一种网衣清洗盘的射流测力方法与流程

本发明涉及深水网箱网衣清洗设备的性能测试方法，具体的说是一种网衣清洗盘的射流测力方法。

背景技术：

网箱养殖系统长时间浸泡在水体中，海洋中大量藻类、贝类等生物群会附着于网衣。附着物的增多阻碍网箱内外水体的畅通和交换，造成网箱内溶氧降低、鱼体机械损伤、网衣更换困难等问题，同时又会成为嗜水气单胞菌、海水弧菌等致病菌生长繁殖的场所，诱导鱼病的爆发，甚至引起鱼群大面积死亡。网衣清洗的机械化、自动化是解决养殖过程管理、降低养殖风险的最有效的手段之一。

如图1所示，常用的网衣清洗盘1上均布有多个微型喷嘴1-1，流体经过喷嘴内变截面在近壁面区域形成低压区域，使流体发生断裂产生空化核，空化核在流体中生长、汇集、溃灭，利用溃灭产生的高速、高压和高温引起噪声和材料破坏实现网衣附作物的清洗。喷嘴1-1倾斜布置在网衣清洗盘1的端面1a，如图2所示高压流流经喷嘴1-1时，在洗盘面形成旋转力矩促使洗盘旋转，从而使洗盘面形成圆环柱形或锥柱形的空化射流a。

网衣清洗装备目前仍被挪威、日本等养殖发达国家所垄断，网衣清洗装备作为近几年来国内网箱养殖内迫切需求的“卡脖子”技术，国内研发还仍处于初级阶段。清洗盘形成的环柱形射流打击力大小直接影响网衣清洗装备的清洁效率。清洗盘射流在靶面形成环形的打击作用区域，在不同靶距及不同射流测试半径，打击力均不同且伴随较大变化喷嘴空化发生在射流的外围区域。目前还没有测定清洗盘空化射流压力的有效方法，导致网衣清洗装备的研制严重滞缓，研究缺乏有力的数据支撑和理论依据，也阻碍了高压空化清洗技术的开发。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种网衣清洗盘的射流测力方法，以解决现有技术中难以准确测定网衣清洗盘产生的圆环柱形或锥柱形空化射流的打击力的问题。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种网衣清洗盘的射流测力方法，适用于端面设有多个喷嘴的网衣清洗盘，其中，每一个所述喷嘴均倾斜于所述网衣清洗盘的端面布置，且各个所述喷嘴环绕所述网衣清洗盘的轴线布置，使得：在所述网衣清洗盘的工作状态下，即网衣清洗流体从各个所述喷嘴喷出时，所述网衣清洗盘能够绕其轴线旋转；

其特征在于：

所述的射流测力方法包括：

步骤一、将被测的网衣清洗盘安装在清洗盘支架上，并将所述清洗盘支架安装在清洗盘支架移动机构上，使得：所述网衣清洗盘在所述清洗盘支架上能够绕其轴线旋转，所述清洗盘支架移动机构能够驱动所述清洗盘支架沿安装在其上的网衣清洗盘的轴线前后移动；

步骤二、将至少三个压力传感器通过传感器移动机构安装在传感器支架上，使得：各个所述压力传感器均位于传感器共面平面上，所述传感器移动机构能够驱动各个所述压力传感器同步的沿位于所述传感器共面平面上的直线方向来回移动，且各个所述压力传感器在任意移动位置均环绕同一条中心轴线均匀间隔布置；

步骤三、将所述传感器支架布置在所述清洗盘支架的前方，使得：各个所述压力传感器面向安装在所述清洗盘支架上的网衣清洗盘，且所述中心轴线与所述网衣清洗盘的轴线共轴；

步骤四、预设多个喷射距离和多个喷射半径，其中，所述喷射距离为所述网衣清洗盘的端面与所述传感器共面平面之间的距离，所述喷射半径为所述压力传感器与所述中心轴线之间的距离；

步骤五、通过用所述清洗盘支架移动机构驱动安装在所述清洗盘支架上的网衣清洗盘移动至不同位置，以及通过用所述传感器移动机构驱动各个所述压力传感器同步的移动至不同位置，以在所述网衣清洗盘处于工作状态时测出：在每一个所述喷射距离和每一个所述喷射半径下，各个所述压力传感器测得的压力数据，作为所述网衣清洗盘所产生空化射流在对应的喷射距离和喷射半径下的打击力测量数据。

