一種卷盤直徑可調(diào)的螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種卷盤直徑可調(diào)的螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)裝置，包括蓄水池(100)、水泵(101)、流量計(jì)(102)、管路(107)、進(jìn)口壓力表(103)、出口壓力表(105)、卷盤直徑可調(diào)支架(104)、側(cè)邊擋板(10)、大牙盤(20)、轉(zhuǎn)動軸(30)、精密絲杠(50)、精密絲桿調(diào)節(jié)手柄(51)、精密絲杠刻度表(52)、扇形折疊擋板(40)、扇形折疊擋板的折疊部分(41)、壓緊桿(60)、排管導(dǎo)軌(70)和鏈條(80)等構(gòu)成。本發(fā)明利用十六個(gè)精密絲杠和十六個(gè)扇形折疊擋板模擬卷盤，通過對精密絲杠的調(diào)節(jié)，可試驗(yàn)不同卷盤直徑下纏繞輸水軟管的水力特性。為確定最佳纏繞直徑，降低螺旋輸水盤管水力損失提供試驗(yàn)驗(yàn)證手段。
【專利說明】一種卷盤直徑可調(diào)的螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于流體力學(xué)測試領(lǐng)域，涉及螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)裝置，特指一種卷盤式噴灌機(jī)不同卷盤直徑下輸水軟管的水力特性試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]卷盤式噴灌機(jī)螺旋輸水盤管在噴灑過程中自動回收，并以螺旋形式纏繞在卷盤上，水流在通過彎曲的輸水軟管時(shí)壓力損失要比直管大，在卷盤式噴灌機(jī)中螺旋輸水盤管內(nèi)的能耗約占整機(jī)能耗的20%，而螺旋輸水盤管纏繞在不同卷盤直徑下的水力特性也有很大的不同。為了降低螺旋盤管的能耗，需要通過試驗(yàn)確定最佳纏繞直徑。
[0003]2005年張敏等人發(fā)表了題為《卷盤式移動節(jié)水噴灌機(jī)軟管最佳彎曲參數(shù)的試驗(yàn)研究》的論文，文中對纏繞一圈的輸水管進(jìn)行了水力特性試驗(yàn)，其試驗(yàn)裝置由進(jìn)出水閥門、流量控制閥、流量計(jì)、壓力表和纏繞一圈的輸水軟管等組成，試驗(yàn)時(shí)將輸水軟管在平面纏繞一周，通過調(diào)節(jié)閥門來控制流量，更換不同曲率半徑的試驗(yàn)輸水軟管，讀出兩個(gè)壓力表的差值來得到輸水軟管內(nèi)部的損失，但該試驗(yàn)只能對平面的一圈輸水管進(jìn)行測試，由于沒有纏繞骨架，在試驗(yàn)不同直徑的盤管時(shí)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能勝任螺旋盤管的試驗(yàn)，更不能對多圈多層螺旋纏繞的盤管進(jìn)行試驗(yàn)。
[0004]2013年湯玲迪的論文《卷盤噴灌機(jī)螺旋輸水盤管二次流特性與流動阻力數(shù)值模擬》中采用數(shù)值模擬試驗(yàn)的方法對8種參數(shù)螺旋盤管在45種流量共計(jì)360個(gè)方案數(shù)值模擬數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，建立卷盤噴灌機(jī)摩擦系數(shù)計(jì)算公式，對多圈多層的情況是采用單圈的公式乘以圈數(shù)的假設(shè)分段計(jì)算的。
[0005]另外，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21400.1-2008《絞盤式噴灌機(jī)第I部分:運(yùn)行特性及實(shí)驗(yàn)室和田間試驗(yàn)方法》也沒有提供螺旋盤管水力特性的試驗(yàn)方法。也沒有發(fā)現(xiàn)其他有關(guān)公開文獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種可以測試不同纏繞直徑的螺旋輸水盤管水力特性的試驗(yàn)裝置，為確定最佳纏繞直徑，降低螺旋輸水盤管水力損失提供試驗(yàn)驗(yàn)證手段。本發(fā)明利用十六個(gè)精密絲杠和十六個(gè)扇形折疊擋板模擬卷盤，通過對精密絲杠的調(diào)節(jié)，可試驗(yàn)不同卷盤直徑下纏繞輸水軟管的水力特性。