智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统及方法，用于试验室条件下模拟水沙冲蚀

【技术实现步骤摘要】
智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统及方法


[0001]本专利技术涉及水沙冲蚀和材料加速锈蚀的试验
，特别是一种智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统及方法
。

技术介绍

[0002]当前，我国正大力发展水路交通基础设施建设，内河大流速
、
大含沙量等复杂苛刻的水流条件对涉水建筑物的使用寿命造成了极大的影响，内河涉水建筑物的冲蚀
‑
锈蚀防护研究一直是久盛不衰的热门课题
。
为了研究的方便，通常将内河按不同高程划分为：大气区
、
水位变动区和水下区
。
其中，处于水位变动区的结构因受到高速含沙水流飞溅和冲刷
、
阳光照射
、
干湿交替
、
表面供氧充分等多种苛刻因素的联合作用而成为锈蚀最严重的区域，其主要失效形式一般为高速含沙水流冲刷和材料本身锈蚀联合作用下的冲蚀
‑
锈蚀作用，是内河涉水建筑物冲蚀
‑
锈蚀研究的重点区域
。
[0003]目前，水位变动区的冲蚀
‑
锈蚀研究大概有两种方法，其一为现场挂片分析，这种方法存在试验周期长
、
成本高
、
试验数据分散性较大
、
不能进行特定因素分析，以及难以实时监测试件的锈蚀状态等问题；其二为室内水沙冲蚀
‑
加速锈蚀试验，该方法采用“先冲后锈”的方式开展试验，难以精确控制流速和含沙量，更不能实现集冲蚀锈蚀试验于一体，该试验方法较难准确模拟内河涉水建筑物材料服役状态
。
[0004]因此，需要一种智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统及方法
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统及方法，该系统采用含沙量可调的方式进行试验提高了冲蚀试验的准确程度
。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供的智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统，包括容器
、
支撑装置
、
加沙装置
、
含沙量监测装置
、
搅拌装置
、
控制装置；
[0008]所述加沙装置设置于支撑装置上，用于向盛有水的容器加沙，所述搅拌装置设置于支撑装置上，用于搅动容器中的水沙进行混合，所述含沙量监测装置用于测量容器中水沙中的实际含沙量，并将测量得到的实际含沙量结果发生到控制装置中，所述控制装置用于分析处理实际含沙量与预设标准含沙量数据并生成加沙控制命令，所述加沙控制命令被发送到加沙装置，用于控制加沙装置向容器中的加沙量，从而使得容器中的水沙达到预设标准
。
[0009]进一步，所述加沙装置包括加沙盒
、
喷沙枪；所述加沙盒用于容纳沙，所述喷沙枪与加沙盒连接用于将加沙盒中的沙喷射到容器中；所述加沙盒
、
喷沙枪设置于支撑装置上
。
[0010]进一步，所述搅拌装置包括电动机
、
搅拌部件；所述电动机设置于容器上方，所述搅拌部件设置于电动机的转轴上；所述搅拌部件设置于容器中，当搅拌部件旋转时可以将容器的水沙搅拌运动；所述电动机与控制装置连接，所述电动机在控制装置的控制下进行
工作
。
[0011]进一步，所述支撑装置上还设置有升降装置，所述升降装置上设置有升降平台，所述升降平台上设置有试件装载器，所述试件装载器用于设置试件，所述升降平台随升降装置的上下移动带动升降平台上的试件装载器一起上下移动
。
[0012]进一步，所述试件装载器设置于位于容器上方的升降平台上，所述试件装载器包括旋转装置
、
承载器；所述旋转装置设置于升降平台上，所述承载器设置于旋转装置上，所述承载器用于设置试件；
[0013]所述旋转装置包括第一基座
、
第二基座；所述第一基座设置于升降平台上，所述第一基座上设置试件，当驱动第一基座转动时，所述设置于第一基座上的试件转动；所述第一基座和试件之间设置有第二基座，当所述第二基座转动时，所述试件随第二基座的转动而转动
。
[0014]进一步，所述第一基座
、
第二基座采用齿轮传动；所述第一基座通过第一齿轮与第一基座连接；所述第一齿轮与搅拌装置中的电动机的转轴连接，当第一齿轮与电动机的转轴啮合时，驱动第一基座转动；所述第二基座通过第二齿轮与第二基座连接；所述第二齿轮与搅拌装置中的电动机的转轴连接，当第二齿轮与电动机的转轴啮合时，驱动第二基座转动
。
[0015]进一步，所述容器下方设置有回收沙装置，所述回收装置用于收集容器中下沉的沙；所述回收沙装置包括输泄水阀门
、
沙水分离仓
、
回收沙盒
、
滤沙装置
、
过滤水箱
、
滤网门；
