CN209764400U - 多参数可调高压喷嘴性能研究试验台 - Google Patents
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Abstract
本申请属疏浚工程技术领域，涉及一种多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，包括台车系统、高压冲水系统和高压喷嘴安装调节系统；高压冲水系统包括高压喷嘴管路和旁通管路，高压喷嘴管路采用高压水泵供水，旁通管路上安装有阀门，通过调节阀门的开度大小调节高压喷嘴的出水压力；高压喷嘴安装调节系统中采用法兰盘固定高压喷嘴以方便更换，通过角度调节仪来控制高压喷嘴的喷射角度；并通过横向移动丝杠系统和垂向移动丝杠系统进行高压喷嘴的精确定位；同时通过台车系统的运动来模拟耙吸挖泥船的航速条件；以方便开展多工况试验研究。
Description
技术领域
本申请属于疏浚工程技术领域，尤其涉及到一种多参数可调高压喷嘴性能研究试验台。
背景技术
高压冲水是耙吸挖泥船疏浚作业的主要辅助设备之一。在疏浚过程中，可以利用高压冲水对水下泥土进行冲刷和疏松，达到提高耙吸挖泥船疏浚效率的目的，尤其对于容易形成堵耙、结块的粘性土，更能发挥出重要的作用。
高压冲水系统是由高压冲水泵、管路、水箱和高压冲水喷嘴等多部件组成的复杂系统，因此，喷嘴的结构特性、喷嘴的出水压力、耙吸挖泥船的航速、喷嘴对泥面的喷射角度、射流的靶距等因素均会对高压冲水的破土效果产生重要的影响。虽然高压冲水的影响因素较多，但是目前相关的研究工作较少，还有许多问题需要开展研究工作。
发明内容
本申请的目的在于，提供一种多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，通过该试验台可针对高压喷嘴开展系统的试验研究，解决耙吸挖泥船高压喷嘴性能试验研究中所存在的技术问题。
为了实现上述目标，本申请提供了如下技术方案：
一种多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，适用于开展耙吸挖泥船高压喷嘴的性能研究，包括台车系统、高压冲水系统和高压喷嘴安装调节系统；高压冲水系统包括高压喷嘴管路和旁通管路，高压喷嘴管路采用高压水泵供水，旁通管路上安装有阀门，通过调节阀门的开度大小调节高压喷嘴的出水压力；高压喷嘴安装调节系统中采用法兰盘固定高压喷嘴以方便更换，通过角度调节仪来控制高压喷嘴的喷射角度；并通过横向移动丝杠系统和垂向移动丝杠系统进行高压喷嘴的精确定位；同时通过台车系统的运动来模拟耙吸挖泥船的航速条件；以方便开展多工况试验研究。
进一步，所述高压冲水系统包括高压喷嘴管路和旁通管路；所述高压喷嘴管路的出水端安装有高压喷嘴；所述旁通管路与所述高压喷嘴管路连接，用以控制所述高压喷嘴的出水压力；
所述高压喷嘴安装调节系统包括角度调节系统、垂向调节系统和横向调节系统；所述角度调节系统与所述高压喷嘴管路连接，用以控制所述高压喷嘴的倾斜角度；所述垂向调节系统与所述高压喷嘴管路连接，用以控制所述高压喷嘴的垂向位置；所述横向调节系统与所述高压喷嘴管路连接，用以控制所述高压喷嘴的横向位置；
所述高压冲水系统与所述台车系统连接，通过所述台车系统的行进模拟耙吸挖泥船航速对所述高压喷嘴的射流破土特性的影响。
进一步，所述台车系统包括台车、电气控制系统和驱动电机；
所述电气控制系统和所述驱动电机安装在所述台车上，所述驱动电机分别与所述台车的行进设备及所述电气控制系统连接，所述电气控制系统为驱动电机提供电力，所述驱动电机控制着所述台车以一定的速度前进或后退，以模拟耙吸挖泥船航速对所述高压喷嘴的射流破土特性的影响。
进一步，所述高压冲水系统还包括高压水泵、进水管、阀门、旁通管、流量计、压力表、出水管、水槽；
所述进水管和所述出水管分别安装在所述高压水泵上，所述进水管通入所述水槽中，所述出水管上沿出水方向依次安装有所述流量计、所述压力表，所述出水管的出水端安装所述高压喷嘴，所述水槽中放置试验用土，所述高压喷嘴以一定的角度朝向所述试验用土；所述出水管上还连接有所述旁通管，所述旁通管与所述出水管之间安装有所述阀门，所述旁通管通入所述水槽中；
水流流经所述流量计、所述压力表到达所述高压喷嘴的管路为所述高压喷嘴管路，水流流经所述旁通管达到所述水槽的管路为所述旁通管路。
进一步，所述高压喷嘴安装调节系统还包括安装系统，所述安装系统包括法兰盘；所述高压喷嘴通过所述法兰盘安装在所述高压喷嘴管路的出水端。
进一步，所述安装系统还包括耐磨块；当需要研究耐磨块高压喷嘴的性能时，所述高压喷嘴安装在耐磨块内，所述耐磨块通过所述法兰盘安装在所述高压喷嘴管路的出水端。
