一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，属于土木工程以及隧道工程领域，包括泥浆箱（1）和若干管道，所述泥浆箱（1）内装有泥浆，所述管道分别与所述泥浆箱（1）的出口和入口相连通，与所述泥浆箱（1）的出口相连的所述管道依次与蝶阀（3）、泥浆泵（4）和电磁流量计（6）相连，所述管道上设有若干管道压力计（10），所述泥浆泵（4）与电源相连。本实用新型专利技术可以用于监测渣石在管道中的压力损失，得到环流系统管道中沿程压力损失规律，便于更好的研究泥水盾构环流系统。便于更好的研究泥水盾构环流系统。便于更好的研究泥水盾构环流系统。

【技术实现步骤摘要】
一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置


[0001]本技术属于土木工程以及隧道工程领域，具体涉及一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国基础建设的快速推进，泥水平衡式盾构由于其施工的安全性与高效性被广泛应用于公路隧道与地铁隧道的施工中，尤其是在越江工程和输水工程中。在泥水盾构的掘进过程中，新鲜的膨润土泥浆通过环流系统中的进浆管道被泵送至（泥水仓）开挖仓中，用于平衡掌子面前方的水、土压力。从掌子面切削下的渣土与泥水仓中的泥浆混合后，经排浆管道被泵送出隧道至泥水分离厂进行筛分、旋流、压滤处理，进而使得膨润土泥浆得以循环利用。因此泥水盾构的环流系统的有效运行十分重要。
[0003]在砂卵石地层中，泥水盾构环流系统中的排浆管道内存在经开挖面切削下来的大粒径异形岩渣颗粒，导致管道内形成局部的湍流，且由于管道形式的多样性，这给环流系统压力损失分析带来了困难，目前岩渣泥浆两相介质共同作用下的管道压力损失规律尚不明确，因此需要探明管道形式、浆液流速、颗粒属性等因素对管道压力损失的影响，探明不同条件下的管道压力损失规律，进而对管道的铺设与渣浆泵的布置提供合理的参考与借鉴。
[0004]已有的泥水盾构环流系统试验装置有如下不足之处：
[0005]1、部分研究注重管道运输颗粒特性，不关注管道的沿程压力损失规律。
[0006]2、针对环流系统的流动特性研究有限，大多是针对掘进过程中的开挖面稳定问题，环流系统被简化，只考虑了管道的进、排功能，不涉及泥浆颗粒两相介质。
[0007]3、泥浆浑浊，不透明，无法观测到颗粒的运动状态。
[0008]4、以水为载液，与实际工程所用黏性流体的力学性能相差较大。

