CN219653625U - 一种移动式动床模型实验的自动加沙装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式动床模型实验的自动加沙装置，包括：蓄水池、补沙箱、搅拌罐、真空泵、第一出水口、第二出水口、第一进水口、第二进水口、电动滚轮、可移动升降支架和终端控制面板。本发明能够自动将细颗粒干沙制备成所需浓度的悬沙溶液，并以可控流量加入目标水体，实现加沙位置精确和加沙量准确等目标。

Description

一种移动式动床模型实验的自动加沙装置

技术领域

本发明涉及动床物理模型实验技术领域，尤其是一种移动式动床模型实验的自动加沙装置。

背景技术

河工泥沙动床物理模型中，需要根据模型实验的输沙率，在模型初始断面向模型中加入一定量或者一定浓度的模型沙，以达到实验所需的含沙量。针对模型中所需加入的模型沙，尤其是细颗粒泥沙，由于其表面张力大，干沙具有漂浮于水面，难以悬浮于水体内的特点，因此，实验中难以以干沙的形式直接加入水体。

目前河工泥沙动床物理模型实验所采用的加沙装置根据动力系统的不同可分为：传送带式、震动式、泥浆泵式、螺杆泵式等加沙装置。传送带式与震动式装置的加沙精度低，且仅能加干沙，难以使细颗粒泥沙沉降并悬浮于目标水体内，导致加沙不均匀；泥浆泵式装置较为常用，但当加沙流量较小时易导致管道淤堵，加沙不均匀，影响输沙效率；螺杆泵式装置相较于泥浆泵式而言，管道不易淤堵，但其使用需配合加沙工作池工作，输沙流量大，常用于高耗沙的大尺度模型，对于水槽模型实验等小型模型造价偏高。此外，利用泥浆泵与螺杆泵装置加细颗粒泥沙时，均需预先制备悬沙溶液后再加入水体，程序繁琐，加沙效率低。

综上所述，传统加沙装置存在加沙量精度低，加沙不均匀，管道易淤堵，不够灵活，难以适用于小型动床物理模型实验等问题，尤其难以精确、自动的实现模型加沙，且难以适用于细颗粒泥沙的模型实验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种移动式动床模型实验的自动加沙装置，能够自动将细颗粒干沙制备成所需浓度的悬沙溶液，并以可控流量加入目标水体，实现加沙位置精确和加沙量准确等目标。

为解决上述技术问题，本发明提供一种移动式动床模型实验的自动加沙装置，包括：蓄水池、补沙箱、搅拌罐、真空泵、第一出水口、第二出水口、第一进水口、第二进水口、电动滚轮、可移动升降支架和终端控制面板；蓄水池固定在支架座上，通过第一进水口连接水源并通过第一出水口、第二进水口连接搅拌罐，补沙箱通过电动滚轮连接在可移动升降支架的升降臂上，搅拌罐固定在可移动升降支架的不可升降臂上，真空泵安装在搅拌罐的顶部，蓄水池、补沙箱、搅拌罐、真空泵均连接至终端控制面板，通过终端控制面板控制加沙速度，并控制沙、水的补充，水沙混合液通过第二出水口加入目标水体。

优选的，蓄水池包括第一搅拌器、第一浊度仪和第一液位传感器；第一搅拌器安装在蓄水池的底部，第一浊度仪安装在蓄水池的边壁，第一液位传感器安装在蓄水池的边壁。

优选的，补沙箱内设有压力传感器。

优选的，补沙箱在可移动升降支架上实现纵向与横向的移动。

优选的，搅拌罐包括第二搅拌器、第二浊度仪、第二液位传感器、气压计、减压阀和流量控制器；第二搅拌器安装在搅拌罐内正中部，第二浊度仪安装在搅拌罐的边壁，第二液位传感器安装在搅拌罐的边壁，气压计安装在搅拌罐的罐壁上侧，减压阀安装在搅拌罐的侧壁，流量控制器接于搅拌罐底部的第二出水口。

优选的，蓄水池、补沙箱和搅拌罐选用不锈钢或PEEK材质。

本发明的有益效果为：利用真空泵创造负压，通过气压作用运输水沙，从而解决管道淤堵和输沙不均的问题，同时，真空泵无需持续运行，且相比泥浆泵功耗很低，极大减小了实验成本；通过传感器实时监测水沙质量与浓度，当填料不足时，终端控制面板自动根据所设置的泥沙浓度调配水沙混合液，并输至搅拌罐，从而确保实验长时间稳定的要求；可以为模型的任意断面进行加沙，更加灵活方便；为吊式输沙，不仅适用于中型及以上河工模型实验，而且广泛适用于各类小型水槽模型实验。