进一步，所述角度调节系统包括角度调节仪、固定钢板；
所述高压喷嘴管路的出水端通过所述角度调节仪角度可调节地与所述固定钢板连接，通过所述角度调节仪调节所述高压喷嘴管路的出水端与所述固定钢板之间的夹角，以研究所述高压喷嘴在不同倾斜角度下的射流破土特性。
进一步，所述角度调节系统还包括固定扣；
所述高压喷嘴管路的出水端与所述固定钢板之间的角度调节好之后，两者之间通过所述固定扣进行锁紧固定。
进一步，所述垂向调节系统包括垂向移动丝杠系统；
所述垂向移动丝杠系统与所述固定钢板连接，并通过所述垂向移动丝杠系统控制着所述高压喷嘴的垂向位置，以研究所述高压喷嘴在不同靶距下的射流破土特性。
进一步，所述横向调节系统包括横向移动丝杠系统、固定板；
所述固定板安装在所述台车系统上，所述横向移动丝杠系统与所述固定板连接，所述固定板与所述垂向移动丝杠系统连接，并通过所述横向移动丝杠系统控制高压喷嘴的横向位置，以便于开展下一个工况试验。
本申请由于采取上述技术方案，其具有以下优点：(1)采用法兰盘安装喷嘴，可方便喷嘴的更换；(2)横向移动丝杠系统和垂向移动丝杠系统可精确控制喷嘴的位置，便于多工况试验，简易且省时；(3)本试验台较为全面的考虑了喷嘴喷射的影响因素，可系统地开展耙吸挖泥船高压喷嘴的性能试验研究，为耙吸挖泥船高压喷嘴的施工提供精确可靠的数据参考。
附图说明
图1为本申请实施例提供的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台的结构示意图。
附图标记说明
台车1、高压水泵2、进水管3、阀门4、旁通管5、流量计6、压力表7、出水管8、高压喷嘴9、耐磨块10、角度调节仪11、电气控制系统12、驱动电机13、横向移动丝杠系统14、垂向移动丝杠系统15、固定钢板16、法兰盘17、固定扣18、固定板19、试验用土20。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请进行详细的描述。本实施例在以申请技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体过程，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本申请技术方案的基础上，凡根据本申请原理对个别部件进行的改进等同变换，均不应排除在本申请的保护范围之外。
本申请提出的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台是根据耙吸挖泥船耙头上的高压喷嘴在实际施工过程中所遇到的相关问题，并结合相关参数进行自主设计的，可用于模拟耙吸挖泥船高压喷嘴的破土疏浚。试验过程中，台车的起始位置远离试验用土，然后以一定的速度跨过试验用土，与此同时，高压喷嘴以一定的出口压力对试验用土进行破土疏浚。
如图1所示，一种多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，包括台车系统、高压冲水系统和高压喷嘴安装调节系统。
台车系统包括台车1、电气控制系统12和驱动电机13；其中，电气控制系统12和驱动电机13安装在台车1上，驱动电机13分别与台车1的行进设备及电气控制系统12连接，电气控制系统12为驱动电机13提供电力，驱动电机13控制着台车1以一定的速度前进或后退。
高压冲水系统包括高压水泵2、进水管3、阀门4、旁通管5、流量计6、压力表7、出水管8、高压喷嘴9、水槽。
其中，高压水泵2上分别安装有进水管3和出水管8，进水管3的进水端位于水槽中，进水管3的出水端与高压水泵2连通，出水管8上沿出水方向依次安装有流量计6、压力表7；出水管8的出水端安装高压喷嘴9，水槽中放置有试验用土20，且试验用土20被水槽中的水面淹没，高压喷嘴9的出水口以一定的角度朝向水槽中的试验用土20；出水管8上还连接有旁通管5，旁通管5的进水端与出水管8连接于出水管8的进水端与流量计6之间，且旁通管5与出水管8之间安装有阀门4，旁通管5的出水端位于水槽中；水流流经流量计6、压力表7到达高压喷嘴9的管路为主路系统，即高压喷嘴管路，水流流经旁通管5达到水槽的管路为辅路系统，即旁通管路。
进一步，高压水泵2安装在台车1上。
高压喷嘴安装调节系统包括角度调节仪11、横向移动丝杠系统14、垂向移动丝杠系统15、固定钢板16、法兰盘17、固定扣18、固定板19。
其中，高压喷嘴9通过法兰盘17安装在出水管8的出水端。出水管8在高压喷嘴管路段通过角度调节仪11与固定钢板16连接，同时固定钢板16与出水管8可以通过固定扣18进行锁紧固定，角度调节仪11用于调节出水管8在高压喷嘴管路段与固定钢板16之间的夹角，用于研究高压喷嘴9在不同倾斜角度下的射流破土特性。