技术实现思路

[0009]本技术所要解决的技术问题是，提供一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，可以用于监测渣石在管道中的压力损失，得到环流系统管道中沿程压力损失规律，便于更好的研究泥水盾构环流系统。
[0010]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
[0011]一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，包括泥浆箱和若干管道，所述泥浆箱内装有泥浆，所述管道分别与所述泥浆箱的出口和入口相连通，与所述泥浆箱的出口相连的所述管道依次与蝶阀、泥浆泵和电磁流量计相连，所述管道上设有若干管道压力计，所述泥浆泵与电源相连。
[0012]优选的，所述泥浆为CMC黏性泥浆，所述管道为亚克力有机玻璃管。
[0013]进一步的，所述泥浆箱内设有泥浆搅拌装置。
[0014]优选的，所述泥浆泵为变频泵，通过电缆线与变频器相连。
[0015]进一步的，所述管道与所述蝶阀、所述泥浆泵和所述电磁流量计之间通过标准法
兰盘连接，所述管道之间通过二通PVC接头连接。
[0016]优选的，所述电磁流量计右侧的管道包括水平管道、向右上方倾斜的倾斜管道、竖直管道和水平的出口管道。
[0017]优选的，所述水平管道包括两根通过三通PVC接头的管道，所述三通PVC接头的顶部端口上连接岩渣投递口。
[0018]进一步的，所述岩渣投递口内由上到下分别设有上部球阀和下部球阀。
[0019]优选的，三通PVC接头右侧的管道，倾斜管道、竖直管道和水平的出口管道的两端分别设有管道压力计。
[0020]优选的，所述泥浆箱的出口设置在中下部，所述泥浆箱的入口设置在顶部。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0022]本技术所要解决的技术问题是，提供一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，可以用于监测渣石在管道中的压力损失，得到环流系统管道中沿程压力损失规律，便于更好的研究泥水盾构环流系统。
[0023]1、本技术主体结构管段采用透明亚克力有机玻璃管，同时采用透明CMC黏性泥浆为载液，在具有与实际工程所用泥浆相同的黏度的前提下，方便实时观测泥浆与渣石的流动状态。
[0024]2、本技术通过搅拌装置对泥浆箱中CMC泥浆进行搅拌，确保泥浆以连续均匀的流动状态泵入管道。
[0025]3、本技术泥浆泵为整个模型试验装置持续提供动力，变频器通过调节频率控制泥浆泵的输出功率，进而实现单位时间内管道内浆液不同流量的控制，实现泥浆的循环流动。
[0026]4、本技术电磁通过流量计可测定整个模型试验装置单位时间内管道内的浆液流量。
[0027]5、本技术通过设置岩渣投递口便于投递不同大小的岩渣，从而获取不同岩渣粒径与形状对压力损失的影响。另外，岩渣投递口安装两个球阀，先打开上部球阀，投掷渣石后关闭上部球阀，再打开下部球阀，此时渣石进入管道，双球阀可避免在高浆液流量下投递岩渣过程中泥浆喷涌而出。
[0028]6、本技术装置主体结构管道分为水平管道、倾斜管道、竖直管道，并装有多个压力计，用于测量不同管道形式下的沿程压力损失，进而分析环流系统压力损失规律。
附图说明
[0029]图1为本技术泥水盾构泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置示意图；
[0030]图2为本技术的泥浆泵示意图；
[0031]图3为本技术的电磁流量计的示意图；
[0032]图4为本技术的蝶阀的示意图。
[0033]1‑
泥浆箱、2
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泥浆搅拌装置、3
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蝶阀、4
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泥浆泵、5
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变频器、6
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电磁流量计、7
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岩渣投递口、8
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上部球阀、9
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下部球阀、10
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管道压力计、11
‑
标准法兰盘、12
‑
水平管道、13
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倾斜管道、14
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竖直管道、15
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二通PVC接头、16
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三通PVC接头、17
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电缆线、18
‑
出口管道。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本技术作更进一步地说明。
[0035]如图1
‑
图4所示，本技术是一种泥水盾构泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，图中1为泥浆箱，2为泥浆搅拌装置，3是蝶阀，4是泥浆泵，5是变频器，6是电磁流量计，7是岩渣投递口，8是上部球阀，9是下部球阀，10是管道压力计，11是标准法兰盘，12是水平管道，13是倾斜管道，14是竖直管道，15是二通PVC接头，16是三通PVC接头，17是电缆线，18是出口管道。
[0036]具体结构为：亚克力有机玻璃管从泥浆箱1接出后，通过标准法兰盘11依次连接蝶阀3、泥浆泵4、电测流量计6，再通过三通PVC接头16与岩渣投递口7相连接，最后通过不同形式管道水平管道12、倾斜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，其特征在于：包括泥浆箱（1）和若干管道，所述泥浆箱（1）内装有泥浆，所述管道分别与所述泥浆箱（1）的出口和入口相连通，与所述泥浆箱（1）的出口相连的所述管道依次与蝶阀（3）、泥浆泵（4）和电磁流量计（6）相连，所述管道上设有若干管道压力计（10），所述泥浆泵（4）与电源相连。2.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，其特征在于：所述泥浆为CMC黏性泥浆，所述管道为亚克力有机玻璃管。3.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，其特征在于：所述泥浆箱（1）内设有泥浆搅拌装置（2）。4.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，其特征在于：所述泥浆泵（4）为变频泵，通过电缆线（17）与变频器（5）相连。5.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构环流系统中管道压力损失规律试验装置，其特征在于：所述管道与所述蝶阀（3）、所述泥浆泵（4）和所述电磁流量计（6）之间通过标准法兰盘（11）连接，所述管道之间通过二通PVC接头（15...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴高，郭易东，孙宇，金大龙，杨益，李瀚源，方应冉，蔡博文，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：新型
国别省市：