本实用新型专利技术公开了一种深水条件下泥沙气动起动、悬浮和输移联动装置系统，所述装置系统包括自激吸气式脉冲射流装置子系统、大型压力水槽装置子系统。其中自激吸气式脉冲射流装置子系统，由自激吸气式脉冲射流装置、转角控制装置、升降控制装置和移动控制装置组成。压力水槽装置子系统可以实现不同水深环境的模拟。该系统实现了自激吸气式脉冲射流装置不同水深下泥沙气动起动、悬浮和输移距离的观察和测试，在多泥沙河道和水库库底泥沙治理方面有着广阔的应用前景，为治理河道泥沙、控制和减少水库泥沙淤积提供设备依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下射流技术用于泥沙治理领域，特别是涉及一种深水条件下泥沙气动起动、悬浮和输移联动装置系统。
技术介绍
我国很多河流含沙量较大，所建水库泥沙淤积已经严重影响到水库正常运行，如何控制和减少水库泥沙淤积，是水利工作者必须解决的一个难题，泥沙处理方法很多，包括空库排沙、异重流排沙、机械清淤和管道排沙技术等。近几年，水下射流技术在河道和水库泥沙治理中得到了应用，射流可以将河底和水库库底泥沙起动、悬浮，从而加大水流输沙量，改善河道高程和控制水库淤积，同时气动冲淤法也是一种治沙和输沙的新思路和新方法，它是将气体加入到水下泥沙中，形成气、水和沙的三相流动，利用气体上升浮力来加强水体湍动，将泥沙上扬速度提高，从而提升水流的挟沙和输沙能力。如果能够将气动冲淤法和水下射流技术相结合，同时利用装置射流冲击力和气体的悬浮作用，必将进一步提高水流的输沙量。现有技术中已经公开了一种自激吸气式脉冲射流装置，该装置可以在没有任何外驱的作用下将气体自吸到装置内部，并且利用射流将气体加入到深水泥沙中，不仅射流本身而且气体也可以对泥沙进行扰动并借助水流将其挟带冲走，从而提高了挟沙和输水的效率。自激吸气式脉冲射流装置对水下泥沙的冲涮效果和诸多因素有关，如装置冲击力、水深、淤沙厚度、射流速度、射流角度、吸气量等，而装置冲击力和吸气量又与装置的结构参数有关，因此要了解这些因素对泥沙起动、悬浮和输移的影响，必须借助水下装置系统来实现。目前国内外研宄输沙的装置多用于明渠流或河道中，而且多为开敞式水槽，应用的水深很浅(5m以下)，用于深水条件下观察和测试以射流为核心的泥沙气动起动、悬浮和输移的装置国内外尚未见相关报道。因此，如何设计一种以自激吸气式脉冲射流装置为核心的装置系统，能够实现水下泥沙气动起动、悬浮和输移的观察和测试，是目前本领域技术人员必须解决的一个问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种深水条件下泥沙气动起动、悬浮和输移联动装置系统，该装置系统可以实现自激吸气式脉冲射流装置在深水条件下泥沙气动起动、悬浮和输移效果观察和测试。本专利技术所采用的技术方案是:—种深水条件下泥沙气动起动、悬浮和输移联动装置系统，所述装置用于观察和测试自激吸气式脉冲射流装置泥沙气动起动、悬浮和输移效果，所述联动装置系统包括自激吸气式脉冲射流装置子系统和大型压力水槽装置子系统，其中自激吸气式脉冲射流装置子系统位于压力水槽装置子系统内部；所述自激吸气式脉冲射流装置子系统，由自激吸气式脉冲射流装置、转角调节装置、升降控制装置、移动控制装置和气体涡轮流量计组成；所述压力水槽装置子系统主要包括压力水槽筒体、人孔、封头、供水孔口、供气孔口、电机线接口、安全阀接口、压力表接口、视镜、注水孔口、排沙孔口、支座、排气孔口、轨道和悬壁梁等组成；所述自激吸气式脉冲射流装置通过升降控制装置和移动控制装置与压力水槽相连接，所述自激吸气式脉冲射流装置数量为多个，采用多分岔结构，由进水管、配水管和多个支管组成；在所述压力水槽装置子系统的下部沿筒体内侧周向对称布置有两个挡板，所述档板用于固定压力水槽内泥沙形态；所述支座沿筒体外侧沿筒体布置，用于支撑压力水槽。自激吸气式脉冲射流装置通过支管与配水管道连接，配水管道与进水管连接，进水管穿过压力水槽筒体与加压泵连接。所述移动控制装置用于控制自激吸气式脉冲射流装置的移动距离和移动速度，所述升降控制装置用于控制自激吸气式脉冲射流装置与槽底泥沙的喷射距离，所述转角调节装置用于控制自激吸气式脉冲射流装置与槽底泥沙的喷射角度。所述压力水槽筒体通过其所能承受的围压来模拟水下环境，内部设置悬臂梁和轨道，用于支撑自激吸气式脉冲射流装置子系统。所述供水孔口与加压泵相连接，用于提供自激吸气式脉冲射流装置所需要的工作压力，所述供气孔口用于提供自激吸气式脉冲射流装置自吸所需气体，同时连接气体涡轮流量计。