静力触探机的结构示意图；

图3为本发明实施例中真空筒的结构示意图。

图标：100-水下静力触探机；200-真空反力加载系统；210-机架；220-真空筒；221-开口；222-第一连接部；224-第二连接部；223-固定结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

请参考图1及图2，图1及图2为该真空反力加载系统200应用于水下静力触探机100时的装配图。该真空反力加载系统200应用于水下静力触探机100时，能够在进行水下静力触探试验的过程中，为水下静力触探试验设备提供吸附力，以使得水下静力触探试验设备能够保持在水底地基上的相对位置，保证水下静力触探试验的正常进行。

请参考图1及图2，图1及图2示出了实施例中提供的真空反力加载系统200的具体结构。

从图1中可以看出，该真空反力加载系统200包括机架210、第一泵组(图中未示出)、第二泵组(图中未示出)以及多个真空筒220。

其中，多个真空筒220均与机架210连接，真空筒220的一端开口221，并且开口221远离真空筒220与机架210的连接处。

第一泵组与多个真空筒220连通，第一泵组用于引出由开口221流入真空筒220内的水，以使得真空筒220内的压力低于真空筒220外的压力。

第二泵组与多个真空筒220连通，第二泵组用于引导真空筒220内的水由开口221流出，以使得真空筒220内的压力高于真空筒220外的压力。

该真空反力加载系统200包括机架210、第一泵组、第二泵组以及多个真空筒220。其中，多个真空筒220均与机架210连接，用于支撑机架210，在真空筒220远离真空筒220与机架210的连接处的一端设有开口221。其外，第一泵组与多个真空筒220连通，通过第一泵组能够抽出真空筒220内的水，当真空筒220内的水被抽出后，会使得真空筒220内的压力低于真空筒220外的压力，由此使得真空筒220能够在于水底地基接触后，能够吸附在地基上，为水下静力触探试验提供足够的吸附力，以保证水下静力触探试验的正常进行。另外，第二泵组与多个真空筒220连通，通过第二泵组能够向真空筒220内注水，使得真空筒220内的水由开口221流出，以使得真空筒220内的压力高于真空筒220外的压力，从而达到消除该真空反力加载系统200所提供的吸附力的作用，以便于水下静力触探试验设备的转移。

进一步地，在本发明的其他实施例中，第一泵组包括第一集水筒、第一水环真空泵、第二集水筒以及第二水环真空泵。另外，在第一集水筒及第二集水筒上均设有水位监测装置。

其中，第一水环真空泵用于将真空筒220内的水引入至第一集水筒内，以使得真空筒220内形成负压，使得真空筒220能够提供吸附力。在第一集水筒上设置有第一排水管，通过第一排水管能够将从真空筒220内抽出的水从第一集水筒内排出。与第一集水筒和第一水环真空泵的工作原理相同，第二水环真空泵用于将真空筒220内的水引入至第二集水筒内，以使得真空筒220内形成负压，使得真空筒220能够提供吸附力。在第二集水筒上还设置有第二排水管，通过第二排水管能够将从真空筒220内抽出的水从第二集水筒内排出。

并且在工作的过程中，第一水环真空泵与第二水环真空泵交替工作。

具体的，在第一水环真空泵处于运行状态，第二水环真空泵处于停止状态时，当水位监测装置监测到第一集水筒内的水位大于或等于预设水位后，第一水环真空泵变换为停止运行状态，第二水环真空泵变换为运行状态，并且第一排水管开始排出第一集水筒内的水；

在第二水环真空泵处于运行状态，第一水环真空泵处于停止状态时，当水位监测装置监测到第二集水筒内的水位大于或等于预设水位后，第二水环真空泵变换为停止运行状态，第一水环真空泵变换为运行状态，并且第二排水管开始排出第二集水筒内的水。

由此，通过上述的工作过程，当通过第一水环真空泵将真空筒220内的水引入第一集水筒内时，第二集水筒通过第二排水管将内部的水排出；而当通过第二水环真空泵将真空筒220内的水引入第二集水筒内时，第一集水筒通过第一排水管将内部的水排出。由此，通过第一水环真空泵及第二水环真空泵在运行及停止状态间交替变换，能够完成两组抽水泵组的交替工作，便可持续地将真空筒220内的水引入至第一集水筒或第二集水筒内，以使得真空筒220内保持负压状态，从而使得真空筒220能够持续提供吸附力。

需要说明的是，第一集水筒和第二集水筒在相同时，其预设水位可以相同。

进一步地，在本发明的实施例中，请参照图3，在真空筒220远离开口221的一端设有与真空筒220的内部空间连通的第一连接部222、第二连接部224以及固定结构223；第一连接部222用于与第一泵组连通，第二连接部224与第二泵组连通；固定结构223用于与机架210固定连接。