因此，本发明能够测定网衣清洗盘所产生空化射流在不同的喷射距离和喷射半径下的打击力测量数据，且通过至少三个处于相同喷射半径下的压力传感器同时进行测量，提高了空化射流打击力测量数据的可靠性。

作为本发明的优选实施方式：所述的射流测力装置设有四个所述压力传感器；所述传感器支架的前端面设有按十字形方位布置的四条直线轨道，该四条直线轨道的中心位置位于所述中心轴线上；所述传感器移动机构包括四个滑块、四个同步带轮、四个导向滚轮和一条同步带；所述四个滑块分别滑动安装在所述四条直线轨道上，四个所述压力传感器分别固定在所述四个滑块上；所述四个同步带轮和四个导向滚轮分别可转动安装在所述传感器支架上，且所述四个同步带轮分别位于所述四条直线轨道的外端位置，相邻两条所述直线轨道的夹角位置仅布置有一个所述导向滚轮，且每一个所述导向滚轮均靠近所述直线轨道的内端位置布置；所述同步带首尾相连成闭合同步带环，所述同步带与所述四个同步带轮均啮合连接，且所述同步带位于相邻两个所述同步带轮之间的区段从对应导向滚轮的内侧绕过，使所述同步带对应每一条所述直线轨道形成两段与其相平行的同步带段，每一个所述滑块均与一段所述同步带段固定连接，且相邻两个所述滑块所固定连接的同步带段不相邻。

从而，参见图4，驱动所述同步带轮逆向转动，即可带动所述同步带按方向v1闭环运动，以带动所述四个滑块及其上的压力传感器分别沿对应的直线轨道同步的向外移动，实现喷射半径的增大；反之，驱动所述同步带轮正向转动，即可带动所述同步带按方向v1的反向闭环运动，以带动所述四个滑块及其上的压力传感器分别沿对应的直线轨道同步的向内移动，实现喷射半径的缩小。

因此，本发明能够准确定量、同步的调节四个压力传感器的位置也即喷射半径，能够提高打击力测量数据的测量精度，具有可靠性高的优点。

优选的：所述传感器移动机构还包括传感器驱动手轮；其中一个所述同步带轮作为主动轮，所述传感器驱动手轮与该主动轮共轴并固定连接，以便于通过所述传感器驱动手轮驱动所述同步带轮正向转动或逆向转动。

优选的：所述传感器支架十字形支架；所述四条直线轨道按十字形方位布置在该十字形支架的前端面。从而，能够避免所述网衣清洗盘工作时，喷射出的网衣清洗流体冲击在传感器支架上再反弹向压力传感器，造成打击力测量数据的测量精度因此受到影响。

作为本发明的优选实施方式：所述的清洗盘支架移动机构包括底座、主动同步带轮、从动同步带轮、第二同步带、清洗盘驱动手轮和导轨；所述主动同步带轮和从动同步带轮分别可转动的安装在所述底座上，所述第二同步带首尾连接并分别与所述主动同步带轮和从动同步带轮啮合连接，所述清洗盘驱动手轮与所述主动同步带轮共轴并固定连接，所述导轨固定在所述底座上，且所述导轨平行于所述网衣清洗盘的轴线；所述清洗盘支架与所述导轨滑动连接。从而，通过所述清洗盘驱动手轮，即可驱动所述清洗盘支架沿所述导轨前后定量移动，也即沿安装在清洗盘支架上的网衣清洗盘的轴线前后移动。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明通过步骤一至步骤五，能够测定网衣清洗盘所产生空化射流在不同的喷射距离和喷射半径下的打击力测量数据，且通过至少三个处于相同喷射半径下的压力传感器同时进行测量，提高了空化射流打击力测量数据的可靠性。

第二，本发明采用由滑块、同步带轮、导向滚轮和同步带组成的传感器移动机构，能够准确定量、同步的调节四个压力传感器的位置也即喷射半径，能够提高打击力测量数据的测量精度，具有可靠性高的优点。

