河工模型试验中的一种浑水水力搅拌池制造技术

本发明专利技术公开了河工模型试验中的一种浑水水力搅拌池，搅拌池本体的下部设有抽水池，抽水池位于搅拌池中部、且成圆形漏斗状，抽水池和搅拌池本体内设有数根水泵吸水管，水泵吸水管的底端连接有底阀；搅拌池本体内设有垂直送水管，下端与环形管道的一端连接，环形管道的另一端连接有喷头；环形管道的内侧设有水平喷嘴，水平喷嘴产生的射流旋转方向与环形管道喷头产生的射流旋转方向相同，环形管道的底部设有倾斜向下的喷嘴，环形管道底部倾斜向下的喷嘴产生的射流旋转方向与环形管道喷头产生的射流旋转方向相同。本发明专利技术保证了搅拌池内水流具有较强的旋转流速，使池内水流含沙量搅拌均匀，确保了在任何情况下搅拌池内都不会有泥沙落淤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种河工模型试验装置，特别是涉及河工模型试验中的一种浑水水力搅拌池。
技术介绍
在悬移质模型试验中，水流挟带有模型沙，且要求含沙量大小能够在试验过程中按需要改变，这些都是通过浑水供水加沙系统来完成的。浑水供水加沙系统中的关键设备是搅拌池，它用来将水和沙搅拌成含沙水流，供模型试验使用。搅拌池一般采用钢筋混凝土或砖砌的圆形结构。按照浑水的搅拌方式，搅拌池可分为机械搅拌和水力搅拌两种形式。机械搅拌是借助电机带动搅拌池中的叶片旋转含沙水体达到搅拌的目的，它设备复杂，投资大，使用不方便；水力搅拌是利用水流沿切线方向的冲击力带动池内的含沙水体旋转，达到搅拌的目的，其特点是设备简单、造价低、操作灵活方便，但常规的浑水水力搅拌池，池内水流旋转强度较弱，含沙量搅拌不均勻，搅拌池中常有泥沙落淤，并时有堵塞水泵吸水管底阀事故发生。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供河工模型试验中的一种浑水水力搅拌池，这种浑水水力搅拌池，池内水流旋转强度较强，含沙量搅拌均勻，搅拌池中无泥沙落淤，并可避免水泵吸水管底阀堵塞事故发生。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是河工模型试验中的一种浑水水力搅拌池，包括搅拌池本体，所述搅拌池本体的下部设有抽水池，所述抽水池位于所述搅拌池中部、且成圆形漏斗状，所述抽水池和所述搅拌池本体内设有数根水泵吸水管，所述水泵吸水管的底端连接有底阀；所述搅拌池本体内设有垂直送水管，所述垂直送水管上端与总配水管连接，下端与环形管道的一端连接，所述环形管道的另一端连接有喷头，所述环形管道喷头产生的射流带动搅拌池内水体旋转；所述环形管道布置在所述搅拌池本体的底部，所述环形管道的内侧设有水平喷嘴，所述水平喷嘴产生的射流旋转方向与所述环形管道喷头产生的射流旋转方向相同，所述环形管道的底部设有倾斜向下的喷嘴， 所述环形管道底部倾斜向下的喷嘴产生的射流旋转方向与所述环形管道喷头产生的射流旋转方向相同。所述水平喷嘴与对应其连接处所述环形管道的切线成30°夹角。所述环形管道底部的倾斜喷嘴与环形管道中心线在垂直方向成45°夹角。所述环形管道距离所述搅拌池本体的池底40cm。所有所述水泵吸水管上的底阀上下交错布置。所述抽水池的中心处设有一根垂直向下的喷管，所述喷管底端位于所述抽水池的上方。所述喷管底端距离所述抽水池底部0. 5m。本专利技术具有的优点和积极效果是采取以上方案后，保证了搅拌池内水流具有较强的旋转流速，使池内水流含沙量搅拌均勻，确保了在任何情况下搅拌池内都不会有泥沙落淤，即便在不利操作情况下使泥沙淤积在抽水池内，也可以通过设在中心的垂直向下的喷管，将泥沙冲走。附图说明图1 为本专利技术搅拌池的立面图；图2为本专利技术搅拌池的平面图；图3为应用本专利技术搅拌池的一个浑水供水加沙系统实例平面布置图。图中H-搅拌池深度，D-搅拌池直径，1、搅拌池本体，2、抽水池，3、垂直送水管，4、 环形管道，5、水平喷嘴，6、倾斜向下的喷嘴，7、喷头，8、水泵吸水管，9、底阀，10、垂直向下的喷管，11、预埋角钢，12、电动水泵，13、总配水管，14、阀门，15、量水堰，16、清水池，17、排沙底孔，18、模型，19、回水槽，20、加沙池，21、储浆池，22、泄水槽。具体实施例方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下应用实例图3是一个浑水供水加沙系统的平面布置实例，其中所用的搅拌池就是本专利技术所述的浑水水力搅拌池。参阅图1 图2，搅拌池本体1的下部设有抽水池2，所述抽水池2内设有3根水泵吸水管8，所述水泵吸水管8的底端连接有底阀9 ；所述搅拌池本体1内设有垂直送水管3，所述垂直送水管3上端与总配水管13连接，下端与环形管道4 连接，所述环形管道4由预埋角钢11支承。