CN203342956U - 土工离心机新型平衡自调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土工离心机新型平衡自调节系统，包括水箱、测力传感器、控制阀和控制器，水箱放置在离心机配重端吊篮内，测力传感器安装在转臂支承上，控制阀和控制器安装在离心场很小的仪器舱内，所述测力传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与所述控制阀的信号输入端连接。当离心机工作端负载增加以后，传感器测出不平衡力，控制阀中的电磁开关阀打开，水箱中开始注水，直到不平衡力接近零，电磁开关阀关闭，停止注水。在离心场和负载任意变化时，本实用新型能实现离心机的平衡自调节；相对已有的液压缸或电机驱动配重块的调节机构，本实用新型结构更简单、不平衡调节范围更宽。

Description

土工离心机新型平衡自调节系统

技术领域

本实用新型涉及一种土工离心机平衡调节系统，尤其涉及一种可实现土工离心机运转以后的实时配平和减小离心机运转过程中的不平衡力的土工离心机新型平衡自调节系统。

背景技术

土工离心机是土力学研究和岩土离心模型试验的重要设备，平衡调整系统作为离心机的重要组成部分，能否有效工作将直接影响离心机运转的稳定性、安全性和使用寿命。

土工离心机自身有一定的不平衡力承受范围，早期的离心机没有设计平衡调节机构。实验者在离心机运转前，根据力矩平衡关系，采用配重块将离心机两端大约配平，然后开展试验。这种方法不仅要求人工计算很准确，还要求配重块规格齐全，给试验带来诸多不便。

目前土工离心机上已有的平衡调整系统，大多在转臂上设计可移动的机构，利用液压缸或电机驱动一个配重块来回移动，从而调节离心机的平衡。这种机构安装在离心机转臂上，不仅增加了结构的复杂性，而且配重块有限的质量和移动距离也限制了离心机的平衡调节范围。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题而提供一种结构简单、平衡调节范围宽、可实现土工离心机运转以后实时配平的土工离心机新型平衡自调节系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种土工离心机新型平衡自调节系统，包括水箱、测力传感器、控制阀和控制器，所述水箱放置在离心机配重端吊篮内，所述测力传感器安装在转臂支承上，所述控制阀和控制器安装在离心场很小的仪器舱内，所述测力传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与所述控制阀的信号输入端连接。

所述水箱的容量可任意设计（不超出离心机承载范围），注水移动距离为离心机转臂的整个工作半径；相对已有的液压缸或电机驱动配重块的调节机构，所述系统的不平衡力调节范围更大。

具体地，所述测力传感器的个数为4个，所述测力传感器对称分布于所述转臂支承的两端。

作为优选，所述水箱为圆柱形不锈钢水箱。

作为优选，所述水箱的壁厚为8-10mm。

进一步地，所述控制阀由电磁开关阀和流量计组成，所述电磁开关阀的一端与离心机供水接头相连，所述电磁开关阀的另一端与所述流量计的进水端连接，所述流量计的出水端与所述水箱的进水口相连。

更进一步地，所述控制器采用PLC控制器，所述PLC控制器包括数字输入输出电路、中央处理器和模拟输入输出电路，所述数字输入输出电路和所述模拟输入输出电路均与所述中央处理器的数据端口连接。

本实用新型的有益效果是：

通过往配重端放置的水箱受控注水，可实现土工离心机运转以后的实时平衡自调节，减小离心机运转过程中的不平衡力。在离心场和负载任意变化时（只要不超出离心机的承载范围），本实用新型均能实现离心机的平衡自调节。相对已有的液压缸或电机驱动配重块的调节机构，所述系统结构更简单、不平衡调节范围更宽。

附图说明

图1是本实用新型离心机平衡自调节系统的结构组成示意图；

图2是本实用新型离心机平衡自调节系统的控制原理图；

图3是本实用新型离心机平衡自调节系统的工作流程示意图；

图4是已有的利用液压缸或电机驱动配重块的平衡调节机构示意图。

图中：1-水箱，2-测力传感器，3-控制阀，301-电磁开关阀，302-流量计，4-控制器，401-数字输入输出电路，402-中央处理器，403-模拟输入输出电路，5-模型箱，6-离心机工作端吊篮，7-仪器舱，8-水管，9-离心机配重端吊篮，10-液压缸或电机，11-配重块。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

