自压吸气增氧放水管性能测试设备与方法及参数优化方法技术

本发明专利技术提供一种自压吸气增氧放水管的性能测试设备，包括设置于水中的潜水泵、输出功率可调的变频电源、开度可调的阀门、空气流量计、管道流量计、管道压力计，由管道将这些设备连接并与水池连通，形成一个闭环。本发明专利技术可以检测任意型号自压吸气增氧放水管在指定工作压力下的吸气量及增氧效果，为增氧放水管的定型设计及增氧放水管产品性能检测提供一种解决方案。本发明专利技术还提供一种利用上述性能测试设备测试自压吸气增氧放水管的吸气增氧效果的测试方法及利用该测试方法对增氧放水管的结构尺寸参数优化的参数优化方法。

【技术实现步骤摘要】
自压吸气增氧放水管性能测试设备与方法及参数优化方法
本专利技术涉及现代农业
，具体涉及一种可增加灌溉供水或养殖供水中氧含量的自压吸气增氧放水管的性能测试设备及测试方法。
技术介绍
申请号为201610823146.5的中国专利申请公开了一种自压吸气增氧放水管，包括进水段2、喇叭口收缩段3、喉管4、掺气增氧段10和弯头9，所述弯头9连接在掺气增氧段10尾端，所述喉管4靠近弯头3的一端上部开设有一纵截面为弧形的吸气腔7；所述吸气腔7的横截面积由外向内逐渐减小，吸气腔7底部的开口朝向喷口10一侧，吸气腔7上部连接一进气管6，所述弯头9内固定有振动片8剖，在水流冲击下，振动片8产生高频振动，将空气泡击碎，形成微小气泡溶解于水体中，实现增氧。该自压吸气增氧放水管可稳定、持续地增加水中的含氧量。申请人在将专利技术专利变成应用产品的深入研究过程中发现，由于该放水管结构较为特别、新颖，市面上尚无与该放水管结构相适应的性能测试设备及测试方法；此外，为了掌握该放水管关键部位的结构尺寸参数与吸气增氧效果的影响关系，为增氧放水管定型设计提供依据，需要对不同结构参数的增氧管样机进行吸气增氧性能测试，以便根据测试结果优化增氧放水管结构尺寸参数；与此同时，对批量制造的增氧放水管产品也需要抽样检测其吸气增氧性能，以检验产品出厂质量。为此，亟待开发一种专门用于该放水管的性能测试设备及测试方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题就是：针对
技术介绍
中提到的自压吸气增氧放水管定型设计、产品质量及性能检验所必须解决的问题，提供一种自压吸气增氧放水管的性能测试设备及测试方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种自压吸气增氧放水管性能测试设备，所述性能测试设备包括潜水泵、变频电源、开度可调的阀门、第一管道、第二管道；所述变频电源输出端与潜水泵连接；所述第二管道一端与阀门出口连接，另一端用于与被测自压吸气增氧放水管的进水段入水口连接；所述性能测试设备还包括用于测量被测自压吸气增氧放水管的进水段进水流量的水流量表、用于测量被测自压吸气增氧放水管的进气管吸气流量的气体流量表、用于测量第一管道内水流压力的第一压力表、用于测量第二管道内水流压力的第二压力表。本申请中，利用水流量表测量进水段进水流量，利用气体流量表测量进气管吸气流量，利用第一压力表测量第一管道内水流压力，从而可以对进水流量、吸气流量均实现监控，从而便于对增氧放水管性能进行测试。通过设置第一压力表，从而可以对潜水泵提供的水流压力进行测量。利用变频电源可对潜水泵进行控制，从而对第一管道内水流的压力和水流量进行调整，从而实现对自压吸气增氧放水管进水段进水流量、进水压力进行控制。申请人在研究时发现，对本专利技术涉及的增氧放水管进行测试时，常常需要对一定水流流量范围或一定水流压力范围内增氧放水管吸气流量进行测试，如果通过对变频电源频繁调整潜水泵出水水流的压力或流量从而改变增氧放水管进水流量范围、进水压力范围，则容易对潜水泵造成损坏。本专利技术中，在潜水泵与增氧放水管之间设置开度可调的阀门，变频电源的输出功率调整好之后，便无需再调整该输出功率，仅需调整阀门开度，即可改变第二管道内的水流流量或水流压力，从而可以改变增氧放水管进水流量范围、进水压力范围。进一步地，所述气体流量表的进气口与外界空气连接，所述气体流量表的出气口与进气管吸气口对接。进一步地，所述气体流量表为机械式燃气表。申请人在研究时发现，由于本申请的增氧放水管测试时的工作环境富含水汽，电子式空气流量表或热敏式空气流量表易受水汽干扰而无法准确测量吸气流量。通过采用机械式燃气表，使得燃气表不易受到富含水汽的工作环境的影响，从而可以实现空气吸气量的准确测量，而且保证设备的安全性。进一步地，所述潜水泵设置于蓄水设施中，所述弯头出口朝向蓄水设施开口设置。通过上述设置，使得从蓄水设施流入增氧放水管的水流又回到蓄水设施中，从而实现水的循环利用，从而可以减少或避免测试过程中造成的水资源浪费。进一步地，被测自压吸气增氧放水管进口水流取自于蓄水设施、被测自压吸气增氧放水管出口水流任然泄入蓄水设施，被测自压吸气增氧放水管进口、出口与蓄水设施形成闭环，既保障了测试所需水量源源不断、又不消耗水资源。被测自压吸气增氧放水管进口水流为进水段入口水流，被测自压吸气增氧放水管出口水流为弯头出口水流。本专利技术还提供一种利用上述任一项所述的自压吸气增氧放水管性能测试设备的自压吸气增氧放水管性能测试方法，以自压吸气增氧放水管运行时的气体流量表测得的吸气流量大小作为评价其性能的主要指标。