所述安全阀接口用于连接不同规格的安全阀，用于压力容器装置围压的控制和测量，安全阀的规格为 0.1MPa,0.2Mpa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa ；所述压力表接口用于外接不同量程的压力表，用于围压和工作压力的测量。所述注水孔口来提供压力水槽系统运行时内部水体，所述排气孔口用于排除装置系统运行过程中气体，所述排沙孔口不仅可以用于排除压力水槽内水体和泥沙，而且可以用于调节压力水槽装置围压，所述视镜用以观察装置内部水流和泥沙气动、悬沙和输移效果O本专利技术提供了一种深水条件下泥沙气动起动、悬浮和输移联动装置系统，包括自激吸气式脉冲射流装置子系统和大型压力水槽装置子系统两个部分，其中自激吸气式脉冲射流装置位于大型压力水槽内部，通过升降控制装置和移动控制装置与大型压力水槽装置相连接，可以对压力水槽底部的泥沙进行气动起动、悬浮和输移，观察和测试泥沙悬浮高度和输移距离。本专利技术的自激吸气式脉冲射流装置子系统由自激吸气式脉冲射流装置、转角调节装置、升降控制装置、移动控制装置以及气体涡轮流量计组成。自激吸气式脉冲射流装置采用多分岔结构，装置数量根据压力水槽的宽度和喷射扩散宽度共同确定，为了保证分水均匀，装置的间距是相同的，装置结构由配水管和多个支管组成，管路采用无缝钢管材料，配水管长度根据装置数量确定，支管长度在考虑大型压力水槽的直径以及压力水槽底部泥沙厚度的基础上共同确定，自激吸气式脉冲射流装置与支管采用法兰盘连接，支管焊接在配水管上，配水管和支管壁厚必须考虑承压要求，配水管直径要大于支管直径。自激吸气式脉冲射流装置子系统转角调节装置用于控制自激吸气式脉冲射流装置与压力槽体底部泥沙的喷射角度，喷射角度对泥沙起动、悬浮和输移效果影响很大。转角调节装置采用两个同厚度和直径的圆形钢板制造而成，其中一个一侧与配水管的一端焊接在一起，一侧与另一个圆形钢板装配在一起，钢板直径大于配水管的直径，两个钢板沿周向以某一度数均匀布置圆孔，圆孔位置位于钢板的外侧，采用控制杆来调节喷射角度，角度范围在0-90°之间。自激吸气式脉冲射流装置子系统升降控制装置用来调整自激吸气式脉冲射流装置的喷射距离，采用钢板与螺杆组成，通过上下移动螺杆来控制装置自激吸气式脉冲射流装置的升降高度，螺杆长度与钢板长度必须根据喷射距离来确定，钢板上标有刻度，用于控制升降高度，当喷射距离确定好之后，钢板与螺杆之间通过螺丝固定。自激吸气式脉冲射流装置子系统移动控制装置由滚轮、钢架和水下电机组成，主要用于控制自激吸气式脉冲射流装置的移动速度和移动距离，钢架用于承受自激吸气式脉冲射流装置、升降控制装置以及转角调节装置的重量，其两端通过滚轮放在压力水槽轨道上，移动速度和移动距离对装置的泥沙气动起动、悬浮和输移效果影响较大，可以通过水下电机来控制。自激吸气式脉冲射流装当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种深水条件下泥沙气动起动、悬浮和输移联动装置系统，所述装置用于观察和测试自激吸气式脉冲射流装置泥沙气动起动、悬浮和输移效果，其特征在于：所述联动装置系统包括自激吸气式脉冲射流装置子系统和大型压力水槽装置子系统，其中自激吸气式脉冲射流装置子系统位于压力水槽装置子系统内部；所述自激吸气式脉冲射流装置子系统，由自激吸气式脉冲射流装置、转角调节装置、升降控制装置、移动控制装置和气体涡轮流量计组成；所述压力水槽装置子系统主要包括压力水槽筒体、人孔、封头、供水孔口、供气孔口、电机线接口、安全阀接口、压力表接口、视镜、注水孔口、排沙孔口、支座、排气孔口、轨道和悬壁梁等组成；所述自激吸气式脉冲射流装置通过升降控制装置和移动控制装置与压力水槽相连接，所述自激吸气式脉冲射流装置数量为多个，采用多分岔结构，由进水管、配水管和多个支管组成；在所述压力水槽装置子系统的下部沿筒体内侧周向对称布置有两个挡板，所述档板用于固定压力水槽内泥沙形态；所述支座沿筒体外侧沿筒体布置，用于支撑压力水槽。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘新阳，高传昌，汪顺生，朱安福，高新亮，解克宇，胡亚州，马文良，刘玉龙，李航，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：新型
国别省市：河南;41
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