CN116893096A - 一种淹没射流破土的试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种淹没射流破土的试验系统，包括实验水箱、轨道架、蓄水池与抽水泵，所述实验水箱与轨道架固定连接，所述抽水泵位于实验水箱的一端，所述蓄水池位于实验水箱的另一端，所述轨道架的顶端固定连接有轨道，所述轨道的顶端滑动连接有滑动座，所述滑动座的顶端固定连接有支撑机构。本发明通过第一电机、第一转动把手与第二转动把手相互配合，能够研究淹没射流破土机理，能够调节流速、喷嘴直径、靶距、移动速度、喷嘴间距、喷嘴角度等多种射流参数，同时可以更换底质种类，研究射流对不同海底底质的冲沟形态的影响，更加系统全面的研究了淹没射流破土过程的沟型演化规律。
Description
技术领域
本发明涉及射流破土试验技术领域，具体为一种淹没射流破土的试验系统。
背景技术
海底电缆和油气管道对数据传输和油气资源的运输有着非常重要的战略意义，而且随着对海洋开发利用的不断加深，海底管线埋设路线会与人类活动频繁的区域产生交集，例如海运航道、围海造陆工程、捕鱼活动区以及船舶锚泊区，这些人类活动严重威胁了海底缆线的安全。除此之外，海底缆线不仅长期受到腐蚀、波浪、水压、海流、潮汐等复杂海洋环境的影响，还有可能遭受海啸的破坏。海底管线需要投入的成本非常高，一旦发生泄露会造成很严重的经济损失，而且会影响海洋生态环境的稳定。因此，在海底开沟埋设缆线是最经济最有效的保护海底缆线的措施，工程中通常使用海底开沟机进行开沟作业。
海底管线挖沟埋设方法可分为：预挖沟法、同时挖沟法和后挖沟法，后挖沟法按照铺管线的路由挖沟，适用于不同水深且能精确控制沟型，是目前最主要的挖沟方法。后挖沟法可用的设备以管沟成型方式来说可分为机械式挖沟机、犁式挖沟机、射流式挖沟机。相较于其他两种开沟机，射流式挖沟机结构简单、重量小；不容易受深海海流影响，维修成本低；不需要母船拖行，有自主行进能力；作业过程中噪音小，对周围环境的干扰小；还可以用于海底管道的维修，因此，工程上常用射流开沟用于管线埋设。
海洋工程的发展使得我国对海底挖沟机的需求日益增加，国内虽有些单位开展了相关研究，但喷冲臂结构设计还不成熟，射流与土体作用机理不是很清晰，因此急需一种通过模型试验进一步研究射流与土体作用机理，为喷冲臂的设计提供参考的一种试验装置和系统。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种淹没射流破土的试验系统。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种淹没射流破土的试验系统，包括实验水箱、轨道架、蓄水池与抽水泵，所述实验水箱与轨道架固定连接，所述抽水泵位于实验水箱的一端，所述蓄水池位于实验水箱的另一端，所述轨道架的顶端固定连接有轨道，所述轨道的顶端滑动连接有滑动座，所述滑动座的顶端固定连接有支撑机构，所述支撑机构的一端底侧固定连接有调节装置，所述调节装置的一侧设有第一限位槽，所述第一限位槽的内壁滑动连接有滑动板，所述滑动板的一侧固定连接有横向调节机构，所述横向调节机构的一侧设有第二限位槽，所述第二限位槽的内壁滑动连接有移动座，所述移动座的一侧固定连接有定位板，所述定位板的内侧固定连接有万向轮喷嘴。
优选的，所述轨道架的顶端固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有第一丝杆，所述第一丝杆与滑动座通过螺纹套设连接。
优选的，所述抽水泵的输入端固定连接有第二连接管，所述第二连接管与实验水箱贯通连接，所述抽水泵的一端固定连接有排水软管，所述排水软管的一端位于蓄水池的内部。
优选的，所述滑动座的内部固定连接有供水泵，所述供水泵的输入端固定连接有供水软管，所述供水软管的一端位于蓄水池的内部。
优选的，所述供水泵的输出端固定连接有第一连接管，所述第一连接管的一端固定连接有三通管，所述三通管的两个端口分别固定连接有分流管道。
优选的，所述调节装置的内部固定连接有第一转动把手，所述第一转动把手的一端固定连接有第二丝杆，所述第二丝杆与滑动板通过螺纹套设连接。
优选的，所述横向调节机构的内部固定连接有第二转动把手，所述第二转动把手的一端固定连接有第三丝杆，所述第三丝杆与移动座通过螺纹套设连接。
优选的，所述万向轮喷嘴的输入端与分流管道的一端固定连接，所述支撑机构的两侧固定连接有滑动块，所述滑动块与实验水箱滑动连接。
本发明的有益效果为：
本发明通过第一电机、第一转动把手与第二转动把手相互配合，能够研究淹没射流破土机理，能够调节流速、喷嘴直径、靶距、移动速度、喷嘴间距、喷嘴角度等多种射流参数，同时可以更换底质种类，研究射流对不同海底底质的冲沟形态的影响，更加系统全面的研究了淹没射流破土过程的沟型演化规律。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的第一电机传动结构示意图。
