专利名称：水中粒子投放装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是ー种水池实验的投放设备。
背景技术：
在水池实验中，有时需要向水中投放一定量的粒子以进行实验数据测量。实验测量对粒子的深度及宽度分布，浓度都有特定要求，同时，又要求尽量控制撒布装置对实验测
量的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供用于在水池实验中投放粒子的水中粒子投放装置本发明的目的是这样实现的:本发明水中粒子投放装置，其特征是:包括粒子搅拌及存储装置、粒子投放管道、管道支撑架、框架；粒子搅拌及存储装置包括密闭水箱、水箱支撑架，密闭水箱固定在水箱支撑架上，密闭水箱上部设置注料漏斗，密闭水箱里设置搅拌装置，密闭水箱下部设置水箱软管接头；粒子投放管道包括主管道、分管道，在主管道上方引出一段管路并在其上面设置投放软管接头，分管道设置在主管道的下方，分管道上设置有出水ロ ；管道支撑架包括横梁、丝杠、螺母、电机，螺母设置在横梁上并连接丝杠，丝杠一端连接电机；管道支撑架内嵌在粒子投放管道里，粒子搅拌及存储装置通过水箱支撑架固定在框架上，电机固定在管道支撑架上方的框架上并通过丝杠带动粒子投放管道升降移动，水箱软管接头和投放软管接头通过软管相连通。本发明还可以包括:1、密闭水箱上部还设置加压泵接ロ，密闭水箱的截面上部分为矩形、下部分为倒梯形。2、注料漏斗和密闭水箱之间设置注料阀门，水箱软管接头和密闭水箱之间设置出水阀门，分管道上设置分管道控制阀门。3、框架的上下两端之间设置光轴，管道支撑架的横梁的端部设置角钢，角钢通过直线轴承连接光轴。4、所述的分管道至少有两个，沿主管道轴向均匀地分布。本发明的优势在于:本发明在水池实验中，可以满足投放的粒子深度及宽度分布、浓度的特定要求。
图1为水中粒子投放装置总体结构图；图2为粒子搅拌及储存装置总体结构图；图3为水箱结构图；图4为粒子投放管道结构图5为管道支撑架结构图；图6为粒子投放管道与支撑架结合效果图；图7为铝合金框架结构图；图8为电控箱结构图；图9为升降限位系统；图10为图9局部放大图；图11为水中粒子投放装置拖车安装效果图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:结合图1 11，本发明专利采用下列技术方案:包括ー套粒子搅拌及储存装置1，ー套粒子投放管道系统2，一套管道支撑及提升机构3，ー个铝合金外框架4以及控制系统5。粒子搅拌及储存装置1，包括一个密闭水箱lb，一个水箱支撑架以Ia及一套搅拌系统。密闭水箱Ib上部为矩形，下部为倒等腰梯形，在保证容量的基础上減少了粒子混合液的浪费。水箱上盖两侧各设置两个肘板11与水箱侧壁相连，增加水箱強度，提高承载力。水箱上部有两个管接ロ以及阀门:2.5寸管上部连接ー注料漏斗lf，注料漏斗If下方设置注料阀门lg，，方便向水箱中注入粒子以及溶液；0.75寸管ロ Ic与加压气泵相连，用于增加水箱内气压，控制粒子投放速度。水箱上表面两管接ロ之间开ー圆形开ロ，并设置法兰lk，用于安装搅拌系统，搅拌系统包括搅拌电机1山连接轴以及搅拌桨。搅拌电机Id选择调速电机，通过ー根长轴与搅拌桨连接，搅拌桨距箱底较近，保证粒子充分与水混合。水箱下部中间连接一 2.5寸管及阀门li，管ロ设置金属接头lj，用于连接软管。支撑架Ia为角钢焊接结构，下部靠近2.5寸管金属接头位置设置ー框架，用于固定2.5寸管，提高管的強度，上部设置两个角钢压板Ie用于固定水箱。支撑架侧面高约Im位置设置ー置物平台lh，用于放置电控箱以及其他必要工具。粒子投放管道2，采用pp-r管焊接组成，包括横置的2.5寸主管道2b，主管道中间位置设置2.5寸入水管，位于入水管对侧，沿主管道均匀布置的0.75寸出水管2d。入水管端部设置与水箱出水ロ相同的金属管接头2a，用于通过软管与水箱连接。出水管靠近主管道一端设置阀门2c，用于控制出水管流量，必要时可以直接关闭本条出水管。出水管另一端部设置管道封头2f，在侧面按一定间距开设几个长槽状出水ロ 2c，保证粒子混合液沿一定水深均匀投放。管道支撑机构3为ー套槽钢及角钢焊接结构，能与粒子投放管道嵌套在一起，起到固定与保护管道的作用，并能够增加刚度，有效减小管道变形。在0.75寸出水管端部附近设置ー横向角钢3c，并在角钢对应出水管位置设置横向管卡，提高拖动投放管道时的稳定性。提升机构包括ー个滚珠丝杠系统以及两根光轴。在管道支撑机构中间设置定位板3a、丝杠螺母3b，丝杠螺母3b与滚珠丝杠嵌合，丝杠端部连接ー调速电机，带动丝杠正反转以达到升降的作用。在槽钢两端设置两不等边角钢3e，用于连接直线轴承3h，轴承嵌套在光轴导轨上，与丝杠配合，保证升降过程中整体的平衡。为了显示投放管道升降高度，在槽钢靠近一侧直线轴承的位置设置升降指示标尺3d用于观察投放管道的升降高度。丝杠与光轴导轨都安装在铝合金框架中，保证定位精度。