固結(jié)粘性泥沙沖刷量測儀的制作方法
【專利摘要】一種小型固結(jié)粘性泥沙沖刷量測儀，通過管道系統(tǒng)完成水流的循環(huán)及流量的控制，通過土樣筒及頂土裝置實現(xiàn)隨沖刷發(fā)展而持續(xù)供應(yīng)土樣的功能以及量測土樣的沖刷長度，通過射流干擾發(fā)生器以及紊流促發(fā)器實現(xiàn)脈沖射流及紊流對固結(jié)粘性泥沙沖刷影響的引入。具有小型化、多功能、實用性強的特點。
【專利說明】固結(jié)粘性泥沙沖刷量測儀 所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用有機玻璃管材結(jié)合測量設(shè)備及擾動激發(fā)設(shè)備構(gòu)成固結(jié)粘性泥沙 沖刷的小型實驗裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 粘性泥沙的起動沖刷不同于非粘性泥沙，它與淤積固結(jié)條件有關(guān)，并受泥沙物質(zhì) 組成、物理化學(xué)性質(zhì)等多因素的影響。在多沙河流中（包括河床、河岸和灘地）粘性泥沙占 有一部分的比重，同時它也大量存在于水庫、河口地區(qū)中，并在這些地區(qū)的水流因素作用下 逐漸淤積固結(jié)，對這些地區(qū)的河床演變及治理產(chǎn)生重要影響。
[0003] 目前在粘性泥沙起動沖刷問題上，大部分研究者采用人工鋪沙的方法對新淤粘性 泥沙的起動沖刷進行了較多的研究，而淤積固結(jié)歷時長，泥沙淤積固結(jié)特性的差異才明顯， 人工鋪沙與自然淤積也有一定的差距；還有一部分研究者通過實地取樣對固結(jié)粘性泥沙或 粘性原狀土進行了較多的研究，但是由于不同地區(qū)粘性泥沙淤積固結(jié)條件不同，并且實地 取樣難免對土樣有所擾動，造成取樣差別較大，使得試驗資料的無序性，難以得出比較有規(guī) 律性的成果。另外，現(xiàn)階段水庫清淤的研究構(gòu)思中有采用脈沖射流泵以及紊流流態(tài)的增強 促進固結(jié)粘性泥沙沖刷的思路，在這一方法研究論證過程中也亟需小巧、實用、有效的實驗 裝直。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為滿足實驗過程中如實體現(xiàn)固結(jié)粘性泥沙的物理性狀、簡單有效的量測沖刷過程 中的相關(guān)參數(shù)，并考慮脈沖射流及紊流等因素的影響，本發(fā)明提供了一種小巧、操作簡單、 實用的小型固結(jié)泥沙沖刷的量測儀器。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 本發(fā)明由流態(tài)控制裝置、土樣安放裝置、量測裝置、脈動射流及紊流促發(fā)裝置，各 個部分的組成及功能如下：
[0007] 流態(tài)控制裝置主要由循環(huán)管道、水泵、蓄水槽、閥門構(gòu)成，實現(xiàn)水流循環(huán)及流量控 制的功能。
[0008] 土樣安放裝置主要有土樣筒及頂土裝置構(gòu)成，實現(xiàn)隨沖刷發(fā)展而持續(xù)供應(yīng)土樣的 功能。
[0009] 量測裝置主要由土樣筒側(cè)壁的刻度標(biāo)尺以及測壓管、電磁流量計構(gòu)成，通過土樣 筒側(cè)壁的刻度標(biāo)尺可以獲得土樣的沖刷長度。
[0010] 脈動射流及紊流促發(fā)裝置主要由射流干擾發(fā)生器以及紊流促發(fā)器構(gòu)成，實現(xiàn)脈沖 射流及紊流對固結(jié)粘性泥沙沖刷影響的研究，其中，射流干擾發(fā)生器采用小型射流泵，紊流 促發(fā)器采用不同孔徑大小的濾網(wǎng)來控制水流紊動的強度。
[0011] 該量測裝置具有以下特點：
[0012] (1)小型化。改變傳統(tǒng)對泥沙基本運動規(guī)律的試驗研究方法，不再使用普通明渠水 槽和環(huán)形水槽，采用封閉有機玻璃管道水槽作為固結(jié)粘性泥沙起動沖刷的實驗裝置，相比 已有實驗儀器，可以有效減少實驗設(shè)備的體積，在實現(xiàn)既定目標(biāo)的前提下，具有減少成本、 設(shè)置簡單的優(yōu)點。
[0013] (2)多功能。在儀器中設(shè)置紊流、射流的發(fā)生裝置，兼顧考慮流態(tài)變化對固結(jié)粘性 泥沙起動沖刷的影響，為后期開展更為廣泛的研究打下基礎(chǔ)。
[0014] (3)實用。通過實驗結(jié)果分析，該小型量測儀器的量測成果可以作為固結(jié)粘性泥沙 沖刷實驗研究的實驗成果。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0015] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進一步說明：
[0016] 圖1是本發(fā)明的工作示意圖
[0017] 采用封閉有機玻璃管道水槽做為粘性泥沙起動沖刷的試驗裝置。封閉水槽為 3cmX 12cm(即高3cm，寬12cm)的矩形斷面，水槽長為2. 0m。試驗時，泥沙試樣放置與其大 小一致的試驗筒內(nèi)，試驗筒內(nèi)徑為7cm，中心點距進口為1.2m，距出口 0.8m，在試驗筒的上 下游各布置了一個測壓管，上下游測壓管位置距試驗筒中心距離均為〇. 6m。試驗筒下方頂 土裝置為一橡膠活塞，在試驗過程中，采用手動升降螺桿來控制橡膠活塞，從而可以根據(jù)泥 沙試樣隨水流的沖刷情況來調(diào)整泥沙試樣在試驗筒內(nèi)的高度使其表面與水槽底部齊平。供 水設(shè)備為一臺最大設(shè)計流量115m 3/h，揚程19m的離心泵。并由安裝在進口段的閥門控制流 量大小，流量大小由直讀式電磁流量計讀出。
【權(quán)利要求】
1. 一種小型固結(jié)粘性泥沙沖刷量測儀，通過固結(jié)粘性泥沙土樣的沖刷量測來獲得相關(guān) 的研究數(shù)據(jù)，同時，考慮了紊流及脈沖射流的影響，其特征是：通過管道系統(tǒng)完成水流的循 環(huán)及流量的控制，通過土樣筒及頂土裝置實現(xiàn)隨沖刷發(fā)展而持續(xù)供應(yīng)土樣的功能以及量測 土樣的沖刷長度，通過射流干擾發(fā)生器以及紊流促發(fā)器實現(xiàn)脈沖射流及紊流對固結(jié)粘性泥 沙沖刷影響的引入。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型固結(jié)粘性泥沙沖刷量測儀，具有小型化、多功能、實用性 強的特點，其多功能性主要體現(xiàn)在水流紊動、脈沖射流等干擾因素的引入以及土樣沖刷測 量等功能的整合。
【文檔編號】G01N33/24GK104142386SQ201310168940
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】陳建, 侯懿軒, 賈蕾, 趙若鼎 申請人:華北水利水電大學(xué)