用于筒型基础下沉的负压控制装置的使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于筒型基础下沉的负压控制装置的使用方法，负压控制装置包括真空泵，负压储存罐和控制系统，装置是由电接点真空表测量筒型基础内的负压，并结合设定值决定是否开启真空泵，从而可以长时间内保证筒型基础内部负压的稳定，通过控制真空泵的开关来稳定负压，可以适当减小负压储存罐的体积，较小的负压储存罐也可以进行较大规模的筒型基础负压下沉试验。本发明专利技术的装置结构简单、节省空间、能长时间提供稳定负压、实现了负压的自动化控制等优点。

【技术实现步骤摘要】
用于筒型基础下沉的负压控制装置的使用方法本专利技术申请是母案申请“一种用于筒型基础下沉的负压控制装置及其使用方法”的分案申请，母案申请的申请号为：2016109866808，申请日为：2016年11月9日。
本专利技术涉及一种海洋工程的试验装置，特别是涉及一种筒型基础下沉过程中负压自动控制的试验装置的使用方法。
技术介绍
人类进入21世纪，能源危机日益突出，海上风能作为一种可再生的清洁能源，成为缓解全球能源紧张形势的新方向。筒型基础作为一种新型的海洋平台基础形式，实质上是一种带裙板的圆板基础，由于其具有减少工程量、节省投资、缩短施工时间、可重复使用等优点，正逐步应用于海上风电的基础工程中。筒型基础主要依靠内外压差(负压)实现沉放就位，是其区别于传统基础的突出特点，也是实现工程应用的前提。作为一种新型的安装方式，筒型基础负压下沉在国内外的应用历史较短，工程经验不够丰富，因此急需开展模型试验，以指导筒型基础的理论研究。筒型基础在下沉过程中，负压不仅提供贯入压力，而且会引发渗流，渗流一方面会降低下沉阻力，另一方面也会限制施加负压的大小，因为负压过大会造成土体渗透破坏，影响筒型基础的使用，所以在模型试验中需要研究筒型基础下沉过程中施加负压的合理范围；同时为更深入地了解筒型基础的下沉过程，需要对负压与下沉深度、筒壁内外土压力、筒壁内外孔隙水压力、筒端阻力之间的关系进行研究。现有的负压筒下沉试验设备仅包含真空泵与真空罐，调节负压的方式采用人工调节阀门与开关真空泵。此类试验装置在试验开始前，将真空罐与筒型基础之间的阀门关闭，利用真空泵将真空罐内部的空气排空，制造真空环境；试验开始后，将真空泵与真空罐之间的阀门关闭，打开真空罐与筒型基础之间的阀门，以此在筒型基础内部创造相对稳定的负压环境，在试验过程中，筒型基础内部的负压大小，依靠阀门进行调节。常用的负压试验装置仅依靠人工开关阀门来控制负压大小，因此筒型基础内部的负压不够准确，与此同时，筒型基础内部的负压会随着时间逐渐释放，当进行长时间的模型试验时，负压必定会有所降低，也会给试验结果带来误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于筒型基础下沉的负压试验装置(即控制装置)的使用方法，能够根据设定自动调节筒型基础内的负压大小，在试验过程中提供稳定的负压环境，解决了在进行负压沉放试验时需要大型负压调节罐来储存负压，负压在长时间试验过程中缓慢释放造成的不稳定问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用于筒型基础下沉的负压试验装置的使用方法，负压试验装置包括真空泵；由负压储存罐罐盖、连接螺栓、负压储存罐罐体、负压储存罐真空表、负压储存罐入口调节阀和负压储存罐出口调节阀组成的负压储存罐；由标准真空表、标准真空表入口调节阀、标准真空表出口调节阀、控制面板总阀门、电接点真空表入口调节阀、电接点真空表、电接点真空表出口调节阀、真空管入口调节阀、真空管、排水阀、真空管出口调节阀、控制面板、真空泵控制箱、电源指示灯、真空泵开关、空气开关、继电器和接线端子组成的控制系统；所述真空泵分别通过连接管路Ⅰ和连接电路Ⅱ与负压储存罐和控制系统的真空泵控制箱相连，连接管路靠近负压储存罐罐盖的一端设有负压储存罐入口调节阀，负压储存罐罐盖上设有负压储存罐真空表，负压储存罐罐盖与负压储存罐罐体通过两端的连接螺栓活动连接，负压储存罐通过连接管路Ⅱ与控制系统的标准真空表相连，连接管路Ⅱ靠近负压储存罐一端设有负压储存罐出口调节阀，靠近标准真空表的一端设有标准真空表入口调节阀，标准真空表通过连接管路Ⅲ与控制面板总阀门连接，连接管路Ⅲ在靠近标准真空表的一端设有真空表出口调节阀，控制面板总阀门通过连接管路Ⅳ与电接点真空表相连，连接管路Ⅳ在靠近电接点真空表的一端设有电