本专利技术还提供一种利用上述自压吸气增氧放水管性能测试设备的自压吸气增氧放水管性能测试方法，包括如下步骤：(A)开启变频电源，令潜水泵开始工作，且令阀门关闭，调节变频电源使得第一压力表的测量值为设定压力值；(B)将气体流量表的出气口与被测自压吸气增氧放水管的进气管吸气口对接，将第二管道另一端与被测自压吸气增氧放水管的进水段入水口对接；(C)开启阀门，并对阀门开度进行调整，利用第二压力表测量第二管道内水流压力，利用水流量表测量被测自压吸气增氧放水管的进水段进水流量，且利用气体流量表测量被测自压吸气增氧放水管的进气管吸气流量，从而测试设定水流压力或设定进水流量工况对应的时自压吸气增氧放水管的进气管吸气流量。利用上述性能测试方法，本专利技术可以检测各种型号(管径)自压吸气增氧放水管在任意工作压力下的吸气量及增氧效果，为增氧放水管的定型设计及增氧放水管产品性能检测提供一种解决方案。本专利技术还提供一种自压吸气增氧放水管结构尺寸参数优化方法，定义第一长度L1为自压吸气增氧放水管长度方向上喇叭口收缩段的长度，定义第二长度L2为自压吸气增氧放水管长度方向上掺气增氧段长度，所述掺气增氧段长度为吸气腔底部开口的远离进水段一端与振动片的靠近进水段之间的距离，定义收缩比d＝D2/D1，其中第一内径D1为进水段内径，第二内径D2为喉管内径，所述自压吸气增氧放水管参数优化方法包括第一长度L1的优化子方法和/或第二长度L2的优化子方法和/或收缩比d的优化子方法；所述第一长度L1的优化子方法包括：首先，采用N1只具有不同第一长度L1的被测自压吸气增氧放水管，且N1只被测自压吸气增氧放水管的其他结构尺寸参数相同，执行如上述的自压吸气增氧放水管性能测试方法的步骤(A)；然后，对N1只被测自压吸气增氧放水管分别执行如上述的自压吸气增氧放水管性能测试方法的步骤(B)和步骤(C)，且在各个被测自压吸气增氧放水管的测试中令步骤(C)中第二压力表的测量值保持为同一数值，得到各个被测自压吸气增氧放水管的进气管吸气流量；最后，根据各个被测自压吸气增氧放水管的进气管吸气流量确定第一长度L1的最优值或最优范围；所述收缩比d的优化子方法包括：首先，采用N2只具有不同收缩比d的被测自压吸气增氧放水管，且N2只被测自压吸气增氧放水管的除了第一内径D1、第二内径D2之外的其他结构尺寸参数相同，执行如上述的自压吸气增氧放水管性能测试方法的步骤(A)；然后，对N2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自压吸气增氧放水管性能测试设备，被测自压吸气增氧放水管包括进水段（2）、喇叭口收缩段（3）、喉管（4）、进气管（6）、吸气腔（7）、掺气增氧段（10）和弯头（9）及振动片（8）；所述弯头（9）连接在掺气增氧段（10）尾端，所述喉管（4）靠近掺气增氧段（10）的一端上部开设有一纵截面为弧形的吸气腔（7）；所述吸气腔（7）的横截面积由外向内逐渐减小，吸气腔（7）底部的开口朝向掺气增氧段（10）一侧，吸气腔(7)上部连接有进气管（6），依次经过进气管（6）、吸气腔（7）吸入的空气经掺气增氧段（10）以空气泡形式掺入水流中；所述弯头（9）内固定有振动片（8），振动片（8）在水流冲击下，产生高频振动，将掺入水流中的空气泡击碎形成微小气泡；/n其特征在于：所述性能测试设备包括潜水泵（20）、变频电源（201）、开度可调的阀门（50）、第一管道（30）、第二管道（60）；所述变频电源（201）输出端与潜水泵（20）连接；所述第二管道（60）一端与阀门（50）出口连接，另一端用于与被测自压吸气增氧放水管的进水段（2）入水口连接；/n所述性能测试设备还包括用于测量被测自压吸气增氧放水管的进水段（2）进水流量的水流量表（80）、用于测量被测自压吸气增氧放水管的进气管（6）吸气流量的气体流量表（90）、用于测量第一管道（30）内水流压力的第一压力表（40）、用于测量第二管道（60）内水流压力的第二压力表（70）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自压吸气增氧放水管性能测试设备，被测自压吸气增氧放水管包括进水段（2）、喇叭口收缩段（3）、喉管（4）、进气管（6）、吸气腔（7）、掺气增氧段（10）和弯头（9）及振动片（8）；所述弯头（9）连接在掺气增氧段（10）尾端，所述喉管（4）靠近掺气增氧段（10）的一端上部开设有一纵截面为弧形的吸气腔（7）；所述吸气腔（7）的横截面积由外向内逐渐减小，吸气腔（7）底部的开口朝向掺气增氧段（10）一侧，吸气腔(7)上部连接有进气管（6），依次经过进气管（6）、吸气腔（7）吸入的空气经掺气增氧段（10）以空气泡形式掺入水流中；所述弯头（9）内固定有振动片（8），振动片（8）在水流冲击下，产生高频振动，将掺入水流中的空气泡击碎形成微小气泡；
其特征在于：所述性能测试设备包括潜水泵（20）、变频电源（201）、开度可调的阀门（50）、第一管道（30）、第二管道（60）；所述变频电源（201）输出端与潜水泵（20）连接；所述第二管道（60）一端与阀门（50）出口连接，另一端用于与被测自压吸气增氧放水管的进水段（2）入水口连接；
所述性能测试设备还包括用于测量被测自压吸气增氧放水管的进水段（2）进水流量的水流量表（80）、用于测量被测自压吸气增氧放水管的进气管（6）吸气流量的气体流量表（90）、用于测量第一管道（30）内水流压力的第一压力表（40）、用于测量第二管道（60）内水流压力的第二压力表（70）。


