泄洪雾化实验模拟装置论文和设计

全文摘要

本实用新型提供泄洪雾化实验模拟装置，包括分流喷头、增压泵和支撑支架，支撑支架上设有分流喷头，分流喷头的一端装有雾化喷嘴，分流喷头另一端通过水管与增压泵的出水口连通，增压泵的进水口与蓄水池连通，所述分流喷头与水管之间设有流速调节旋钮，所述雾化喷嘴上设有开关。此试验装置模拟不同距离、不同强度、不同持续时间的泄洪雾化作用下边坡的稳定性演化过程，预测边坡的变形破坏范围，为近坝库岸边坡防治提供参考。

主设计要求

1.一种泄洪雾化实验模拟装置，其特征是：包括分流喷头（6）、增压泵（3）和支撑支架（8），支撑支架（8）上设有分流喷头（6），分流喷头（6）的一端装有雾化喷嘴（10），分流喷头（6）另一端通过水管（4）与增压泵（3）的出水口（2）连通，增压泵（3）的进水口（1）与蓄水池（14）连通，所述分流喷头（6）与水管（4）之间设有流速调节旋钮（5），所述雾化喷嘴（10）上设有开关（61）。

设计方案

2.根据权利要求1所述一种泄洪雾化实验模拟装置，其特征是：所述分流喷头（6）通过高度调节装置（7）与支撑支架（8）连接，高度调节装置（7）包括锁紧螺母（71）和固定环（72），固定环（72）套设在支撑支架（8）上，固定环（72）的一侧设有锁紧螺母（71），锁紧螺母（71）穿过固定环（72）锁在支撑支架（8）上，固定环（72）的另一侧设有固定夹头（11），分流喷头（6）一端的水管（4）置于固定夹头（11）中，固定夹头（11）的末端设有锁紧螺栓（12）。

3.根据权利要求2所述一种泄洪雾化实验模拟装置，其特征是：所述支撑支架（8）下方设有滚轮（9）。

4.根据权利要求1所述一种泄洪雾化实验模拟装置，其特征是：所述分流喷头（6）上装有一个或多个雾化喷嘴（10）。

5.根据权利要求1所述一种泄洪雾化实验模拟装置，其特征是：所述雾化喷嘴（10）中，喷嘴前盖（102）一端设有网格喷嘴（101），喷嘴前盖（102）另一端与出水口（2）连接，喷嘴前盖（102）与喷嘴接头（105）之间设有密封块（106），喷嘴前盖（102）与密封块（106）之间形成喷雾腔（103），密封块内部设有螺旋叶片（104）。

6.根据权利要求5所述一种泄洪雾化实验模拟装置，其特征是：所述喷雾腔（103）与喷口为圆锥形。

7.根据权利要求5所述一种泄洪雾化实验模拟装置，其特征是：所述网格喷嘴（101）上布满网孔，所述网孔直径为30~60μm。

8.根据权利要求1所述一种泄洪雾化实验模拟装置，其特征是：还设有废水回收管（13），废水回收管（13）与蓄水池（14）连通。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及边坡稳定性的物理模拟试验装置领域，尤其涉及在水电站大坝下游泄洪雾化作用下边坡稳定性的物理模拟装置。

背景技术

水电工程中，近坝库岸边坡的稳定性对于工程整体的安全极为重要，一旦近坝库岸边坡失稳将直接造成水电工程的彻底失败。边坡稳定性评价有多种方式，物理模型试验最能直观反映真实边坡在各种工况下稳定性变化，在重要工程中受到广泛应用。近年来，我国在西南地区的高山峡谷中建立了多座高坝大库，在高水头的作用下，大坝泄洪时形成的雾化效应可造成下游近坝库岸边坡岩土体含水率显著改变。目前，水电工程库岸边坡的稳定性物理模拟通常考虑库水位升降、降雨、人工开挖等因素的影响，较少考虑泄洪雾化作用，当大坝下游存在老滑坡、深厚松散堆积体、不稳定斜坡等特殊边坡时，泄洪雾化可能导致边坡失稳。在此类物理模型试验中，若通过按一定相似比建立实体大坝的方式模拟泄洪，存在装置过于复杂、费用昂贵、效果难以控制等问题。

中国专利CN 207964815 U“一种泄洪雾化雨边坡稳定模拟实验装置”结构复杂，无法调节喷水喷头的高度和角度，也无法移动喷水喷头，在实验时比较局限于一种状态，无法模拟更多的泄洪雾化状态。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种泄洪雾化实验模拟装置，解决按一定相似比建立实体大坝的方式模拟泄洪，存在装置过于复杂、费用昂贵、效果难以控制问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种泄洪雾化实验模拟装置，包括分流喷头、增压泵和支撑支架，支撑支架上设有分流喷头，分流喷头的一端装有雾化喷嘴，分流喷头另一端通过水管与增压泵的出水口连通，增压泵的进水口与蓄水池连通，所述分流喷头与水管之间设有流速调节旋钮，所述雾化喷嘴上设有开关。

优选方案中，所述分流喷头通过高度调节装置与支撑支架连接，高度调节装置包括锁紧螺母和固定环，固定环套设在支撑支架上，固定环的一侧设有锁紧螺母，锁紧螺母穿过固定环锁在支撑支架上，固定环的另一侧设有固定夹头，分流喷头一端的水管置于固定夹头中，固定夹头的末端设有锁紧螺栓。

优选方案中，所述支撑支架下方设有滚轮。

优选方案中，所述分流喷头上装有一个或多个雾化喷嘴。

优选方案中，所述雾化喷嘴中，喷嘴前盖一端设有网格喷嘴，喷嘴前盖另一端与出水口连接，喷嘴前盖与喷嘴接头之间设有密封块，喷嘴前盖与密封块之间形成喷雾腔，密封块内部设有螺旋叶片。