[0016]所述输泄水阀门设置于容器底部，用于控制容器底部输泄水状态；所述沙水分离仓设置于输泄水阀门的下方，用于收集容器中下沉的沙；所述滤沙装置设置于沙水分离仓侧部，用于过滤沙水分离仓的水；所述回收沙盒设置于沙水分离仓中，用于收集从容器中下沉的沙；所述过滤水箱设置于滤沙装置一侧，用于容纳沙水分离仓中的水；所述滤网门设置于滤沙装置上用于控制沙水分离仓与过滤水箱之间的通断；所述回收沙盒以可拆卸的方式设置于沙水分离仓中，当回收沙盒中的沙超过其容积时，可以取出回收沙盒将盒中的沙倒出，然后重新放回沙水分离仓中
。
[0017]进一步，所述容器一侧设置有储水箱
、
水泵，所述储水箱底部与容器底部连接，所述储水箱与容器构成连通器，所述储水箱用于为容器中提供水；所述储水箱底部设置有储水箱阀门，所述储水箱阀门的另一侧与过滤水箱连通，所述储水箱通过储水箱阀门控制进入过滤水箱中的水；
[0018]所述水泵设置于储水箱与过滤水箱之间，用于将过滤水箱中的水抽回到储水箱中，以维持储水箱中水面不低于容器中的水面
。
[0019]本专利技术还提供了一种利用上述智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统来进行的试验方法，包括以下步骤：
[0020]在智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统中设置运行条件参数和试件；
[0021]所述运行条件参数包括目标水位
、
目标流速
、
目标含沙量
、
含沙量控制准则
、
冲蚀时间
、
锈蚀时间中任意一项或多项的组合；
[0022]调节试验区的水桶中的水位；
[0023]调节水桶中的水沙流体中的含沙量直到符合目标含沙量；
[0024]控制水沙流体的转动速度直到符合水沙流体的目标流速；
[0025]将试件完全浸没在水中并调整冲蚀角度；进行冲蚀试验并采集和记录冲蚀试验数据
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统，其特征在于：包括容器
、
支撑装置
、
加沙装置
、
含沙量监测装置
、
搅拌装置和控制装置；所述加沙装置设置于支撑装置上，用于向盛有水的容器加沙，所述搅拌装置设置于支撑装置上，用于搅动容器中的水沙进行混合，所述含沙量监测装置用于测量容器中水沙中的实际含沙量，并将测量得到的实际含沙量结果发生到控制装置中，所述控制装置用于分析处理实际含沙量与预设标准含沙量数据并生成加沙控制命令，所述加沙控制命令被发送到加沙装置，用于控制加沙装置向容器中的加沙量，从而使得容器中的水沙达到预设标准
。2.
如权利要求1所述的智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统，其特征在于：所述加沙装置包括加沙盒和喷沙枪；所述加沙盒用于容纳沙，所述喷沙枪与加沙盒连接用于将加沙盒中的沙喷射到容器中；所述加沙盒
、
喷沙枪设置于支撑装置上
。3.
如权利要求1所述的智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统，其特征在于：所述搅拌装置包括电动机和搅拌部件；所述电动机设置于容器上方，所述搅拌部件设置于电动机的转轴上；所述搅拌部件设置于容器中，当搅拌部件旋转时可以将容器的水沙搅拌运动；所述电动机与控制装置连接，所述电动机在控制装置的控制下进行工作
。4.
如权利要求1所述的智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统，其特征在于：所述支撑装置上还设置有升降装置，所述升降装置上设置有升降平台，所述升降平台上设置有试件装载器，所述试件装载器用于设置试件，所述升降平台随升降装置的上下移动带动升降平台上的试件装载器一起上下移动
。5.
如权利要求4所述的智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统，其特征在于：所述试件装载器设置于位于容器上方的升降平台上，所述试件装载器包括旋转装置
、
承载器；所述旋转装置设置于升降平台上，所述承载器设置于旋转装置上，所述承载器用于设置试件；所述旋转装置包括第一基座和第二基座；所述第一基座设置于升降平台上，所述第一基座上设置试件，当驱动第一基座转动时，所述设置于第一基座上的试件转动；所述第一基座和试件之间设置有第二基座，当所述第二基座转动时，所述试件随第二基座的转动而转动
。6.
如权利要求5所述的智能调控含沙量的水沙冲蚀试验系统，其特征在于：所述第一基座
、
第二基座采用齿轮传动；所述第一基座通过第一齿轮与第一基座连接；所述第一齿轮与搅拌装置中的电动机的转轴连接，当第一齿轮与电动机的转轴啮合时，驱动第一基座转动；所述第二基座通过第二齿轮与第二基座连接；所述第二齿轮与搅拌装置中的电动机的转轴连接，当第二齿轮与电动机的转轴啮合时，驱动第二基座转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴林键，张斯琪，刘明维，纪旭东，代川，何加斌，曾丽琴，向周宇，狄宇涛，赵岳，蒋含，阿比尔的，韩亚峰，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：