可调超高压射流压力测量实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术需要解决的技术问题是提供一种可调超高压射流压力测量实验装置。本发明专利技术技术方案主要由超高压射流装置、超高压管路、超高压喷嘴、移动小车、可升降移动支架、超高压淹没水射流测量装置。本技术方案实施后，有效解决了超高压射流调节、超高压射流压力的测量以及不同流动状态下的超高压射流特型问题。通过本发明专利技术方法，可以从机理上研究超高压射流的特性，总结规律，从而为研究超高压射流切削硬质土机理提供研究的前期保证，使超高压射流在室内开展大型模型试验研究成为可能。

Experimental device for measuring pressure of adjustable superhigh pressure jet

The present invention needs to solve the technical problem of providing an adjustable ultrahigh pressure jet pressure measuring experimental device. The technical proposal of the invention is mainly composed of an ultrahigh pressure jet device, an ultrahigh pressure pipeline, an ultrahigh pressure nozzle, a moving trolley, a movable lifting support and an ultrahigh pressure submerged water jet measuring device. The implementation of this technology, effectively solved the problem of measuring the ultra high pressure jet type ultra high pressure jet regulation, ultra high pressure jet pressure and different flow conditions. Through the method of the invention can study the characteristics of ultra high pressure water jet from the mechanism and summarize the law, so as to provide prophase assurance research of ultra high pressure water jet cutting mechanism of hard soil, the ultra high pressure jet to carry out experimental study on large scale model in indoor become possible.

【技术实现步骤摘要】
可调超高压射流压力测量实验装置
本专利技术涉及一种可调超高压射流压力测量装置。
技术介绍
近年来疏浚工程及海洋工程正在高速发展，人类由探索陆地开发陆地资源转向了对海洋资源的利用与开发。在开发海洋和建设海洋的过程中，经常遇到弱岩或硬质土等地基。该类型的地基采用传统的耙吸挖泥船作业时，往往效率低下，不易被挖掘。在疏浚工程中，硬质土属于难以开挖的土体类型，对耙头切削效率要求极高。其中，耙齿阻力大小与耙头配有高压冲水的破土能力有直接相关的作用。目前国内耙吸船普遍使用的高压射流压力仅1-2MPa(10kg)，适用于疏松土质，当遇到较小渗透系数的粘性土、硬质土、板结土等情况时，由于土质的抗剪切强度高，高压射流的作用显著减小，导致耙齿的切削深度不足和阻力增加，疏浚效率低下。不同压力的超高压射流可以给耙齿切削提供足够的切削压力，对耙齿切削硬质土时进行提前预切割作用，可以大大提高耙齿切削效率。研究表明，当高压射流压力提高到10MPa甚至100MPa以上时，可以成为超高压射流，可应用于煤炭开采、石油钻井、大理石切割、金属切削等领域。国际大型疏浚公司也有应用38MPa高压射流辅助耙吸挖泥船疏浚硬粘土和岩石的先例，并创造了很好的效益。在海洋工程中，随着人类向海洋进军，对海洋的开发与挖掘对挖掘设备的要求也越来越高，因此对超高压射流进行研究，本专利技术可以提供一种可调压力的超高压射测量方法及装置，可用于测量研究移动及静止超高压射流的特性，基于此可以开发与研制先进的耙头和耙齿，在疏浚研究领域具有广阔的前景。同时，可调超高压射流设备的研制，还可以为硬质土切削试验提供前提和基础，为后续开展超高压射流设备切削硬质土机理研究提供可靠的超高压来源。