图3是本发明的调节装置结构示意图。
图4是本发明的图1的A处结构示意图。
图5是本发明的图3的B处结构示意图。
图1-图5中：1、实验水箱；2、轨道架；3、蓄水池；4、抽水泵；5、轨道；6、滑动座；7、供水泵；8、支撑机构；9、第一连接管；10、供水软管；11、三通管；12、调节装置；13、第一电机；14、第一丝杆；15、排水软管；16、第二连接管；17、分流管道；18、第一转动把手；19、第一限位槽；20、第二丝杆；21、滑动板；22、横向调节机构；23、第二转动把手；24、第二限位槽；25、移动座；26、第三丝杆；27、定位板；28、万向轮喷嘴；29、滑动块。
具体实施方式
实施例一：如图1至图5所示的一种淹没射流破土的试验系统，包括实验水箱1、轨道架2、蓄水池3与抽水泵4，实验水箱1与轨道架2固定连接，抽水泵4位于实验水箱1的一端，蓄水池3位于实验水箱1的另一端，轨道架2的顶端固定连接有轨道5，轨道5的顶端滑动连接有滑动座6，滑动座6的顶端固定连接有支撑机构8，支撑机构8的一端底侧固定连接有调节装置12，调节装置12的一侧设有第一限位槽19，第一限位槽19的内壁滑动连接有滑动板21，滑动板21的一侧固定连接有横向调节机构22，横向调节机构22的一侧设有第二限位槽24，第二限位槽24的内壁滑动连接有移动座25，移动座25的一侧固定连接有定位板27，定位板27的内侧固定连接有万向轮喷嘴28；
在使用时，通过控制第一电机13带动第一丝杆14进行转动，进一步的带动滑动座6及支撑机构8整体进行纵向移动，同时第一转动把手18通过第二丝杆20带动滑动板21和横向调节机构22进行垂直方向的移动，同时第二转动把手23运作通过第三丝杆26带动移动座25及万向轮喷嘴28进行横向的移动，同时供水泵7通过供水软管10将蓄水池3内部的水进行抽取，通过第一连接管9、三通管11、分流管道17经由万向轮喷嘴28喷出，供水泵7控制万向轮喷嘴28的流速，同时抽水泵4通过第二连接管16将蓄水池3内部的水经由排水软管15进行输送至蓄水池3的内部进行循环使用；
实施例二：如图1至图5所示的，轨道架2的顶端固定连接有第一电机13，第一电机13的输出端固定连接有第一丝杆14，第一丝杆14与滑动座6通过螺纹套设连接，抽水泵4的输入端固定连接有第二连接管16，第二连接管16与实验水箱1贯通连接，抽水泵4的输出端固定连接有排水软管15，排水软管15的一端位于蓄水池3的内部，滑动座6的内部固定连接有供水泵7，供水泵7的输入端固定连接有供水软管10，供水软管10的一端位于蓄水池3的内部，供水泵7的输出端固定连接有第一连接管9，第一连接管9的一端固定连接有三通管11，三通管11的两个端口分别固定连接有分流管道17，调节装置12的内部固定连接有第一转动把手18，第一转动把手18的一端固定连接有第二丝杆20，第二丝杆20与滑动板21通过螺纹套设连接，横向调节机构22的内部固定连接有第二转动把手23，第二转动把手23的一端固定连接有第三丝杆26，第三丝杆26与移动座25通过螺纹套设连接，万向轮喷嘴28的输入端与分流管道17的一端固定连接，支撑机构8的两侧固定连接有滑动块29，滑动块29与实验水箱1滑动连接。
实验过程：
单喷嘴固定冲刷
首先安装球阀堵住一个万向轮喷嘴28，安装喷嘴，并通过调节装置12调节两个万向轮喷嘴28之间的间距靶距(即万向轮喷嘴28出口与泥沙表面的距离)；其次，打开供水泵7，使万向轮喷嘴28达到一定的流速；
单喷嘴移动冲刷
首先安装球阀堵住一个万向轮喷嘴28，安装喷嘴，并通过调节装置12调节两个万向轮喷嘴28之间的间距靶距(即万向轮喷嘴28出口与泥沙表面的距离)；其次，打开供水泵7，使万向轮喷嘴28达到一定的流速；之后通过第一电机13、第一转动把手18及第二转动把手23相互配合控制万向轮喷嘴28进行行进，控制其移动速度稳定后进行移动冲刷；
双喷嘴固定冲刷
首先调节万向轮喷嘴28角度，安装喷嘴，并通过调节装置12调节两个万向轮喷嘴28间距与靶距(即万向轮喷嘴28出口与泥沙表面的距离)；其次打开供水泵7，使万向轮喷嘴28达到一定流速。
双喷嘴移动冲刷
首先调节万向轮喷嘴28角度，安装喷嘴，并通过调节装置12调节两个万向轮喷嘴28间距与靶距(即万向轮喷嘴28出口与泥沙表面的距离)；其次打开供水泵7，使万向轮喷嘴28达到一定流速，之后通过第一电机13、第一转动把手18及第二转动把手23相互配合控制万向轮喷嘴28进行行进，控制其移动速度稳定后进行移动冲刷。