另外，在本发明的实施例中，真空筒220内设有过滤结构，过滤结构用于滤出由开口221流入真空筒220内的水中的沙子。具体的，过滤结构包括至少一张过滤板，过滤板设置在真空筒220内，并且过滤板沿开口221的轮廓设置，在过滤板上设有多个滤孔。

基于上述的真空反力加载系统200，本发明提供了一种真空反力加载控制方法，其包括以下步骤：

启动第一泵组，关闭第二泵组，抽出真空筒220内的水，使得真空筒220内的压力低于真空筒220外的压力，此时真空筒220处于负压状态以提供吸附力；

启动第二泵组，关闭第一泵组，排出真空筒220内的水，使得真空筒220内的压力高于真空筒220外的压力，此时真空筒220提供的吸附力消失。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空反力加载系统，其特征在于：

所述真空反力加载系统包括机架、第一泵组、第二泵组以及多个真空筒；

多个所述真空筒均与所述机架连接，所述真空筒的一端开口，并且所述开口远离所述真空筒与所述机架的连接处；

所述第一泵组与多个所述真空筒连通，所述第一泵组用于引出由所述开口流入所述真空筒内的水，以使得所述真空筒内的压力低于所述真空筒外的压力；

所述第二泵组与多个所述真空筒连通，所述第二泵组用于引导所述真空筒内的水由所述开口流出，以使得所述真空筒内的压力高于所述真空筒外的压力。

2.根据权利要求1所述的真空反力加载系统，其特征在于：

所述第一泵组包括第一集水筒以及第一水环真空泵；

所述第一水环真空泵用于将所述真空筒内的水引入至所述第一集水筒内。

3.根据权利要求2所述的真空反力加载系统，其特征在于：

所述第一集水筒包括第一排水管，所述第一排水管用于排出所述第一集水筒内的水。

4.根据权利要求3所述的真空反力加载系统，其特征在于：

所述第一泵组还包括第二集水筒以及第二水环真空泵；

所述第二水环真空泵用于将所述真空筒内的水引入至所述第二集水筒内；

所述第一水环真空泵与所述第二水环真空泵交替工作。

5.根据权利要求4所述的真空反力加载系统，其特征在于：

所述第二集水筒包括第二排水管，所述第二排水管用于排出所述第二集水筒内的水。

6.根据权利要求5所述的真空反力加载系统，其特征在于：

所述第一集水筒及所述第二集水筒上均设有水位监测装置；

在所述第一水环真空泵处于运行状态，所述第二水环真空泵处于停止状态时，当所述水位监测装置监测到所述第一集水筒内的水位大于或等于预设水位后，所述第一水环真空泵变换为停止运行状态，所述第二水环真空泵变换为运行状态，并且所述第一排水管开始排出所述第一集水筒内的水；

在所述第二水环真空泵处于运行状态，所述第一水环真空泵处于停止状态时，当所述水位监测装置监测到所述第二集水筒内的水位大于或等于预设水位后，所述第二水环真空泵变换为停止运行状态，所述第一水环真空泵变换为运行状态，并且所述第二排水管开始排出所述第二集水筒内的水。

7.根据权利要求1所述的真空反力加载系统，其特征在于：

在所述真空筒远离所述开口的一端设有与所述真空筒的内部空间连通的第一连接部、第二连接部以及固定结构；

所述第一连接部用于与所述第一泵组连通，所述第二连接部与所述第二泵组连通；

所述固定结构用于与所述机架固定连接。

8.根据权利要求1所述的真空反力加载系统，其特征在于：

所述真空筒内设有过滤结构，所述过滤结构用于滤出由所述开口流入所述真空筒内的水中的沙子。

9.根据权利要求8所述的真空反力加载系统，其特征在于：

所述过滤结构包括至少一张过滤板，所述过滤板设置在所述真空筒内，并且所述过滤板沿所述开口的轮廓设置，在所述过滤板上设有多个滤孔。

10.一种基于权利要求1-9中任意一项所述的真空反力加载系统的真空反力加载控制方法，其包括以下步骤：

启动所述第一泵组，关闭第二泵组，抽出所述真空筒内的水，使得所述真空筒内的压力低于所述真空筒外的压力，此时所述真空筒处于负压状态以提供吸附力；

启动所述第二泵组，关闭第一泵组，排出所述真空筒内的水，使得所述真空筒内的压力高于所述真空筒外的压力，此时所述真空筒提供的吸附力消失。