综上所述，该压力可调的超高压射流测量实验装置能够为疏浚工程中高压射流特性及射流切削硬质土的机理研究提供试验基础和前提，可以在实验室内完成相关的试验分析及研究，为硬质土的挖掘与疏浚提供理论基础与技术支撑，在疏浚研究领域和海洋开发领域中具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术适用于超高压射流，一般指工作压力在10MPa以上的高压冲水。超高压射流其主要作用是切割，适用于硬质土、风化岩等施工环境，硬质岩土在水射流作用下的破坏和破碎形式非常复杂。本领域本专利技术首次开创性的设计出一套可调超高压射流压力测量实验装置，用于开展超高压射流设备切削硬质土机理研究，提供可靠的数据来源，为超高压切削硬质土试验提供前提和基础。本专利技术技术方案：一种可调超高压射流压力测量实验装置，其特征在于，包括后方的可调超高压射流装置和前方的超高压淹没水射流压力测试装置，两者通过超高压管路连接，所述可调超高压射流装置，包括电器控制箱101、电动机103、联轴器104、高压柱塞泵105、进口安全阀106、进水装置107、过滤器108、排污口109、数显压力表110、出水管路111、若干出水电磁阀12、喷杆喷嘴7，其中:所述的电气控制箱101通过连接线分别与所述的变频器、电机103、高压柱塞泵105、进口安全阀106、出水电磁阀12连接；所述电动机103通过联轴器104用于驱动高压柱塞泵105，电动机103的正反转及转速决定驱动高压柱塞泵105的往复直线位移及输出的水压大小；所述驱动高压柱塞泵105包括柱塞和缸体，缸体由柱塞分成上下两部分，缸体上部的入口与所述进水装置107连接，两者之间设有进口安全阀106用于控制进水的通断；所述缸体下部与所述排污口109连接，两者之间设有过滤器108用于过滤进水中的污物并通过排污口109排出；所述缸体下部的底部出口通过出水管路111将柱塞泵产生的超高压水传输到各个喷杆喷嘴7，出水管路111的总管路上设有数显压力表110用于观察出水管路内的压力，出水管路111的若干支线上各设有出水电磁阀12用于控制与之连接各个喷杆喷嘴7的通断；电气控制箱101内包括变频器和控制柜电路系统，电源输入端与电机之间设有变频器；所述控制柜电路系统包括电源总开关QF2、急停开关SB1、开关TA1、风机控制电路14，还包括若干支路，分别为：电源指示灯电路、柱塞泵控制电路16、变频器信号电路17、第一出水电磁阀控制电路18、第二出水电磁阀控制电路19、第三出水电磁阀控制电路20，所述各支路之间分别在节点X、节点Y处形成并联关系；所述风机控制电路14的一端与节点Y连接，其另一端依次通过串接的开关TA1、急停开关SB1后再连接至节点X；所述电源总开关QF2临接电源侧输入端，为整个控制柜电路系统的总开关；所述急停开关SB1、开关TA1之间串接，该两个开关同时控制着所述各支路的通断；所述柱塞泵控制电路16控制柱塞泵设备的启停，包括电源开关SB2、电源开关SB3、两个开关KA1、指示灯、压载式传感器开关SP，所述两个开关KA1根据位置关系分别命名为上开关KA1、下开关KA1，所述电源开关SB2、电源开关SB3、下开关KA1、压载式传感器开关SP依次串接，所述电源开关SB2、电源开关SB3之间通过节点A连接，所述下开关KA1与压载式传感器开关SP之间通过节点B连接，所述上开关KA1、指示灯之间经过节点C串接。所述第一出水电磁阀控制电路18控制第一出水电磁阀的启停，包括电源开关SB4、电源开关SB5、两个开关KA2、指示灯，所述两个开关KA1根据位置关系分别命名为上开关KA2、下开关KA2，所述电源开关SB4、电源开关SB5、下开关KA2依次串接，所述电源开关SB4、电源开关SB5、下开关KA2依次通过节点A1、节点B1连接，所述上开关KA2、指示灯之间经过节点C1串接。所述第二出水电磁阀控制电路19控制第二出水电磁阀的启停，包括电源开关SB6、电源开关SB7、两个开关KA3、指示灯，所述两个开关KA3根据位置关系分别命名为上开关KA3、下开关KA3，所述电源开关SB6、电源开关SB7、下开关KA3依次串接，所述电源开关SB6、电源开关SB7、下开关KA3依次通过节点A2、节点B2连接，所述上开关KA3、指示灯之间经过节点C2串接。所述第三出水电磁阀控制电路20控制第三出水电磁阀的启停，包括电源开关SB8、电源开关SB9、两个开关KA4、指示灯，所述两个开关KA4根据位置关系分别命名为上开关KA4、下开关KA4，所述电源开关SB8、电源开关SB9、下开关KA4依次串接，所述电源开关SB8、电源开关SB9、下开关KA4依次通过节点A3、节点B3连接，所述上开关KA4、指示灯之间经过节点C3串接。所述的超高压淹没水射流压力测试装置，主要包括超高压射流系统、压力传感器8、测试板9、水槽3、数据传输线5、数据采集设备11五部分，其中：所述超高压射流系统，主要包括射流控制装置、超高压管路1和射流喷嘴7，射流压力可以通过射流装置控制，高压管路1输出口连接射流喷嘴7。超高压管路1是高压流体输送的重要构件，射流喷嘴7是超高压高速液体射流的重要元件，是本专利技术压力测量装置的被测对象，通过射流控制装置可以提供不同压力的淹没水射流。