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专利号: 2018109479471
申请人: 临沂大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水砂突涌试验系统,包括固定箱(11),其特征在于:所述固定箱(11)的一侧固定有放置箱(14),所述固定箱(11)内设有转动模块,所述转动模块上设有四个第一螺杆(2),且四个第一螺杆(2)的一端均转动连接在固定箱(11)内的底部,四个第一螺杆(2)的一端均贯穿固定箱(11)的侧壁并延伸至固定箱(11)的上端,四个第一螺杆(2)的上端共同固定有横梁(30),所述横梁(30)上固定有油缸(29),所述油缸(29)的活塞杆贯穿横梁(30)并延伸至横梁(30)的下端,所述油缸(29)的活塞杆末端固定有固定块(28),所述固定块(28)的下端固定有水仓(27),所述水仓(27)的下端贯穿设有试验舱(26),所述试验舱(26)的两侧均设有夹持模块,且第一螺杆(2)贯穿夹持模块,所述固定箱(11)的上端固定有承载板(10),所述承载板(10)的上端固定有四个支撑杆(9),四个支撑杆(9)的上端共同固定有支撑板(24),所述支撑板(24)的上端设有放置槽,且试验舱(26)的下端固定在放置槽内的底部,所述支撑板(24)上设有水砂通道安装槽(22),所述水砂通道安装槽(22)内安装有水砂通道,所述水砂通道上安装有输送管(23),所述固定箱(11)的一侧固定有固定板(17),所述固定板(17)的一侧设有支撑模块,所述支撑模块的上端设有水砂分离和计量设备(21),且输送管(23)的一端连接在水砂分离和计量设备(21)的一侧,所述固定箱(11)的一侧设有支撑架(5),所述支撑架(5)的上端固定有储能罐(51),所述储能罐(51)的下端一侧连接有输气管(3),且输气管(3)的一端连接在水仓(27)的上端,所述试验舱(26)内的底部设有水压传感器,所述输送管(23)上设有蝶阀,所述输气管(3)上设有阀门。

2.根据权利要求1所述的一种水砂突涌试验系统,其特征在于,所述转动模块包括转动连接在固定箱(11)内相对侧壁上的竖杆(34),所述竖杆(34)上固定有第三齿轮(33),所述放置箱(14)的上端贯穿设有转动杆(15),所述转动杆(15)的一端转动连接在放置箱(14)内的底部,所述转动杆(15)上固定有第一齿轮(32),所述放置箱(14)的一侧设有第一开口,所述固定箱(11)的一侧设有和第一开口对应的第二开口(46),所述第一齿轮(32)的一侧贯穿第一开口和第二开口(46)并延伸至固定箱(11)内,所述第一齿轮(32)和第三齿轮(33)相互啮合,四个第一螺杆(2)上均固定有第二齿轮(31),且四个第二齿轮(31)均和第三齿轮(33)相互啮合,所述转动杆(15)的另一端固定有转动块(16)。

3.根据权利要求1所述的一种水砂突涌试验系统,其特征在于,所述夹持模块包括分别抵触在试验舱(26)两侧的第二夹持块(40),所述第一螺杆(2)上贯穿设有移动块(6),所述移动块(6)上设有第一螺纹通孔,且第一螺杆(2)贯穿第一螺纹通孔,同一侧的两个移动块(6)为一组,同一组的两个移动块(6)之间共同固定有移动板(7),所述移动板(7)上设有第二螺纹通孔,所述第二螺纹通孔内贯穿设有第二螺杆(44),所述第二螺杆(44)的一端转动连接有连接板(25),所述第二螺杆(44)的另一端固定有第一转动轮(8),所述连接板(25)的一侧固定有保护箱(43),所述保护箱(43)内设有缓冲模块,所述缓冲模块的一端固定有限位板(41),且两个第二夹持块(40)的一侧分别固定在两个限位板(41)的一侧,两个第二夹持块(40)相互对应。