2.根据权利要求1所述的自压吸气增氧放水管性能测试设备，其特征在于：所述气体流量表（90）的进气口与外界空气连接，所述气体流量表（90）的出气口与进气管（6）吸气口对接。


3.根据权利要求1所述的自压吸气增氧放水管性能测试设备，其特征在于：所述气体流量表（90）为机械式燃气表。


4.根据权利要求1所述的自压吸气增氧放水管性能测试设备，其特征在于：所述潜水泵（20）设置于蓄水设施（200）中，所述弯头（9）出口朝向蓄水设施（200）开口设置。


5.根据权利要求1所述的自压吸气增氧放水管性能测试设备，其特征在于：被测自压吸气增氧放水管进口水流取自于蓄水设施（200）、被测自压吸气增氧放水管出口水流任然泄入蓄水设施（200），被测自压吸气增氧放水管进口、出口与蓄水设施形成闭环。


6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的自压吸气增氧放水管性能测试设备的自压吸气增氧放水管性能测试方法，其特征在于：以自压吸气增氧放水管运行时的气体流量表（90）测得的吸气流量大小作为评价其性能的主要指标。


7.一种利用权利要求1-5中任一项所述的自压吸气增氧放水管性能测试设备的自压吸气增氧放水管性能测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
（A）开启变频电源（201），令潜水泵（20）开始工作，且令阀门（50）关闭，调节变频电源（201）使得第一压力表（40）的测量值为设定压力值；
（B）将气体流量表（90）的出气口与被测自压吸气增氧放水管的进气管（6）吸气口对接，将第二管道（60）另一端与被测自压吸气增氧放水管的进水段（2）入水口...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂元，张勇，胡春艳，徐幸仪，熊军，
申请(专利权)人：湖南省水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖南;43