接点真空表入口调节阀，电接点真空表通过连接管路Ⅴ与真空管相连，连接管路Ⅴ在靠近电接点真空表一端设有电接点真空表出口调节阀，在靠近真空管一端设有真空管入口调节阀，真空管通过真空管出口调节阀与外接管路相连，真空管下方设有排水阀，电接点真空表通过连接电路Ⅰ与真空泵控制箱相连，真空泵控制箱上设有电源指示灯和真空泵开关，在真空泵控制箱内，外接电源通过连接电路Ⅲ与空气开关相连接，空气开关通过连接电路Ⅲ与继电器相连，继电器通过连接电路Ⅱ与真空泵相连接，电接点真空表通过连接电路Ⅰ与接线端子相连接，接线端子通过连接电路Ⅴ与继电器相连接；该负压试验装置在使用时按下述步骤进行：(1)将整体管路连接完毕，试验用筒型基础模型与真空管出口调节阀相连接，在电接点真空表上设定负压值的上限与下限，并打开负压储存罐入口调节阀、标准真空表入口调节阀、标准真空表出口调节阀、电接点真空表入口调节阀、电接点真空表出口调节阀、真空管入口调节阀和真空管出口调节阀，关闭负压储存罐出口调节阀和排水阀；(2)打开真空泵开关，真空泵工作，负压储存罐内的真空度逐渐增加，通过负压储存罐真空表观察负压储存罐内的真空度，当负压储存罐内的真空度略大于试验要求负压的下限值后，打开负压储存罐出口调节阀；(3)随着试验的进行，负压值逐渐提高，当负压值高于设定值的上限后，电接点真空表通过连接电路关闭真空泵开关，真空泵停止工作，随着筒型基础下沉量的增加和时间的增长，试验装置内部的负压值缓慢降低；当负压值低于设定值的下限后，电接点真空表通过连接电路开启真空泵开关，真空泵开始工作，提高试验装置内部的真空度。在上述技术方案中，所述的试验过程中发现负压设定值不满足试验条件，需要增加或者降低试验装置的负压值时，在电接点真空表上改变负压值的上限和下限，由电接点真空表控制真空泵开关，增加或者降低试验装置内部的整体负压值。在上述技术方案中，所述的真空泵为旋片真空泵，转速为1400转/分，抽速为4升/秒，额定功率为0.55kW，极限真空达到6×10-2Pa。在上述技术方案中，所述的负压储存罐罐盖为壳体结构，直径为30-40cm，高度为3-5cm；负压储存罐罐体为圆筒结构，直径为30-40cm，高度为30-50cm。在上述技术方案中，所述的连接管路Ⅰ、连接管路Ⅱ、连接管路Ⅲ、连接管路Ⅳ、连接管路Ⅴ均为管径4-8mm的塑料硬管。在上述技术方案中，所述的负压储存罐入口调节阀、负压储存罐出口调节阀、标准真空表入口调节阀、标准真空表出口调节阀、电接点真空表入口调节阀、电接点真空表出口调节阀、真空管入口调节阀、真空管出口调节阀和排水阀均为球阀。在上述技术方案中，所述的电接点真空表额定电压为220V，触头功率为10W，量程范围为﹣0.1MPa；标准真空表的量程范围为760mm水银柱。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)装置是由电接点真空表测量筒型基础内的负压，并结合设定值决定是否开启真空泵，从而可以长时间内保证筒型基础内部负压的稳定。(2)装置通过控制真空泵的开关来稳定负压，可以适当减小负压储存罐的体积，较小的负压储存罐也可以进行较大规模的筒型基础负压下沉试验。附图说明图1是本专利技术试验装置的正视图；图2是本专利技术试验装置的后视图；图3是本专利技术的真空泵控制箱内部结构示意图；其中，1、真空泵；2、连接管路Ⅰ；3、负压储存罐入口调节阀；4、负压储存罐罐盖；5、连接螺栓；6、负压储存罐罐体；7、负压储存罐真空表；8、负压储存罐出口调节阀；9、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于筒型基础下沉的负压试验装置的使用方法，其特征在于：负压试验装置包括真空泵；由负压储存罐罐盖、连接螺栓、负压储存罐罐体、负压储存罐真空表、负压储存罐入口调节阀和负压储存罐出口调节阀组成的负压储存罐；由标准真空表、标准真空表入口调节阀、标准真空表出口调节阀、控制面板总阀门、电接点真空表入口调节阀、电接点真空表、电接点真空表出口调节阀、真空管入口调节阀、真空管、排水阀、真空管出口调节阀、控制面板、真空泵控制箱、电源指示灯、真空泵开关、空气开关、继电器和接线端子组成的控制系统；所述真空泵分别通过连接管路Ⅰ和连接电路Ⅱ与负压储存罐和控制系统的真空泵控制箱相连，连接管路靠近负压储存罐罐盖的一端设有负压储存罐入口调节阀，负压储存罐罐盖上设有负压储存罐真空表，负压储存罐罐盖与负压储存罐罐体通过两端的连接螺栓活动连接，负压储存罐通过连接管路Ⅱ与控制系统的标