综上所述，本发明具有以下工作原理：在使用时，通过控制第一电机13带动第一丝杆14进行转动，进一步的带动滑动座6及支撑机构8整体进行纵向移动，同时第一转动把手18通过第二丝杆20带动滑动板21和横向调节机构22进行垂直方向的移动，同时第二转动把手23运作通过第三丝杆26带动移动座25及万向轮喷嘴28进行横向的移动，同时供水泵7通过供水软管10将蓄水池3内部的水进行抽取，通过第一连接管9、三通管11、分流管道17经由万向轮喷嘴28喷出，供水泵7控制万向轮喷嘴28的流速，同时抽水泵4通过第二连接管16将蓄水池3内部的水经由排水软管15进行输送至蓄水池3的内部进行循环使用，进而带动喷嘴进行多方向的行进，多种模式模拟实际情况，本装置能够研究淹没射流破土机理，能够调节流速、喷嘴直径、靶距、移动速度、喷嘴间距、喷嘴角度等多种射流参数，同时可以更换底质种类，研究射流对不同海底底质的冲沟形态的影响，更加系统全面的研究了淹没射流破土过程的沟型演化规律。
Claims (8)
1.一种淹没射流破土的试验系统，包括实验水箱(1)、轨道架(2)、蓄水池(3)与抽水泵(4)，其特征在于：所述实验水箱(1)与轨道架(2)固定连接，所述抽水泵(4)位于实验水箱(1)的一端，所述蓄水池(3)位于实验水箱(1)的另一端，所述轨道架(2)的顶端固定连接有轨道(5)，所述轨道(5)的顶端滑动连接有滑动座(6)，所述滑动座(6)的顶端固定连接有支撑机构(8)，所述支撑机构(8)的一端底侧固定连接有调节装置(12)，所述调节装置(12)的一侧设有第一限位槽(19)，所述第一限位槽(19)的内壁滑动连接有滑动板(21)，所述滑动板(21)的一侧固定连接有横向调节机构(22)，所述横向调节机构(22)的一侧设有第二限位槽(24)，所述第二限位槽(24)的内壁滑动连接有移动座(25)，所述移动座(25)的一侧固定连接有定位板(27)，所述定位板(27)的内侧固定连接有万向轮喷嘴(28)。
2.根据权利要求1所述的一种淹没射流破土的试验系统，其特征在于：所述轨道架(2)的顶端固定连接有第一电机(13)，所述第一电机(13)的输出端固定连接有第一丝杆(14)，所述第一丝杆(14)与滑动座(6)通过螺纹套设连接。
3.根据权利要求2所述的一种淹没射流破土的试验系统，其特征在于：所述抽水泵(4)的输入端固定连接有第二连接管(16)，所述第二连接管(16)与实验水箱(1)贯通连接，所述抽水泵(4)的输出端固定连接有排水软管(15)，所述排水软管(15)的一端位于蓄水池(3)的内部。
4.根据权利要求3所述的一种淹没射流破土的试验系统，其特征在于：所述滑动座(6)的内部固定连接有供水泵(7)，所述供水泵(7)的输入端固定连接有供水软管(10)，所述供水软管(10)的一端位于蓄水池(3)的内部。
5.根据权利要求4所述的一种淹没射流破土的试验系统，其特征在于：所述供水泵(7)的输出端固定连接有第一连接管(9)，所述第一连接管(9)的一端固定连接有三通管(11)，所述三通管(11)的两个端口分别固定连接有分流管道(17)。
6.根据权利要求5所述的一种淹没射流破土的试验系统，其特征在于：所述调节装置(12)的内部固定连接有第一转动把手(18)，所述第一转动把手(18)的一端固定连接有第二丝杆(20)，所述第二丝杆(20)与滑动板(21)通过螺纹套设连接。
7.根据权利要求6所述的一种淹没射流破土的试验系统，其特征在于：所述横向调节机构(22)的内部固定连接有第二转动把手(23)，所述第二转动把手(23)的一端固定连接有第三丝杆(26)，所述第三丝杆(26)与移动座(25)通过螺纹套设连接。
8.根据权利要求7所述的一种淹没射流破土的试验系统，其特征在于：所述万向轮喷嘴(28)的输入端与分流管道(17)的一端固定连接，所述支撑机构(8)的两侧固定连接有滑动块(29)，所述滑动块(29)与实验水箱(1)滑动连接。
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| CN202310650369.6A CN116893096A (zh) | 2023-06-03 | 2023-06-03 | 一种淹没射流破土的试验系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117073979A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-11-17 | 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 | 一种清理水下电缆土壤覆盖物的试验装置及方法 |
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2023
- 2023-06-03 CN CN202310650369.6A patent/CN116893096A/zh active Pending
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