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:整個(gè)試驗(yàn)裝置由蓄水池、水泵、流量計(jì)、管路、入口壓力表、出口壓力表、閘閥、卷盤直徑可調(diào)支架、側(cè)邊擋板、大牙盤、轉(zhuǎn)動軸、精密絲杠、精密絲桿調(diào)節(jié)手柄、精密絲杠刻度表、扇形折疊擋板、扇形折疊擋板的折疊部分、壓緊桿、排管導(dǎo)軌和鏈條等構(gòu)成。蓄水池為整個(gè)試驗(yàn)提供足夠的水源，水泵提供一定的水壓，并通過管路與流量計(jì)連接，流量計(jì)通過管路與卷盤直徑可調(diào)支架的入水口連接，在入水口處安裝入口壓力表，水流通過入水口進(jìn)入螺旋輸水盤管，在螺旋輸水盤管的出水口處安裝出口壓力表和閘閥。螺旋輸水盤管一端套在輸水管接入口，另一端連接排管導(dǎo)軌，使用電機(jī)或手動驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸上的齒輪與大牙盤嚙合從而再帶動大牙盤轉(zhuǎn)動，大牙盤固定在側(cè)邊擋板上，大牙盤的轉(zhuǎn)動帶動側(cè)邊擋板的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)螺旋輸水盤管在扇形折疊擋板上的纏繞。鏈條連接大牙盤的轉(zhuǎn)動軸和排管導(dǎo)軌，當(dāng)大牙盤轉(zhuǎn)動的同時(shí)鏈條也帶動排管導(dǎo)軌的運(yùn)動，從而對螺旋輸水盤管進(jìn)行有規(guī)則的排列。在螺旋輸水盤管纏繞過程中壓緊桿通過彈簧力的作用對螺旋輸水盤管提供有效的壓緊力，使螺旋輸水盤管可以緊密的纏繞在十六個(gè)扇形折疊擋板上。轉(zhuǎn)動精密絲杠調(diào)節(jié)手柄，對照精密絲杠側(cè)面的刻度表對螺旋輸水盤管直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)需要測試更大直徑的螺旋輸水盤管水力特性時(shí)，可展開十六個(gè)扇形折疊擋板的折疊部分，這樣做可使得輸水管纏繞更趨近于圓形。
[0008]卷盤直徑可調(diào)的螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)過程:轉(zhuǎn)動精密絲杠調(diào)節(jié)手柄，對照精密絲杠側(cè)面的精密絲杠刻度表調(diào)節(jié)到所需測試的螺旋輸水盤管直徑，固定好后，使用電機(jī)或手動驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸上的齒輪與大牙盤嚙合帶動與其固定的側(cè)邊擋板轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)螺旋輸水盤管在扇形折疊擋板上的纏繞，纏繞到預(yù)定的圈數(shù)或?qū)訑?shù)后，開啟水泵，調(diào)節(jié)閘閥使流量達(dá)到某一預(yù)定值，運(yùn)行一段時(shí)間并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在流量計(jì)、入口壓力表和出口壓力表上分別讀取流量、入口壓力和出口壓力數(shù)據(jù)；再利用閘閥調(diào)節(jié)另一個(gè)不同的流量值，重復(fù)以上過程；直至測量的流量值覆蓋卷盤式噴灌機(jī)所需的實(shí)際使用工況點(diǎn)范圍。最后，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪成阻力特性曲線圖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為一種卷盤直徑可調(diào)的螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)裝置示意圖
[0010]圖2為卷盤直徑可調(diào)支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3為卷盤直徑可調(diào)支架去除精密絲杠及扇形折疊擋板的內(nèi)部俯視圖；
[0012]圖4為卷盤直徑可調(diào)支架的精密絲杠及扇形折疊擋板示意圖；
[0013]圖5為阻力特性曲線圖
[0014]圖1至圖5中部件名稱與附圖標(biāo)記之間的對應(yīng)關(guān)系為:
[0015]1-入水口 ；2_輸水管接入口 ；10_側(cè)邊擋板；20-大牙盤；30-轉(zhuǎn)動軸；40-扇形折疊擋板；41_扇形折疊擋板的折疊部分；50_精密絲杠；51_精密絲桿調(diào)節(jié)手柄；52_精密絲杠刻度表；60_壓緊桿；70_排管導(dǎo)軌；80_鏈條；100-蓄水池；101-水泵；102-流量計(jì)；103-入口壓力表；104_卷盤直徑可調(diào)支架；105-出口壓力表；106-閘閥；
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1，蓄水池(100)為整個(gè)試驗(yàn)提供足夠的水源，試驗(yàn)時(shí)將水泵(101) —端與蓄水池(100)連接，一端連接管路(107)，水泵(101)為整個(gè)測試試驗(yàn)提供所需水壓，水泵(101)出水端的管路上連接有流量計(jì)(102)用來測量管路中的流量，通過閘閥(106)來調(diào)節(jié)整個(gè)試驗(yàn)裝置的流量，管路(107)與卷盤直徑可調(diào)支架的入水口(I)連接，在入水口(I)處安裝壓力表(103)，水流通過入水口(I)進(jìn)入螺旋輸水盤管,在螺旋輸水盤管的出水口處同樣安裝一個(gè)壓力表(105)，水流經(jīng)過出口壓力表(105)后再次流入蓄水池(100)形成一個(gè)循環(huán)。螺旋輸水盤管一端套在輸水管接入口(2)，另一端接排管導(dǎo)軌(70)，使用電機(jī)或手動驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸(30)，轉(zhuǎn)動軸上的齒輪與大牙盤(20)嚙合從而再帶動大牙盤(20)轉(zhuǎn)動,大牙盤固定在側(cè)邊擋板(10)上，大牙盤(20)的轉(zhuǎn)動帶動側(cè)邊擋板(10)的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)螺旋輸水盤管在扇形折疊擋板(40)上的纏繞。鏈條(80)連接大牙盤(20)的轉(zhuǎn)動軸和排管導(dǎo)軌
(70)，當(dāng)大牙盤轉(zhuǎn)動的同時(shí)鏈條也帶動排管導(dǎo)軌(70)的運(yùn)動，從而對螺旋輸水盤管進(jìn)行有規(guī)則的排列。在螺旋輸水盤管纏繞過程中壓緊桿(60)通過彈簧力的作用對螺旋輸水盤管提供有效的壓緊力，使螺旋輸水盤管可以緊密的纏繞在十六個(gè)扇形折疊擋板上。如圖4，轉(zhuǎn)動精密絲杠調(diào)節(jié)手柄(51)，對照精密絲杠側(cè)面的刻度表(52)對螺旋輸水盤管直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)需要測試更大直徑的螺旋輸水盤管水力特性時(shí)，可展開十六個(gè)扇形折疊擋板的折疊部分(41)，這樣做可使得輸水管纏繞更趨近于圓。
[0017]卷盤直徑可調(diào)的螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)過程:轉(zhuǎn)動精密絲杠調(diào)節(jié)手柄(51)，對照精密絲杠側(cè)面的精密絲杠刻度表(52)調(diào)節(jié)到所需測試的螺旋輸水盤管直徑，固定好后，使用電機(jī)或手動驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸(30)，轉(zhuǎn)動軸(30)上的齒輪與大牙盤嚙合帶動與其固定的側(cè)邊擋板(10)轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)螺旋輸水盤管在扇形折疊擋板上的纏繞，纏繞到預(yù)定的圈數(shù)或?qū)訑?shù)后，開啟水泵(101)，調(diào)節(jié)閘閥(106)使流量達(dá)到某一預(yù)定值，運(yùn)行一段時(shí)間并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在流量計(jì)(102)、入口壓力表(103)和出口壓力表(105)上分別讀取流量、入口壓力和出口壓力數(shù)據(jù)；再利用閘閥(106)調(diào)節(jié)另一個(gè)不同的流量值，重復(fù)以上過程；直至測量的流量值覆蓋卷盤式噴灌機(jī)所 需的實(shí)際使用工況范圍。最后如圖5所示，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪成阻力特性曲線圖。