准真空表相连，连接管路Ⅱ靠近负压储存罐一端设有负压储存罐出口调节阀，靠近标准真空表的一端设有标准真空表入口调节阀，标准真空表通过连接管路Ⅲ与控制面板总阀门连接，连接管路Ⅲ在靠近标准真空表的一端设有真空表出口调节阀，控制面板总阀门通过连接管路Ⅳ与电接点真空表相连，连接管路Ⅳ在靠近电接点真空表的一端设有电接点真空表入口调节阀，电接点真空表通过连接管路Ⅴ与真空管相连，连接管路Ⅴ在靠近电接点真空表一端设有电接点真空表出口调节阀，在靠近真空管一端设有真空管入口调节阀，真空管通过真空管出口调节阀与外接管路相连，真空管下方设有排水阀，电接点真空表通过连接电路Ⅰ与真空泵控制箱相连，真空泵控制箱上设有电源指示灯和真空泵开关，在真空泵控制箱内，外接电源通过连接电路Ⅲ与空气开关相连接，空气开关通过连接电路Ⅲ与继电器相连，继电器通过连接电路Ⅱ与真空泵相连接，电接点真空表通过连接电路Ⅰ与接线端子相连接，接线端子通过连接电路Ⅴ与继电器相连接；该负压试验装置在使用时按下述步骤进行：(1)将整体管路连接完毕，试验用筒型基础模型与真空管出口调节阀相连接，在电接点真空表上设定负压值的上限与下限，并打开负压储存罐入口调节阀、标准真空表入口调节阀、标准真空表出口调节阀、电接点真空表入口调节阀、电接点真空表出口调节阀、真空管入口调节阀和真空管出口调节阀，关闭负压储存罐出口调节阀和排水阀；(2)打开真空泵开关，真空泵工作，负压储存罐内的真空度逐渐增加，通过负压储存罐真空表观察负压储存罐内的真空度，当负压储存罐内的真空度略大于试验要求负压的下限值后，打开负压储存罐出口调节阀；(3)随着试验的进行，负压值逐渐提高，当负压值高于设定值的上限后，电接点真空表通过连接电路关闭真空泵开关，真空泵停止工作，随着筒型基础下沉量的增加和时间的增长，试验装置内部的负压值缓慢降低；当负压值低于设定值的下限后，电接点真空表通过连接电路开启真空泵开关，真空泵开始工作，提高试验装置内部的真空度。...

【技术特征摘要】
1.一种用于筒型基础下沉的负压试验装置的使用方法，其特征在于：负压试验装置包括真空泵；由负压储存罐罐盖、连接螺栓、负压储存罐罐体、负压储存罐真空表、负压储存罐入口调节阀和负压储存罐出口调节阀组成的负压储存罐；由标准真空表、标准真空表入口调节阀、标准真空表出口调节阀、控制面板总阀门、电接点真空表入口调节阀、电接点真空表、电接点真空表出口调节阀、真空管入口调节阀、真空管、排水阀、真空管出口调节阀、控制面板、真空泵控制箱、电源指示灯、真空泵开关、空气开关、继电器和接线端子组成的控制系统；所述真空泵分别通过连接管路Ⅰ和连接电路Ⅱ与负压储存罐和控制系统的真空泵控制箱相连，连接管路靠近负压储存罐罐盖的一端设有负压储存罐入口调节阀，负压储存罐罐盖上设有负压储存罐真空表，负压储存罐罐盖与负压储存罐罐体通过两端的连接螺栓活动连接，负压储存罐通过连接管路Ⅱ与控制系统的标准真空表相连，连接管路Ⅱ靠近负压储存罐一端设有负压储存罐出口调节阀，靠近标准真空表的一端设有标准真空表入口调节阀，标准真空表通过连接管路Ⅲ与控制面板总阀门连接，连接管路Ⅲ在靠近标准真空表的一端设有真空表出口调节阀，控制面板总阀门通过连接管路Ⅳ与电接点真空表相连，连接管路Ⅳ在靠近电接点真空表的一端设有电接点真空表入口调节阀，电接点真空表通过连接管路Ⅴ与真空管相连，连接管路Ⅴ在靠近电接点真空表一端设有电接点真空表出口调节阀，在靠近真空管一端设有真空管入口调节阀，真空管通过真空管出口调节阀与外接管路相连，真空管下方设有排水阀，电接点真空表通过连接电路Ⅰ与真空泵控制箱相连，真空泵控制箱上设有电源指示灯和真空泵开关，在真空泵控制箱内，外接电源通过连接电路Ⅲ与空气开关相连接，空气开关通过连接电路Ⅲ与继电器相连，继电器通过连接电路Ⅱ与真空泵相连接，电接点真空表通过连接电路Ⅰ与接线端子相连接，接线端子通过连接电路Ⅴ与继电器相连接；该负压试验装置在使用时按下述步骤进行：(1)将整体管路连接完毕，试验用筒型基础模型与真空管出口调节阀相连接，在电接点真空表上设定负压值的上限与下限，并打开负压储存罐入口调节阀、标准真空表入口调节阀、标准真空表出口调节阀、电接点真空表入口调节阀、电接点真空表出口调节阀、真空管入口调节阀和真空管出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润，汪嘉钰，练继建，丁红岩，祁越，纪玉诚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12