附图说明

图1为本发明的自动加沙装置结构示意图。

图2为本发明的搅拌罐内部结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种移动式动床模型实验的自动加沙装置，包括：蓄水池1、补沙箱2、搅拌罐3、真空泵4、第一出水口51、第二出水口53、第一进水口61、第二进水口63、电动滚轮7、可移动升降支架8和终端控制面板9；蓄水池1固定在支架座上，通过第一进水口61连接水源并通过第一出水口51、第二进水口63连接搅拌罐3，补沙箱2通过电动滚轮7连接在可移动升降支架8的升降臂上，搅拌罐3固定在可移动升降支架8的不可升降臂上，真空泵4安装在搅拌罐3的顶部，蓄水池1、补沙箱2、搅拌罐3、真空泵4均连接至终端控制面板9，通过终端控制面板9控制加沙速度，并控制沙、水的补充，水沙混合液通过第二出水口53加入目标水体。

蓄水池1包括第一搅拌器11、第一浊度仪12和第一液位传感器13；第一搅拌器11安装在蓄水池1的底部，第一浊度仪12安装在蓄水池1的边壁，第一液位传感器13安装在蓄水池1的边壁。

补沙箱2内设有压力传感器21。补沙箱2在可移动升降支架8上实现纵向与横向的移动。

搅拌罐3包括第二搅拌器31、第二浊度仪32、第二液位传感器33、气压计34、减压阀35和流量控制器36；第二搅拌器31安装在搅拌罐3内正中部，第二浊度仪32安装在搅拌罐3的边壁，第二液位传感器33安装在搅拌罐3的边壁，气压计34安装在搅拌罐3的罐壁上侧，减压阀35安装在搅拌罐3的侧壁，流量控制器36接于搅拌罐3底部的第二出水口53。

蓄水池1、补沙箱2和搅拌罐3选用不锈钢或PEEK材质，耐腐蚀，耐高压。

液位传感器可采用多种不同原理的液位传感器，并且液位传感器根据原理的不同，放置在容器的不同部位；浊度仪可实现容器内含沙量浓度的实时监测；压力传感器21可监测补沙箱内的沙量，实现精确控制补料时加沙质量；搅拌器实现容器内水、沙混合液的连续、充分、均匀搅拌，使容器内水、沙混合液得到充分、均匀搅拌。

补沙箱2通过电动滚轮7与可移动升降支架8相连，在沙量耗尽时，压力传感器21将反馈给终端控制面板9，通过电动滚轮7与可移动升降支架8的配合，补沙箱2将自动降回至地面以便加沙。

Claims (7)

1.一种移动式动床模型实验的自动加沙装置，其特征在于，包括：蓄水池(1)、补沙箱(2)、搅拌罐(3)、真空泵(4)、第一出水口(51)、第二出水口(53)、第一进水口(61)、第二进水口(63)、电动滚轮(7)、可移动升降支架(8)和终端控制面板(9)；蓄水池(1)固定在支架座上，通过第一进水口(61)连接水源并通过第一出水口(51)、第二进水口(63)连接搅拌罐(3)，补沙箱(2)通过电动滚轮(7)连接在可移动升降支架(8)的升降臂上，搅拌罐(3)固定在可移动升降支架(8)的不可升降臂上，真空泵(4)安装在搅拌罐(3)的顶部，蓄水池(1)、补沙箱(2)、搅拌罐(3)、真空泵(4)均连接至终端控制面板(9)，通过终端控制面板(9)控制加沙速度，并控制沙、水的补充，水沙混合液通过第二出水口(53)加入目标水体。

2.如权利要求1所述的移动式动床模型实验的自动加沙装置，其特征在于，蓄水池(1)包括第一搅拌器(11)、第一浊度仪(12)和第一液位传感器(13)；第一搅拌器(11)安装在蓄水池(1)的底部，第一浊度仪(12)安装在蓄水池(1)的边壁，第一液位传感器(13)安装在蓄水池(1)的边壁。

3.如权利要求1所述的移动式动床模型实验的自动加沙装置，其特征在于，补沙箱(2)内设有压力传感器(21)。

4.如权利要求1所述的移动式动床模型实验的自动加沙装置，其特征在于，补沙箱(2)在可移动升降支架(8)上实现纵向与横向的移动。

5.如权利要求1所述的移动式动床模型实验的自动加沙装置，其特征在于，搅拌罐(3)包括第二搅拌器(31)、第二浊度仪(32)、第二液位传感器(33)、气压计(34)、减压阀(35)和流量控制器(36)；第二搅拌器(31)安装在搅拌罐(3)内正中部，第二浊度仪(32)安装在搅拌罐(3)的边壁，第二液位传感器(33)安装在搅拌罐(3)的边壁，气压计(34)安装在搅拌罐(3)的罐壁上侧，减压阀(35)安装在搅拌罐(3)的侧壁，流量控制器(36)接于搅拌罐(3)底部的第二出水口(53)。

6.如权利要求1所述的移动式动床模型实验的自动加沙装置，其特征在于，蓄水池(1)、补沙箱(2)和搅拌罐(3)选用不锈钢材质。

7.如权利要求1所述的移动式动床模型实验的自动加沙装置，其特征在于，蓄水池(1)、补沙箱(2)和搅拌罐(3)选用PEEK材质。