[实用新型]一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置

权利要求书

1.一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，用于测试水管系统在水锤作用下工况变化的振动特性，其特征在于：所述实验装置为带快速阀门的水管系统；所述快速阀门为可通过快速关断水管系统的水路来在水管系统中形成直接水锤效应的阀门装置；所述水管系统与流量控制器和传感器系统相连；当进行测试时，先通过流量控制器使水管系统的水路流量达到测试所需值，然后阀门快速关断水路以在水管系统中产生直接水锤效应，所述传感器系统对水管系统的实验管道在水锤激励下工况变化的振动特性进行数据采集。

2.根据权利要求1所述的一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，其特征在于：所述水管系统的输入端与恒压供水装置相连；所述水管系统还经泄压阀与水锤消除装置相通；当水管系统的管道压力超出泄压阀设定压力阈值时，所述泄压阀开启，使水管系统的水进入水锤消除装置以减小管道压力。

3.根据权利要求2所述的一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，其特征在于：所述水管系统包括实验管道和非实验管道；

所述传感器系统包括电磁流量计、振动传感器和压强传感器；所述振动传感器包括加速度传感器和位移传感器；所述恒压供水装置内设有抽水泵；所述抽水泵为可把地下水库的水抽至水管系统的卧式离心泵；

所述恒压供水装置经供水管道与地下水库相通；所述水锤消除装置经竖向的排水管与地下水库相通

所述卧式离心泵设于恒压供水装置处；所述恒压供水装置还包括水泵控制箱和供水阀门；所述水泵控制箱包括可控制卧式离心泵工况的变频器，还包括与中央控制系统相连以接收控制指令的网络适配器；所述卧式离心泵通过供水管路从地下水库抽水，并经供水阀门和电磁流量计向水管系统供水；

所述水锤消除装置包括外壳、弹性内胆及多孔管；

所述中央控制系统包括主控模块，在测试时，所述中央控制系统对实验装置进行自动控制，并对传感器系统的数据进行采集、记录和分析。

4.根据权利要求1所述的一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，其特征在于：所述快速阀门、流量控制器、实验管道的仪器配置根据测试实验所需的水锤激励频率、实验管道支座类型、实验管道材质、实验管道跨长来设置。

5.根据权利要求4所述的一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，其特征在于：所述水管系统内还设有可调整水管系统管道长度的慢速阀门，所述水锤的激励频率可通过调整水管系统的管道长度而改变，或是通过调节实验管道的支撑支座的位置来改变实验管道的支撑跨度，以测试实验管道不同跨长对水管系统振动的影响。

6.根据权利要求5所述的一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，其特征在于：所述实验管道以可更换的支撑支座进行支撑，所述支撑支座的支座类型为简支或固支；所述实验管道以法兰接入水管系统，当需更换不同材质的实验管道时，可通过拆卸法兰来更换实验管道。

7.根据权利要求5所述的一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，其特征在于：所述快速阀门为包括电控液压阀和控制保护装置的快速阀门系统；所述电控液压阀设于水管系统的末端；电控液压阀包括液压系统、油缸和阀门机构；

所述慢速阀门为包括手动阀的慢速阀门系统；所述慢速阀门设于与实验管道相连的非实验管道处；当需调整水管系统的管道长度，实现不同的水锤激励频率时，通过改变手动阀的启闭状态来调整水管系统管道的长度。

8.根据权利要求5所述的一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，其特征在于：所述测试所需值为水路的目标流量，其范围在10m³/h至60m³/h之间；所述水管系统在进行目标流量实验前，以30Hz频率运行卧式离心泵不少于10分钟，抽取地下水库的水使之充满水管系统的实验管道，使实验管道内的空气排尽，保证实验数据的准确性。

9.根据权利要求8所述的一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，其特征在于：所述水管系统的水路中的水来自于地下水库；所述快速阀门的关阀时间小于水击弹性波由阀门到地下水库来回所需的时间。