所述压力传感器8，接受所述射流喷嘴7不同状态下的射流压力并采集相应的数字信号。压力传感器元器件本身为现有技术：采用不锈钢单件、一体式加工而成，传感器无O型圈、无焊缝、无硅油或其他有机物，耐冲击，稳定性高，其芯体采用的是俄罗斯原装进口蓝宝石芯体，稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调超高压射流压力测量实验装置，其特征在于，包括后方的可调超高压射流装置和前方的超高压淹没水射流压力测试装置，两者通过超高压管路连接，所述可调超高压射流装置包括电器控制箱(101)、电动机(103)、联轴器(104)、高压柱塞泵(105)、进口安全阀(106)、进水装置(107)、过滤器(108)、排污口(109)、数显压力表(110)、出水管路(111)、若干出水电磁阀(12)、喷杆喷嘴(7)，其中:所述的电气控制箱(101)通过连接线分别与所述的变频器、电机(103)、高压柱塞泵(105)、进口安全阀(106)、出水电磁阀(12)连接；所述电动机(103)通过联轴器(104)用于驱动高压柱塞泵(105)，电动机(103)的正反转及转速决定驱动高压柱塞泵(105)的往复直线位移及输出的水压大小；所述驱动高压柱塞泵(105)包括柱塞和缸体，缸体由柱塞分成上下两部分，缸体上部的入口与所述进水装置(107)连接，两者之间设有进口安全阀(106)用于控制进水的通断；所述缸体下部与所述排污口(109)连接，两者之间设有过滤器(108)用于过滤进水中的污物并通过排污口(109)排出；所述缸体下部的底部出口通过出水管路(111)将柱塞泵产生的超高压水传输到各个喷杆喷嘴(7)，出水管路(111)的总管路上设有数显压力表(110)用于观察出水管路内的压力，出水管路(111)的若干支线上各设有出水电磁阀(12)用于控制与之连接各个喷杆喷嘴(7)的通断；电气控制箱(101)内包括变频器和控制柜电路系统，电源输入端与电机之间设有变频器；所述控制柜电路系统包括电源总开关QF2、急停开关SB1、开关TA1、风机控制电路(14)，还包括若干支路，分别为：电源指示灯电路、柱塞泵控制电路(16)、第一出水电磁阀控制电路(18)、第二出水电磁阀控制电路(19)、第三出水电磁阀控制电路(20)，所述各支路之间分别在节点X、节点Y处形成并联关系；所述风机控制电路(14)的一端与节点Y连接，其另一端依次通过串接的开关TA1、急停开关SB1后再连接至节点X；所述电源总开关QF2临接电源侧输入端，为整个控制柜电路系统的总开关；所述急停开关SB1、开关TA1之间串接，该两个开关同时控制着所述各支路的通断；所述柱塞泵控制电路(16)控制柱塞泵设备的启停，包括电源开关SB2、电源开关SB3、两个开关KA1、指示灯、压载式传感器开关SP，所述两个开关KA1根据位置关系分别命名为上开关KA1、下开关KA1，所述电源开关SB2、电源开关SB3、下开关KA1、压载式传感器开关SP依次串接，所述电源开关SB2、电源开关SB3之间通过节点A连接，所述下开关KA1与压载式传感器开关SP之间通过节点B连接，所述上开关KA1、指示灯之间经过节点C串接；所述第一出水电磁阀控制电路(18)控制第一出水电磁阀的启停，包括电源开关SB4、电源开关SB5、两个开关KA2、指示灯，所述两个开关KA1根据位置关系分别命名为上开关KA2、下开关KA2，所述电源开关SB4、电源开关SB5、下开关KA2依次串接，所述电源开关SB4、电源开关SB5、下开关KA2依次通过节点A1、节点B1连接，所述上开关KA2、指示灯之间经过节点C1串接；所述第二出水电磁阀控制电路(19)控制第二出水电磁阀的启停，包括电源开关SB6、电源开关SB7、两个开关KA3、指示灯，所述两个开关KA3根据位置关系分别命名为上开关KA3、下开关KA3，所述电源开关SB6、电源开关SB7、下开关KA3依次串接，所述电源开关SB6、电源开关SB7、下开关KA3依次通过节点A2、节点B2连接，所述上开关KA3、指示灯之间经过节点C2串接；所述第三出水电磁阀控制电路(20)控制第三出水电磁阀的启停，包括电源开关SB8、电源开关SB9、两个开关KA4、指示灯，所述两个开关KA4根据位置关系分别命名为上开关KA4、下开关KA4，所述电源开关SB8、电源开关SB9、下开关KA4依次串接，所述电源开关SB8、电源开关SB9、下开关KA4依次通过节点A3、节点B3连接，所述上开关KA4、指示灯之间经过节点C3串接；所述超高压淹没水射流压力测试装置，包括超高压射流系统、压力传感器(8)、测试板(9)、水槽(3)、数据传输线(5)、数据采集设备(11)五部分，其中：所述超高压射流系统，包括超高压管路(1)和射流喷嘴(7)，高压管路(1)输出口连接射流喷嘴(7)，高压管路(1)输入口连接于所述可调超高压射流压力测量实验装置的出水管路；所述压力传感器(8)，接受所述射流喷嘴(7)不同状态下的射流压力并采集相应的数字信号；所述测试板(9)是支撑平板，用来固定所述压力传感器(8)；测试板(9)采用四根根高度可调的螺杆(10)来支撑，调整不同螺杆(10)的高度用来确定支撑...