框架包括角钢立柱3f、角钢横梁3g，，铝合金框架采用铝合金型材组装而成，便于拆卸维护。控制系统5包括电控箱5a,电机调速器5b,换向开关5c,指不灯5d,总开关5e,电控箱上盖5f，电源接头5g，限位开关接头5h，电机接头51.，碰撞头5j，限位开关5k，限位开关基座51等部分。升降限位开关ー套两个，安装在铝合金框架靠近升降指示标尺的位置，标尺上设置碰撞头，在到达安全极限高度时，碰撞头挤压限位开关，开关控制电路断开，升降电机停止工作，达到控制升降高度以及保护装置的作用。本发明的操作过程是:首先是装置的安装，先将铝合金框架，粒子投放管道以及管道支撑系统按设计组装在一起，然后吊装到拖车A上，挂靠在拖车A前部横梁，通过铝合金角件将框架与拖车固定在一起。然后，将组装好的粒子搅拌与储存装置吊装并放置在拖车横梁上，安置于铝合金框架与拖车结合的两个铝合金型材中间，并通过铝合金角件将水箱支撑架与铝合金型材连接固定，防止在拖车运动时水箱倾覆。接着，将加压气泵通过输气软管与水箱加压泵接ロ相连，并通过ー根橡胶软管将密闭水箱出水ロ与粒子投放管道入水ロ连接并密闭。最后，通过信号电缆将电控箱与电机，限位开关连接，完成整套装置的安装エ作。在装置安置于拖车上以后，首先打开注料阀门，然后按照实验需求的配比，通过注料漏斗将粒子粉末以及水注入加压水箱。注料完成以后，关闭注料阀门，通过电控箱控制搅拌电机启动，将粒子和水混合均匀。根据实验需要，将每个分管道的控制阀门调节到合适的位置，启动升降电机，驱动丝杠旋转使管道系统下降，观察标尺，在分管道出水口下降到需要的水深吋，停止下降。启动气泵，提升密闭水箱内压力，开启水箱出水ロ阀门，同时拖车A启动，按设定速度前迸，向水池B中投放粒子溶液，待拖车行进到实验流场尽头，关闭水箱阀门，第一次投放完成。控制升降电机，将管道从水C中提起，而后拖车倒回出发点，根据需要再进行第二次，第三次投放。全部投放完成后，再一次将管道从水中提起，进行实验测量工作。待实验全部完成以后，按组装时相反的顺序将粒子投放系统拆解，从拖车上吊运下来。进行独立存放。在独立存放时，应该打开所有阀门，排空系统的残余溶液，提高系统寿命。同吋，应及时在丝杠以及光轴上涂抹机油，并用防尘罩遮盖。
权利要求
1.中粒子投放装置，其特征是:包括粒子搅拌及存储装置、粒子投放管道、管道支撑架、框架；粒子搅拌及存储装置包括密闭水箱、水箱支撑架，密闭水箱固定在水箱支撑架上，密闭水箱上部设置注料漏斗，密闭水箱里设置搅拌装置，密闭水箱下部设置水箱软管接头；粒子投放管道包括主管道、分管道，在主管道上方引出一段管路并在其上面设置投放软管接头，分管道设置在主管道的下方，分管道上设置有出水ロ ；管道支撑架包括横梁、丝杠、螺母、电机，螺母设置在横梁上并连接丝杠，丝杠一端连接电机；管道支撑架内嵌在粒子投放管道里，粒子搅拌及存储装置通过水箱支撑架固定在框架上，电机固定在管道支撑架上方的框架上并通过丝杠带动粒子投放管道升降移动，水箱软管接头和投放软管接头通过软管相连通。
2.根据权利要求1所述的水中粒子投放装置，其特征是:密闭水箱上部还设置加压泵接ロ，密闭水箱的截面上部分为矩形、下部分为倒梯形。
3.根据权利要求1或2所述的水中粒子投放装置，其特征是:注料漏斗和密闭水箱之间设置注料阀门，水箱软管接头和密闭水箱之间设置出水阀门，分管道上设置分管道控制阀门。
4.根据权利要求1或2所述的水中粒子投放装置，其特征是:框架的上下两端之间设置光轴，管道支撑架的横梁的端部设置角钢，角钢通过直线轴承连接光轴。
5.根据权利要求3所述的水中粒子投放装置，其特征是:框架的上下两端之间设置光轴，管道支撑架的横梁的端部设置角钢，角钢通过直线轴承连接光轴。
6.根据权利要求1或2所述的水中粒子投放装置，其特征是:所述的分管道至少有两个，沿主管道轴向均匀地分布。
7.根据权利要求3所述的水中粒子投放装置，其特征是:所述的分管道至少有两个，沿主管道轴向均匀地分布。
8.根据权利要求4所述的水中粒子投放装置，其特征是:所述的分管道至少有两个，沿主管道轴向均匀地分布。
9.根据权利要求5所述的水中粒子投放装置，其特征是:所述的分管道至少有两个，沿主管道轴向均匀地分布。
全文摘要
本发明的目的在于提供水中粒子投放装置，包括粒子搅拌及存储装置、粒子投放管道、管道支撑架、框架；管道支撑架内嵌在粒子投放管道里，粒子搅拌及存储装置通过水箱支撑架固定在框架上，电机固定在管道支撑架上方的框架上并通过丝杠带动粒子投放管道升降移动，水箱软管接头和投放软管接头通过软管相连通。本发明在水池实验中，可以满足投放的粒子深度及宽度分布、浓度的特定要求。
文档编号G01D21/00GK103090904SQ20131000931
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月10日 优先权日2013年1月10日
发明者马良, 李凤来, 马勇, 郭春雨, 徐际, 任选其, 李鹏 申请人:哈尔滨工程大学