【權(quán)利要求】
1.一種卷盤直徑可調(diào)的螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)裝置包括蓄水池(100)、水泵(101)、流量計(jì)(102)、管路(107)、入口壓力表(103)、出口壓力表(105)、閘閥(106)、卷盤直徑可調(diào)支架(104)、側(cè)邊擋板(10)、大牙盤(20)、轉(zhuǎn)動軸(30)、精密絲杠(50)、精密絲桿調(diào)節(jié)手柄(51)、精密絲杠刻度表(52)、扇形折疊擋板(40)、扇形折疊擋板的折疊部分(41)、壓緊桿(60)、排管導(dǎo)軌(70)和鏈條(80)。蓄水池(100)為整個(gè)試驗(yàn)提供足夠的水源，試驗(yàn)時(shí)將水泵(101) —端與蓄水池(100)連接，一端連接管路(107)，水泵(101)為整個(gè)測試試驗(yàn)提供所需水壓，水泵(101)出水端的管路上連接有流量計(jì)(102)用來測量管路中的流量，通過閘閥(106)來調(diào)節(jié)整個(gè)試驗(yàn)裝置的流量，管路(107)與卷盤直徑可調(diào)支架的入水口(I)連接，在入水口(I)處安裝入口壓力表(103)，水流通過入水口(I)進(jìn)入螺旋輸水盤管，在螺旋輸水盤管的出水口處同樣安裝一個(gè)出口壓力表(105)，水流經(jīng)過出口壓力表(105)后再次流入蓄水池(100)形成一個(gè)循環(huán)。螺旋輸水盤管一端套在輸水管接入口(I)，另一端接排管導(dǎo)軌(70)，使用電機(jī)或手動驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸(30)，轉(zhuǎn)動軸上的齒輪與大牙盤(20)嚙合從而再帶動大牙盤(20)轉(zhuǎn)動，大牙盤固定在側(cè)邊擋板(10)上，大牙盤(20)的轉(zhuǎn)動帶動側(cè)邊擋板(10)的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)螺旋輸水盤管在扇形折疊擋板(40)上的纏繞。鏈條(80)連接大牙盤(20)的轉(zhuǎn)動軸和排管導(dǎo)軌(70)，當(dāng)大牙盤轉(zhuǎn)動的同時(shí)鏈條也帶動排管導(dǎo)軌(70)的運(yùn)動，從而對螺旋輸水盤管進(jìn)行有規(guī)則的排列。在螺旋輸水盤管纏繞過程中壓緊桿(60)通過彈簧力的作用對螺旋輸水盤管提供有效的壓緊力，使螺旋輸水盤管可以緊密的纏繞在十六個(gè)扇形折疊擋板上。轉(zhuǎn)動精密絲杠的調(diào)節(jié)手柄(51)，對照精密絲杠側(cè)面的刻度表(52)對螺旋輸水盤管直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)需要測試更大直徑的螺旋輸水盤管水力特性時(shí)，可展開十六個(gè)扇形折疊擋板的折疊部分(41)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種卷盤直徑可調(diào)的螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:調(diào)節(jié)卷盤直徑大小的十六個(gè)精密絲杠(50)，八個(gè)一組以“米”字型均勻安裝在兩個(gè)側(cè)邊擋板內(nèi)部，通過轉(zhuǎn)動精密絲杠調(diào)節(jié)手柄(51)對照刻度表(52)可以調(diào)節(jié)卷盤直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的一種卷盤直徑可調(diào)的螺旋輸水盤管水力特性試驗(yàn)裝置，其特征在于:十六塊扇形折疊擋板`(40)安裝在精密絲桿(50)上，當(dāng)需要調(diào)節(jié)更大卷盤直徑時(shí)，扇形折疊擋板的下半部分(41)可以展開，使得卷盤更趨近于圓形。
【文檔編號】G01M10/00GK103776614SQ201410067608
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】湯躍, 張晨駿, 湯玲迪, 陳超, 李紅 申請人:江蘇大學(xué)