所述环形管道4距离所述搅拌池本体1的池底 40cm,环形管道内径为15cm，沿程设有12个内径2cm的喷嘴，其中6个喷嘴水平设在管道内侧，6个喷嘴倾斜向下设在管道底部。在本实施例中，所述垂直送水管3下端与所述环形管道4的一端连接，所述环形管道4的另一端连接有喷头7，所述喷头7产生的射流带动搅拌池内水体旋转。6个所述水平喷嘴5与对应其连接处所述环形管道4的切线成30°夹角。6个所述倾斜向下的喷嘴6与环形管道4中心线在垂直方向成45°夹角。水平喷嘴5和倾斜向下的喷嘴6产生的射流旋转方向与所述喷头7产生的射流旋转方向相同。将抽水池2设计成圆形漏斗状并布置在搅拌池中心，池深60cm，直径视水泵吸水管8根数而定。这样在水泵强大的吸力下，会进一步增强搅拌池内环流强度。在安装水泵吸水管8时应注意将底阀9处于不同高程上，上下交错，这样便于灵活操作，又能延长处于较高高程的底阀使用寿命，还能防止发生意外时，泥沙将吸水管底阀全部淤死。在抽水池2 中心处设有一根直径IOcm垂直向下的喷管10，出口离漏斗底部0. 5m，一旦发生水泵吸水管底阀9被泥沙淤死事故，用于冲走可能淤积在抽水池内的泥沙。在上述搅拌池应用时，应将回水槽19出口布置在搅拌池边壁切线方向，并使回水产生的水流旋转方向与环形管道4产生的水流旋转方向一致，这样可利用回水带动搅拌池内水体旋转，进一步加强池内水流旋转强度。搅拌池容积应能满足模型试验水流循环一次所需要的水量，并留一定的余地。可根据模型最大试验流量及水流循环一次所需要的时间估算，即 V = Qmaxt式中V为搅拌池容积，m3 ；Qfflax为模型最大试验流量，m3/s ；t为水流循环一次所需要的时间，S。由上式计算的容积，再加上水泵最小淹没深度时的搅拌池内的水量，即为搅拌池实际容积。经计算，本实施例中的搅拌池容积为62m3，直径D = 4. 5m，深H = 3. 9m。系统中量水堰15用于测量流经模型18的浑水流量；系统中排沙底孔17用于排泄量水堰15内淤积的泥沙，以提高测流精度。系统中清水池16的作用一是调节含沙量，当模型18的水流含沙量减小时，打开清水池16通往搅拌池管道的阀门14向搅拌池注入清水；二是试验完毕清洗电动水泵12及其吸水管8和总配水管13。系统中储浆池21的作用一是每次试验做完后储存搅拌池内的浑水，所以，其容积至少应等于搅拌池容积；二是在试验过程中向搅拌池1补充一部分浑水。储浆池21的底部应高于搅拌池1水面，以便储浆池21内的浑水能够通过连接两者之间的泄水槽22自流回搅拌池1内。系统中加沙池20的作用当模型18水流含沙量需要增大时，用于加沙。将其设在储浆池21与搅拌池1之间的泄水槽22上，这样可以通过储浆池21与搅拌池1之间的循环水流将泥沙冲进搅拌池1内。系统中回水槽19的作用是将模型18下泄水流送回搅拌池1，从而完成水流循环过程。回水槽19出口位于搅拌池1边壁切线方向，并与环形管道4产生的水流旋转方向一致。该浑水供水系统实例是将几台电动水泵12的出水管用总配水管13连通起来，每台电动水泵出水管处设有阀门控制。总配水管13与量水堰15、搅拌池中的环形管道4、储浆池21等之间分别用分配水管和垂直送水管3连接起来，这样可以通过控制设在分配水管和垂直送水管3进口处的阀门14，将不同流量的浑水输送到所需地方。尽管上面结合附图对本专利技术的优选实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．河工模型试验中的一种浑水水力搅拌池，包括搅拌池本体，所述搅拌池本体的下部设有抽水池，所述抽水池位于所述搅拌池中部、且成圆形漏斗状，所述抽水池和所述搅拌池本体内设有数根水泵吸水管，所述水泵吸水管的底端连接有底阀；所述搅拌池本体内设有垂直送水管，其特征在于，所述垂直送水管上端与总配水管连接，下端与环形管道的一端连接，所述环形管道的另一端连接有喷头，所述环形管道喷头产生的射流带动搅拌池内水体旋转；所述环形管道布置在所述搅拌池本体的底部，所述环形管道的内侧设有水平喷嘴，所述水平喷嘴产生的射流旋转方向与所述环形管道喷头产生的射流旋转方向相同，所述环形管道的底部设有倾斜向下的喷嘴，所述环形管道底部倾斜向下的喷嘴产生的射流旋转方向与所述环形管道喷头产生的射流旋转方向相同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国宾，刘昉，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12