目前土工离心机上大都已经配备的平衡调整系统，如图4所示，大多在转臂上设计可移动的机构，利用液压缸或电机10驱动一个配重块11来回移动，从而调节离心机的平衡。这种机构安装在离心机转臂上，不仅增加了结构的复杂性，而且配重块11有限的质量和移动距离也限制了离心机的平衡调节范围。

为了克服液压缸或电机10驱动配重块11调节平衡存在的缺点，设计了一套由水箱1、测力传感器2、控制阀3和控制器4组成的平衡自调节系统。如图1所示，水箱1放置在离心机配重端吊篮9内，测力传感器2安装在转臂支承上，控制阀3和控制器4安装在离心场很小的仪器舱7内，测力传感器2的信号输出端与控制器4的信号输入端连接，控制器4的信号输出端与控制阀3的信号输入端连接。在本实施例中，测力传感器2的个数为4个，测力传感器2对称分布于转臂支承的两端。水箱1为圆柱形不锈钢水箱。水箱1的壁厚优选为8-10mm，在本实施例中，水箱1的壁厚为9mm。

所述平衡自调节系统不在离心机转臂上安装任何机构，试验后拆卸也十分方便，不影响离心机的正常运转。水箱1的容量可任意设计（不超出离心机承载范围），注水移动距离为离心机转臂的整个工作半径；相对已有的液压缸或电机调节机构（如图4所示），所述系统的不平衡力调节范围更大。

如图2所示，控制阀3由电磁开关阀301和流量计302组成，电磁开关阀301的一端通过水管8与与离心机供水接头相连，电磁开关阀301的另一端与流量计302的进水端连接，流量计302的出水端与水箱1的进水口相连。控制器4采用PLC控制器，PLC控制器4包括数字输入输出电路401，中央处理器402和模拟输入输出电路403，数字输入输出电路401和模拟输入输出电路403均与中央处理器402的数据端口连接。

如图3所示，离心机开始工作后，模型箱5增加重量，离心机工作端吊篮6负载增加，测力传感器2测出不平衡力；电磁开关阀301打开，水箱1中开始注水；不平衡力信号开始变化，若不接近0，电磁开关阀301一直打开，水箱1中继续注水，若接近0，电磁开关阀301关闭，水箱1中停止注水；流量计302记录本次注水量；到此，完成一次自平衡调节过程。

本实用新型设计的平衡自调节系统，可实现土工离心机运转以后离心场和负载任意变化时的平衡自调节，减小离心机运转过程中的不平衡力。相对已有的相对已有的液压缸或电机10驱动配重块11的调节机构，所述系统结构更简单、不平衡调节范围更宽。

Claims (6)

1.一种土工离心机新型平衡自调节系统，其特征在于：包括水箱、测力传感器、控制阀和控制器，所述水箱放置在离心机配重端吊篮内，所述测力传感器安装在转臂支承上，所述控制阀和控制器安装在离心场很小的仪器舱内，所述测力传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与所述控制阀的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的土工离心机新型平衡自调节系统，其特征在于：所述测力传感器的个数为4个，所述测力传感器对称分布于所述转臂支承的两端。

3.根据权利要求1所述的土工离心机新型平衡自调节系统，其特征在于：所述水箱为圆柱形不锈钢水箱。

4.根据权利要求3所述的土工离心机新型平衡自调节系统，其特征在于：所述水箱的壁厚为8-10mm。

5.根据权利要求1所述的土工离心机新型平衡自调节系统，其特征在于：所述控制阀由电磁开关阀和流量计组成，所述电磁开关阀的一端与离心机供水接头相连，所述电磁开关阀的另一端与所述流量计的进水端连接，所述流量计的出水端与所述水箱的进水口相连。

6.根据权利要求1所述的土工离心机新型平衡自调节系统，其特征在于：所述控制器采用PLC控制器，所述PLC控制器包括数字输入输出单元，中央处理器和模拟输入输出单元，所述数字输入输出单元的数据端口和所述模拟输入输出单元的数据端口均与所述中央处理器的数据端口连接。

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