第三，本发明采用由底座、主动同步带轮、从动同步带轮、第二同步带、清洗盘驱动手轮和导轨组成的清洗盘支架移动机构，实现定量调节清洗盘与压力传感器之间的距离，从而能够获取清洗圆盘在不同距离的射流打击力数据，测力数据更具完整性，从而为解决寻求最佳洗盘清洗距离难题提供实验依据。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1为网衣清洗盘的结构示意图；

图2为网衣清洗盘产生圆环柱形或锥柱形空化射流的示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明中传感器支架、传感器移动机构和压力传感器的结构示意图；

图5为本发明在某一喷射距离下测得的打击力测量数据示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明进行详细说明，以帮助本领域的技术人员更好的理解本发明的发明构思，但本发明权利要求的保护范围不限于下述实施例，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明之发明构思的前提下，没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要明确的是，方位用语“前、后、正向、逆向”，仅是方位上的相对概念，是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示本发明所必须具有的特定方位，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1至图5所示，本发明公开的是一种网衣清洗盘的射流测力方法，适用于端面1a设有多个喷嘴1-1的网衣清洗盘1，其中，每一个所述喷嘴1-1均倾斜于所述网衣清洗盘1的端面1a布置，且各个所述喷嘴1-1环绕所述网衣清洗盘1的轴线1b布置，使得：在所述网衣清洗盘1的工作状态下，即网衣清洗流体从各个所述喷嘴1-1喷出时，所述网衣清洗盘1能够在喷出网衣清洗流体所形成的旋转力矩作用下绕其轴线1b旋转，从而令全部喷嘴1-1喷出的网衣清洗流体形成圆环柱形或锥柱形的空化射流a；

所述的射流测力方法包括：

步骤一、将被测的网衣清洗盘1安装在清洗盘支架2上，并将所述清洗盘支架2安装在清洗盘支架移动机构3上，使得：所述网衣清洗盘1在所述清洗盘支架2上能够绕其轴线1b旋转，所述清洗盘支架移动机构3能够驱动所述清洗盘支架2沿安装在其上的网衣清洗盘1的轴线1b前后移动；

步骤二、将至少三个压力传感器6通过传感器移动机构5安装在传感器支架4上，使得：各个所述压力传感器6均位于传感器共面平面6a上，所述传感器移动机构5能够驱动各个所述压力传感器6同步的沿位于所述传感器共面平面6a上的直线方向来回移动，且各个所述压力传感器6在任意移动位置均环绕同一条中心轴线6b均匀间隔布置；

步骤三、将所述传感器支架4布置在所述清洗盘支架2的前方，使得：各个所述压力传感器6面向安装在所述清洗盘支架2上的网衣清洗盘1，且所述中心轴线6b与所述网衣清洗盘1的轴线1b共轴；

步骤四、预设多个喷射距离l和多个喷射半径r，其中，所述喷射距离l为所述网衣清洗盘1的端面1a与所述传感器共面平面6a之间的距离，所述喷射半径r为所述压力传感器6与所述中心轴线6b之间的距离；

步骤五、通过用所述清洗盘支架移动机构3驱动安装在所述清洗盘支架2上的网衣清洗盘1移动至不同位置，以及通过用所述传感器移动机构5驱动各个所述压力传感器6同步的移动至不同位置，以在所述网衣清洗盘1处于工作状态时测出：在每一个所述喷射距离l和每一个所述喷射半径r下，各个所述压力传感器6测得的压力数据，作为所述网衣清洗盘1所产生空化射流a在对应的喷射距离l和喷射半径r下的打击力测量数据。

因此，本发明能够测定网衣清洗盘1所产生空化射流a在不同的喷射距离l和喷射半径r下的打击力测量数据，且通过至少三个处于相同喷射半径r下的压力传感器6同时进行测量，提高了空化射流a打击力测量数据的可靠性。

参见图5，为在某一个喷射距离l下，各个所述压力传感器6分别处于n个喷射半径r(即r1，r2，···，rn)时的示意图，按照测试结果显示，所述网衣清洗盘1所产生空化射流a在图中圆环所示区域内的打击力测量数据较大，在图中圆环的内侧区域和外侧区域的打击力测量数据较小；而对于不同的网衣清洗盘1和不同的喷射距离l，图中圆环的内径和外径也有所不同。