【技术特征摘要】
1.一种可调超高压射流压力测量实验装置，其特征在于，包括后方的可调超高压射流装置和前方的超高压淹没水射流压力测试装置，两者通过超高压管路连接，所述可调超高压射流装置包括电器控制箱(101)、电动机(103)、联轴器(104)、高压柱塞泵(105)、进口安全阀(106)、进水装置(107)、过滤器(108)、排污口(109)、数显压力表(110)、出水管路(111)、若干出水电磁阀(12)、喷杆喷嘴(7)，其中:所述的电气控制箱(101)通过连接线分别与所述的变频器、电机(103)、高压柱塞泵(105)、进口安全阀(106)、出水电磁阀(12)连接；所述电动机(103)通过联轴器(104)用于驱动高压柱塞泵(105)，电动机(103)的正反转及转速决定驱动高压柱塞泵(105)的往复直线位移及输出的水压大小；所述驱动高压柱塞泵(105)包括柱塞和缸体，缸体由柱塞分成上下两部分，缸体上部的入口与所述进水装置(107)连接，两者之间设有进口安全阀(106)用于控制进水的通断；所述缸体下部与所述排污口(109)连接，两者之间设有过滤器(108)用于过滤进水中的污物并通过排污口(109)排出；所述缸体下部的底部出口通过出水管路(111)将柱塞泵产生的超高压水传输到各个喷杆喷嘴(7)，出水管路(111)的总管路上设有数显压力表(110)用于观察出水管路内的压力，出水管路(111)的若干支线上各设有出水电磁阀(12)用于控制与之连接各个喷杆喷嘴(7)的通断；电气控制箱(101)内包括变频器和控制柜电路系统，电源输入端与电机之间设有变频器；所述控制柜电路系统包括电源总开关QF2、急停开关SB1、开关TA1、风机控制电路(14)，还包括若干支路，分别为：电源指示灯电路、柱塞泵控制电路(16)、第一出水电磁阀控制电路(18)、第二出水电磁阀控制电路(19)、第三出水电磁阀控制电路(20)，所述各支路之间分别在节点X、节点Y处形成并联关系；所述风机控制电路(14)的一端与节点Y连接，其另一端依次通过串接的开关TA1、急停开关SB1后再连接至节点X；所述电源总开关QF2临接电源侧输入端，为整个控制柜电路系统的总开关；所述急停开关SB1、开关TA1之间串接，该两个开关同时控制着所述各支路的通断；所述柱塞泵控制电路(16)控制柱塞泵设备的启停，包括电源开关SB2、电源开关SB3、两个开关KA1、指示灯、压载式传感器开关SP，所述两个开关KA1根据位置关系分别命名为上开关KA1、下开关KA1，所述电源开关SB2、电源开关SB3、下开关KA1、压载式传感器开关SP依次串接，所述电源开关SB2、电源开关SB3之间通过节点A连接，所述下开关KA1与压载式传感器开关SP之间通过节点B连接，所述上开关KA1、指示灯之间经过节点C串接；所述第一出水电磁阀控制电路(18)控制第一出水电磁阀的启停，包括电源开关SB4、电源开关SB5、两个开关KA2、指示灯，所述两个开关KA1根据位置关系分别命名为上开关KA2、下开关KA2，所述电源开关SB4、电源开关SB5、下开关KA2依次串接，所述电源开关SB4、电源开关SB5、下开关KA2依次通过节点A1、节点B1连接，所述上开关KA2、指示灯之间经过节点C1串接；所述第二出水电磁阀控制电路(19)控制第二出水电磁阀的启停，包括电源开关S...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹纪富，洪国军，江帅，张晴波，树伟，刘功勋，汪金文，邢津，周忠玮，施绍纲，张露，
申请(专利权)人：中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31