进一步，高压喷嘴安装调节系统还包括耐磨块10，当需要研究耐磨块高压喷嘴的性能时，可将高压喷嘴9安装于耐磨块10内，并使高压喷嘴9的出口端面距离耐磨块10的端面有一定距离，然后耐磨块10通过法兰盘17安装于高压喷嘴管路的末端，即出水管8的出水端。
由于耐磨块高压喷嘴中的高压喷嘴9安装于耐磨块10内，且高压喷嘴9的出口端面距离耐磨块的端面有一定距离，因此，耐磨块10可以保护高压喷嘴9的出口端面在疏浚施工过程中不会受到疏浚泥沙的磨损。
在本申请中，采用现有的丝杠系统技术设计了横向移动丝杠系统14和垂向移动丝杠系统15，对高压喷嘴9的位置进行精确控制。
进一步，固定钢板16与垂向移动丝杠系统15连接，并通过垂向移动丝杠系统15控制着高压喷嘴9的垂向位置，可用于研究高压喷嘴9在不同靶距下的射流破土特性。
进一步，垂向移动丝杠系统15与固定板19相连接，固定板19与横向移动丝杠系统14相连接，且固定板19最终固定于台车1上，通过横向移动丝杠系统14控制高压喷嘴9的横向位置，以便于开展下一个工况试验。
本申请提供的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台模拟耙吸挖泥船高压喷嘴破土疏浚的主要步骤为：
(1)将试验用土放置水槽中，并使台车起始位置远离试验用土位置；
(2)开启高压水泵，调节好高压喷嘴的相关试验参数；
(3)开启台车，使台车以一定的速度朝向试验用土位置的方向运动；
(4)当台车跨过试验用土位置一段距离后，完成本工况试验；
(5)调整高压喷嘴的横向位置，开展下一个工况试验。
进一步，通过该多参数可调高压喷嘴性能研究试验台进行工况试验的具体工作方式如下：
通过高压水泵2通过进水管3从水槽中抽水，水流经高压水泵2出口后分为主路系统和辅路系统，流经主路系统的水流经过流量计6、压力表7到达高压喷嘴9，对试验用土20进行射流破土试验；流经辅路系统的水流经过旁通管5流入水槽中，工作中可通过调节阀门4的开度大小来调节高压喷嘴9的出水压力，用于研究高压喷嘴9在不同出水压力条件下的射流破土特性；
通过角度调节仪11调节出水管8在高压喷嘴管路段与固定钢板16之间的夹角，用于研究喷嘴不同倾斜角度下的射流破土特性；
通过垂向移动丝杠系统15控制着高压喷嘴9的垂向位置，用于研究高压喷嘴9在不同靶距下的射流破土特性；
通过驱动电机13控制着台车1以一定的速度前进或后退，用于研究耙吸挖泥船航速对高压喷嘴9射流破土特性的影响。
上述描述仅是对本申请较佳实施例的描述，并非是对本申请范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本申请技术方案保护的范围。
Claims (9)
1.一种多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，其特征在于：包括台车系统、高压冲水系统和高压喷嘴安装调节系统；
所述高压冲水系统包括高压喷嘴管路和旁通管路；所述高压喷嘴管路的出水端安装有高压喷嘴(9)；所述旁通管路与所述高压喷嘴管路连接，用以控制所述高压喷嘴(9)的出水压力；
所述高压喷嘴安装调节系统包括角度调节系统、垂向调节系统和横向调节系统；所述角度调节系统与所述高压喷嘴管路连接，用以控制所述高压喷嘴(9)的倾斜角度；所述垂向调节系统与所述高压喷嘴管路连接，用以控制所述高压喷嘴(9)的垂向位置；所述横向调节系统与所述高压喷嘴管路连接，用以控制所述高压喷嘴(9)的横向位置；
所述高压冲水系统与所述台车系统连接，通过所述台车系统的行进模拟耙吸挖泥船航速对所述高压喷嘴(9)的射流破土特性的影响。
2.根据权利要求1所述的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，其特征在于：所述台车系统包括台车(1)、电气控制系统(12)和驱动电机(13)；
所述电气控制系统(12)和所述驱动电机(13)安装在所述台车(1)上，所述驱动电机(13)分别与所述台车(1)的行进设备及所述电气控制系统(12)连接，所述电气控制系统(12)为驱动电机(13)提供电力，所述驱动电机(13)控制着所述台车(1)以一定的速度前进或后退，以模拟耙吸挖泥船航速对所述高压喷嘴(9)的射流破土特性的影响。
3.根据权利要求1所述的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，其特征在于：所述高压冲水系统还包括高压水泵(2)、进水管(3)、阀门(4)、旁通管(5)、流量计(6)、压力表(7)、出水管(8)、水槽；