网衣在不同海域或养殖内陆水域附着情况不同，如海域附着多为贝类、藻类等，内陆水域网衣多为杂藻、泥土等附着，装备应用环境不同，所需洗盘高压射流打击力有较大差距。利用本发明测得的上述打击力测量数据，即可以有效获取不同应用环境下的最大需求打击力参数，为特定应用场景下的网衣清洗装备设计提供数据支撑，节省装备研制成本。

实施例二

在上述实施例一的基础上，本实施例二还采用了以下优选的实施方式：

所述的射流测力装置设有四个所述压力传感器6；所述传感器支架4的前端面设有按十字形方位布置的四条直线轨道4a，该四条直线轨道4a的中心位置位于所述中心轴线6b上；所述传感器移动机构5包括四个滑块5-1、四个同步带轮5-2、四个导向滚轮5-3和一条同步带5-4；所述四个滑块5-1分别滑动安装在所述四条直线轨道4a上，四个所述压力传感器6分别固定在所述四个滑块5-1上；所述四个同步带轮5-2和四个导向滚轮5-3分别可转动安装在所述传感器支架4上，且所述四个同步带轮5-2分别位于所述四条直线轨道4a的外端位置，相邻两条所述直线轨道4a的夹角位置仅布置有一个所述导向滚轮5-3，且每一个所述导向滚轮5-3均靠近所述直线轨道4a的内端位置布置；所述同步带5-4首尾相连成闭合同步带环，所述同步带5-4与所述四个同步带轮5-2均啮合连接，且所述同步带5-4位于相邻两个所述同步带轮5-2之间的区段从对应导向滚轮5-3的内侧绕过，使所述同步带5-4对应每一条所述直线轨道4a形成两段与其相平行的同步带段，每一个所述滑块5-1均与一段所述同步带段固定连接，且相邻两个所述滑块5-1所固定连接的同步带段不相邻。

从而，参见图4，驱动所述同步带轮5-2逆向转动，即可带动所述同步带5-4按方向v1闭环运动，以带动所述四个滑块5-1及其上的压力传感器6分别沿对应的直线轨道4a同步的向外移动，实现喷射半径r的增大；反之，驱动所述同步带轮5-2正向转动，即可带动所述同步带5-4按方向v1的反向闭环运动，以带动所述四个滑块5-1及其上的压力传感器6分别沿对应的直线轨道4a同步的向内移动，实现喷射半径r的缩小。

因此，本发明能够准确定量、同步的调节四个压力传感器6的位置也即喷射半径r，能够提高打击力测量数据的测量精度，具有可靠性高的优点。

以上为本实施例二的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：

优选的：所述传感器移动机构5还包括传感器驱动手轮5-5；其中一个所述同步带轮5-2作为主动轮，所述传感器驱动手轮5-5与该主动轮共轴并固定连接，以便于通过所述传感器驱动手轮5-5驱动所述同步带轮5-2正向转动或逆向转动。

优选的：所述传感器支架4十字形支架；所述四条直线轨道4a按十字形方位布置在该十字形支架的前端面。从而，能够避免所述网衣清洗盘1工作时，喷射出的网衣清洗流体冲击在传感器支架4上再反弹向压力传感器6，造成打击力测量数据的测量精度因此受到影响。

实施例三

在上述实施例一或实施例二的基础上，本实施例三还采用了以下优选的实施方式：

所述的清洗盘支架移动机构3包括底座3-1、主动同步带轮3-2、从动同步带轮3-3、第二同步带3-4、清洗盘驱动手轮3-5和导轨3-6；所述主动同步带轮3-2和从动同步带轮3-3分别可转动的安装在所述底座3-1上，所述第二同步带3-4首尾连接并分别与所述主动同步带轮3-2和从动同步带轮3-3啮合连接，所述清洗盘驱动手轮3-5与所述主动同步带轮3-2共轴并固定连接，所述导轨3-6固定在所述底座3-1上，且所述导轨3-6平行于所述网衣清洗盘1的轴线1b；所述清洗盘支架2与所述导轨3-6滑动连接。从而，通过所述清洗盘驱动手轮3-5，即可驱动所述清洗盘支架2沿所述导轨3-6前后定量移动，也即沿安装在清洗盘支架2上的网衣清洗盘1的轴线1b前后移动。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。