[实用新型]一种用于高g值下离心模型试验的循环供水装置

说明书

本实用新型公开了一种用于高g值下离心模型试验的循环供水装置，包含水循环泵组、伺服控制系统和输水管路；水循环泵组由六组双动往复式水泵构成，六组双动往复式水泵对称布置在离心模型试验的模型箱两侧；模型箱分为上下两层，上层为试验用的模型区域，下层为存储试验用水的储水箱；每组双动往复式水泵由双向液压伺服作动器和连接在伺服作动器两端的两个水缸构成；伺服作动器用于控制双动往复式水泵运转；伺服控制系统反馈供水过程的实时数据，并控制伺服作动器完成供水。本实用新型装置具有供水流量大、可在高g值的超重力环境下工作、设计新颖、对周围环境影响较小的优点。

技术领域

本实用新型涉及土工离心机技术领域，尤其涉及一种用于高g值下离心模型试验的循环供水装置。

背景技术

高离心力下离心机大流量连续供水和控制技术是离心模型试验中的技术难点。实现水力作用下离心模型试验必须解决以下问题：第一，在离心机系统中需具备合适的水流控制系统，该系统在试验过程中应能持续提供足够的水量；第二，水流进入模型箱内时，高速水流冲击力不能以对缓冲池底板造成损害，不能具有过高的动能，以免冲毁模型；第三，试验水流不影响模型箱内部电子设备的正常工作；第四，在高重力场中，所有元器件能正常工作。南京水科院采用了旋转接水环的思路的供水系统，开发了一套大流量模型水流控制系统，该系统试验用水需要直接排到离心机室，水流在高速转动下形成的雾化水汽会对主机产生腐蚀，影响主机的使用寿命。北京工业大学发明一种可以在离心机中进行水体循环装置。该实验装置可以提供一个封闭的水循环空间，避免了水体排出造成的水雾对试验的影响和对离心机设备的损坏。但由于在离心机中水泵工作受到抑制，要在高加速度下为模型提供较大流量，则水泵需要很大的功率，这时水泵体积就会增大，从而增大了模型箱的尺寸及整个装置的重量，对试验不利。

实用新型内容

针对现有离心模型试验供水装置的不足，本实用新型提供一种用于高g值下离心模型试验的循环供水装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于高g值下离心模型试验的循环供水装置，包含水循环泵组、伺服控制系统和输水管路；所述水循环泵组由六组双动往复式水泵构成，六组双动往复式水泵对称布置在离心模型试验的模型箱两侧；所述模型箱分为上下两层，上层为试验用的模型区域，下层为存储试验用水的储水箱；每组双动往复式水泵由双向液压伺服作动器和连接在伺服作动器两端的两个水缸构成；每组双动往复式水泵的进水口通过输水管路与吸水单向阀连接，吸水单向阀通过输水管路与模型箱下层的蓄水箱连接，每组双动往复式水泵的出水口通过输水管路与排水单向阀连接，排水单向阀通过输水管路与模型箱上层的模型区域连接；伺服作动器用于控制双动往复式水泵运转；伺服控制系统用于控制伺服作动器完成供水。

进一步地，所述输水管路为不锈钢无缝钢管，通过水管支架固定在模型箱上。

进一步地，所述六组双动往复式水泵相互平行布置。

进一步地，所述伺服作动器两端的液压杆与双动往复式水泵的活塞杆同轴连接，通过活塞杆带动活塞在水缸中做往复运动。

进一步地，所述双动往复式水泵两端与水缸配合的两个活塞杆形成悬臂结构，该悬臂结构由直线导轨支撑。

进一步地，所述伺服控制系统包括流量传感器和位移传感器，所述流量传感器安装在与模型箱上层的模型区域连接的输水管路上，用于测量进入模型区域的进水流量，所述位移传感器用于测量伺服作动器的液压杆位置，以得到双动往复式水泵的活塞伸缩量。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种用于高g值下离心模型试验的循环供水装置，包含水循环泵组、伺服控制系统和输水管路；水循环泵组由六组双动往复式水泵构成，每组双动往复式水泵由双向液压伺服作动器和连接在伺服作动器两端的两个水缸构成，能够提升供水流量；双动往复式水泵两端两个活塞杆形成的悬臂结构由直线导轨支撑，能够放置在高g值下的大变形；本实用新型装置具有供水流量大、可在高g值的超重力环境下工作、设计新颖、对周围环境影响较小的优点。