4.根据权利要求1所述的一种水砂突涌试验系统,其特征在于,所述支撑模块包括设置在固定板(17)一侧的第一滑块(39),所述固定板(17)的一侧设有第一滑槽(37),且第一滑块(39)安装在第一滑槽(37)内,所述第一滑块(39)上设有插孔,所述第一滑槽(37)内的一端侧壁上等间距设有多个盲孔,所述插孔内贯穿设有插杆(38),且插杆(38)的一端延伸至其中一个盲孔内,所述第一滑块(39)的一侧转动连接有连接杆(18),所述固定箱(11)的上端一侧铰接有转动板(20),且连接杆(18)的一端转动连接在转动板(20)的下端,所述转动板(20)的上端设有凹槽,且水砂分离和计量设备(21)的下端固定在凹槽内的底部,所述凹槽的一端侧壁上设有固定模块。

5.根据权利要求3所述的一种水砂突涌试验系统,其特征在于,所述缓冲模块包括固定在保护箱(43)内一端侧壁上的五个弹簧(48),所述保护箱(43)内的相对侧壁上均设有第二滑槽(50),所述第二滑槽(50)内安装有第二滑块(49),两个第二滑块(49)之间共同固定有压板(47),且五个弹簧(48)的一端均固定在压板(47)的一侧,所述压板(47)的另一侧固定有两个压杆(42),所述压杆(42)的一端贯穿保护箱(43)的侧壁并延伸至保护箱(43)的一侧,两个压杆(42)的一端均固定在限位板(41)的一侧。

6.根据权利要求4所述的一种水砂突涌试验系统,其特征在于,所述固定模块包括贯穿设置在凹槽一端侧壁上的第三螺杆(45),所述凹槽的一端侧壁上设有第三螺纹通孔,且第三螺杆(45)贯穿第三螺纹通孔,所述第三螺杆(45)的一端转动连接有第一夹持块(4),且第一夹持块(4)的一侧抵触在水砂分离和计量设备(21)的一侧,所述第三螺杆(45)的另一端固定有第二转动轮(19)。

7.根据权利要求1所述的一种水砂突涌试验系统,其特征在于,所述固定箱(11)的下端两侧均固定有两个垫板(12),所述垫板(12)上设有第四螺纹通孔,所述第四螺纹通孔内贯穿设有螺栓(13)。

8.根据权利要求1所述的一种水砂突涌试验系统,其特征在于,所述水仓(27)的下端侧壁上等间距设有多个出水孔,所述水仓(27)的上端连接有进水管(36),所述进水管(36)上设有封盖,所述试验舱(26)内的一周侧壁上固定有密封圈(35),且密封圈(35)的一侧抵触在水仓(27)的一侧。

9.根据权利要求1所述的一种水砂突涌试验系统,其特征在于,所述储能罐(51)的上端连接有进气管(1),所述进气管(1)的上端设有密封盖。

10.一种水砂突涌试验监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、筛选粒径为0.3mm以下的干净河砂作为试验材料,将孔径尺寸为5mm的水砂通道安放在水砂通道安装槽(22)内,再将输送管(23)连接在水砂通道上;

S2、将检测合格的水压传感器安装在相应安装槽内,为保证带压状态下试验舱(26)密封性,水压传感器安装过程中,在端头处涂抹一圈密封胶,并将安装好的传感器连接至静态应变测试系统;

S3、将试验舱(26)安放至支撑板(24)上,并在二者间放置密封圈以增强密封性,关闭蝶阀,将河砂装入试验舱(26)至设计高度;

S4、启动试验系统,打开水仓(27)上部的排气孔,采用试验系统的应力控制模式,对试验舱(26)内的砂土进行一定程度的压实;

S5、将实验系统切换为位移控制模式后,向试验舱(26)内注水,直至有水从水仓(27)上部的排气孔溢出;

S6、关闭水仓(27)上部的排气孔,采用试验系统的水压控制模式,将试验舱(26)内的水压加至设计压力后,开启蝶阀的同时,启动水砂分离和计量设备(21),监测并采集实验过程中水压和水砂流量的变化;

S7、实验结束后,关闭水压水量双控伺服加载系统,再次打开水仓(27)上部的排气孔,将水仓(27)缓慢升至与试验舱(26)分离,并对整套试验系统进行清理。