所述进水管(3)和所述出水管(8)分别安装在所述高压水泵(2)上，所述进水管(3)通入所述水槽中，所述出水管(8)上沿出水方向依次安装有所述流量计(6)、所述压力表(7)，所述出水管(8)的出水端安装所述高压喷嘴(9)，所述水槽中放置试验用土(20)，所述高压喷嘴(9)的出水口以一定的角度朝向所述试验用土(20)；所述出水管(8)上还连接有所述旁通管(5)，所述旁通管(5)与所述出水管(8)之间安装有所述阀门(4)，所述旁通管(5)通入所述水槽中；
水流流经所述流量计(6)、所述压力表(7)到达所述高压喷嘴(9)的管路为所述高压喷嘴管路，水流流经所述旁通管(5)达到所述水槽的管路为所述旁通管路。
4.根据权利要求1所述的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，其特征在于：所述高压喷嘴安装调节系统还包括安装系统，所述安装系统包括法兰盘(17)；
所述高压喷嘴(9)通过所述法兰盘(17)安装在所述高压喷嘴管路的出水端。
5.根据权利要求4所述的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，其特征在于：所述安装系统还包括耐磨块(10)；当需要研究耐磨块高压喷嘴的性能时，所述高压喷嘴(9)安装在所述耐磨块(10)内，所述耐磨块(10)通过所述法兰盘(17)安装在所述高压喷嘴管路的出水端。
6.根据权利要求1所述的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，其特征在于：所述角度调节系统包括角度调节仪(11)、固定钢板(16)；
所述高压喷嘴管路的出水端通过所述角度调节仪(11)角度可调节地与所述固定钢板(16)连接，通过所述角度调节仪(11)调节所述高压喷嘴管路的出水端与所述固定钢板(16)之间的夹角，以研究所述高压喷嘴(9)在不同倾斜角度下的射流破土特性。
7.根据权利要求6所述的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，其特征在于：所述角度调节系统还包括固定扣(18)；
所述高压喷嘴管路的出水端与所述固定钢板(16)之间的角度调节好之后，两者之间通过所述固定扣(18)进行锁紧固定。
8.根据权利要求6或7所述的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，其特征在于：所述垂向调节系统包括垂向移动丝杠系统(15)；
所述垂向移动丝杠系统(15)与所述固定钢板(16)连接，并通过所述垂向移动丝杠系统(15)控制着所述高压喷嘴(9)的垂向位置，以研究所述高压喷嘴(9)在不同靶距下的射流破土特性。
9.根据权利要求8所述的多参数可调高压喷嘴性能研究试验台，其特征在于：所述横向调节系统包括横向移动丝杠系统(14)、固定板(19)；
所述固定板(19)安装在所述台车系统上，所述横向移动丝杠系统(14)与所述固定板(19)连接，所述固定板(19)与所述垂向移动丝杠系统(15)连接，并通过所述横向移动丝杠系统(14)控制高压喷嘴(9)的横向位置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920523298.2U CN209764400U (zh) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | 多参数可调高压喷嘴性能研究试验台 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN209764400U true CN209764400U (zh) | 2019-12-10 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109946060A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-06-28 | 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 | 多参数可调高压喷嘴性能研究试验台 |
| CN112903553A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-04 | 太原理工大学 | 一种自动化可视多因素耦合的除尘实验系统 |
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2019
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