优选方案中，所述喷雾腔与喷口为圆锥形。

优选方案中，所述网格喷嘴上布满网孔，所述网孔直径为30~60μm。

优选方案中，还设有废水回收管，废水回收管与蓄水池连通。

本实用新型提供泄洪雾化实验模拟装置，此试验装置根据大坝与下游边坡的地理空间关系，通过雾化设备、移动设备，装载设备的组合应用，模拟不同距离、不同强度、不同持续时间的泄洪雾化作用下边坡的稳定性演化过程，预测边坡的变形破坏范围，为近坝库岸边坡防治提供参考。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实验装置结构图；

图2是本实用新型分流喷头的雾化喷嘴安装结构图；

图3是本实用新型分流喷头的雾化喷嘴位置结构图；

图4是本实用新型雾化喷嘴结构图；

图5是本实用新型高度调节装置结构图；

图中：进水口1；出水口2；增压泵3；水管4；流速调节旋钮5；分流喷头6；开关61；壳体62；高度调节装置7；锁紧螺母71；固定环72；支撑支架 8；滚轮9；雾化喷嘴 10；网格喷嘴101；喷嘴前盖102；喷雾腔103；螺旋叶片104；喷嘴接头 105；密封块106；固定夹头 11；锁紧螺栓12；废水回收管13；蓄水池14；边坡物理模型15；试验箱16。

具体实施方式

实施例1

如图1~5所示，一种泄洪雾化实验模拟装置，包括分流喷头6、增压泵3和支撑支架8，支撑支架8上设有分流喷头6，分流喷头6的一端装有雾化喷嘴10，分流喷头6另一端通过水管4与增压泵3的出水口2连通，增压泵3的进水口1与蓄水池14连通，所述分流喷头6与水管4之间设有流速调节旋钮5，由此结构，所述分流喷头6前端安装有雾化喷嘴10，每个雾化喷嘴10均有独立开关61装置，可根据大坝泄洪孔数量决定使用几个雾化喷嘴10。所述分流喷头6通过流速调节旋钮与水管4相连，所述水管4末端与增压泵3相连，用于供水。

优选方案中，所述分流喷头6通过高度调节装置7与支撑支架8连接，高度调节装置7包括锁紧螺母71和固定环72，固定环72套设在支撑支架8上，固定环72的一侧设有锁紧螺母71，锁紧螺母71穿过固定环72锁在支撑支架8上，固定环72的另一侧设有固定夹头11，分流喷头6一端的水管4置于固定夹头11中，固定夹头11的末端设有锁紧螺栓12，由此结构，可根据实验的实际泄洪特征来进行比例的调高或者调低，结构简单，使用方便。

优选方案中，所述支撑支架8下方设有滚轮9，可以随时移动分流喷头6。

优选方案中，所述分流喷头6上装有一个或多个雾化喷嘴10，可根据大坝泄洪孔数量决定使用几个雾化喷嘴10。

优选方案中，所述雾化喷嘴10中，喷嘴前盖102一端设有网格喷嘴101，喷嘴前盖102另一端与出水口2连接，喷嘴前盖102与喷嘴接头105之间设有密封块106，喷嘴前盖102与密封块106之间形成喷雾腔103，密封块内部设有螺旋叶片104，能够高效的将水雾化，避免喷嘴喷出的为水柱，使实验不成功。

优选方案中，所述喷雾腔103与喷口为圆锥形，起到更好的雾化作用。

优选方案中，所述网格喷嘴101上布满网孔，所述网孔直径为30~60μm。

优选方案中，还设有废水回收管13，废水回收管13与蓄水池14连通，可以将实验的废水进行回收，节约用水。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1~5所示，种泄洪雾化实验模拟装置，包括增压水泵3、支撑支架8和试验箱16。增压水泵3通过进水口1与蓄水池14相连，出水口2通过水管4与分流喷头6相连，分流喷头6通过固定夹头11固定于支撑支架8，固定夹头11与固定环72相连，通过高度调节装置7控制分流喷头6的高度，通过移动支撑支架8控制分流喷头6与试验箱16的水平位置关系，试验箱16中根据边坡的实际特征制作并安置边坡物理模型15，模型表面和内部安装含水率、位移、应力等相关监测数据采集设备。

第一步，根据研究对象边坡的实际地形和地质特征，在试验箱16中按照一定相似比制作边坡物理模型15，在边坡物理模型15中安装含水率、位移、应力等相关监测数据采集设备。

第二步，将分流喷头6与增压泵3相连，并通过固定夹头11固定于支撑支架8上，根据大坝实际泄洪表孔与边坡的水平位置关系，按相似比确定支撑支架8与边坡物理模型15的水平方向距离，移动支撑支架8至合适的水平位置；根据泄洪表孔的实际高度，调整支撑支架8上固定环72的高度并固定，从而固定分流喷头6的高度。

第三，根据大坝实际的泄洪表孔数据，开启或关闭单个雾化喷嘴10上的出水拨片开关61，控制雾化喷头的实际使用数量。

第四，打开供水开关，使水流从增压泵3的进水口1进入本套装置，调节流速调节旋钮5，控制水流雾化喷射的强度，按照试验设计方案控制试验时间，观察试验过程中边坡的变形破坏演化过程，采集边坡物理模型的含水率、位移、应力等信息，用于进一步的分析预测研究。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

设计图

泄洪雾化实验模拟装置论文和设计

泄洪雾化实验模拟装置论文和设计

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主设计要求

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设计图

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