土工離心機水流量控制裝置製造方法
2023-04-22 22:41:01
土工離心機水流量控制裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種土工離心機水流量控制裝置，包括電氣控制系統以及安裝在土工離心機轉臂上的開關閥、比例流量閥和流量傳感器，開關閥的進水口與土工離心機的水源系統連接，開關閥的出水口與比例流量閥的進水口連接，比例流量閥的出水口通過連接管路與試驗設備相連，流量傳感器設置在連接管路上；電氣控制系統包括作為上位機的計算機、作為下位機的PLC和放大器，計算機設定流量值並傳輸給PLC，PLC將控制信號傳輸給放大器，放大器將信號放大後驅動開關閥和比例流量閥；流量傳感器將流量信號反饋給PLC，計算機、PLC和流量傳感器構成閉環控制系統。本發明能夠在土工離心機工作環境中準確地控制水流量。
【專利說明】土工離心機水流量控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水流量控制系統，特別涉及一種土工離心機水流量控制裝置。
【背景技術】
[0002]土工離心機是用於巖土工程物理模擬試驗的一種試驗設備。其基本原理為通過離心機轉臂的旋轉產生離心加速度，提供一個人造高重力場，將研究的主體建立一定比尺的模型，通過離心加速度增加土體自重應力使得原型與模型達到應力應變相等、變形相似，來對原型進行模擬試驗。為在離心機高速運轉過程中更加真實的反映水運工程中的巖土問題，對試驗模型進行水環境(降雨、水位升降等)的模擬，需要對水流量進行控制。在超重力場中，水在高離心加速度的作用下，沿著離心機轉臂加速流動，控制水流的閥體等部件，也會在離心加速度方向上受到由質量導致的超重力作用，系統無法達到伺服狀態，使得整個系統無法達到準確控制流量的要求。
【發明內容】
[0003]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種土工離心機水流量控制裝置，該裝置能夠最大限度地減少土工離心機中高離心加速度對水流的影響，能夠在土工離心機工作環境中準確地控制水流量，解決在高離心場中不能精確控制水流量的問題。
[0004]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是:一種土工離心機水流量控制裝置，包括電氣控制系統、開關閥、比例流量閥和流量傳感器，所述開關閥的進水口與土工離心機的水源系統連接，所述開關閥的出水口與所述比例流量閥的進水口連接，所述比例流量閥的出水口通過連接管路與土工離心機吊籃內部的試驗設備相連，所述流量傳感器設置在所述連接管路上，所述開關閥、所述比例流量閥和所述連接管路均安裝在土工離心機的轉臂上；所述電氣控制系統包括作為上位機的計算機、作為下位機的PLC和放大器，所述計算機設定流量值並傳輸給所述PLC，所述PLC將控制信號傳輸給所述放大器，所述放大器將信號放大後驅動所述開關閥和所述比例流量閥；所述流量傳感器將流量信號反饋給所述PLC，所述計算機、所述PLC和所述流量傳感器構成閉環控制系統。
[0005]所述開關閥、所述比例流量閥和所述流量傳感器靠近土工離心機的主軸安裝。
[0006]所述連接管路沿所述土工離心機的轉臂長度方向布置。
[0007]本發明具有的優點和積極效果是:通過將易受高離心力影響的開關閥、比例流量閥和流量傳感器靠近土工離心機主軸安裝，通過連接管路將水輸送到土工離心機吊籃內部的試驗設備，通過作為上位機的計算機、作為下位機的PLC和流量傳感器構成的閉環控制系統，提高控制精度，能夠最大限度地減少土工離心機中高離心加速度的影響，解決在高離心場中不能精確控制水流量的問題，從而為土工離心模型試驗中的設備提供準確的水流量，並且本發明結構簡單，操作方便，可靠性好。
【專利附圖】
【附圖說明】[0008]圖1是本發明的結構示意圖；
[0009]圖2是本發明的控制系統框圖。
[0010]圖中:1、土工離心機的轉臂，2、土工離心機的水源系統，3、土工離心機的主軸，4、開關閥，5、比例流量閥，6、流量傳感器，7、連接管路，8、土工離心機吊籃。
【具體實施方式】
[0011]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下:
[0012]請參見圖1?圖2，一種土工離心機水流量控制裝置，包括電氣控制系統、開關閥
4、比例流量閥5和流量傳感器6，所述開關閥4的進水口與土工離心機的水源系統2連接，所述開關閥4的出水口與所述比例流量閥5的進水口連接，所述比例流量閥5的出水口通過連接管路7與土工離心機吊籃8內部的試驗設備相連，所述流量傳感器6設置在所述連接管路7上，所述開關閥4、所述比例流量閥5和所述連接管路7均安裝在土工離心機的轉臂I上；所述電氣控制系統包括作為上位機的計算機、作為下位機的PLC和放大器，所述計算機設定流量值並傳輸給所述PLC，所述PLC將控制信號傳輸給所述放大器，所述放大器將信號放大後驅動所述開關閥4和所述比例流量閥5，達到控制水流量的目的；所述流量傳感器6將流量信號反饋給所述PLC，所述計算機、所述PLC和所述流量傳感器6構成閉環控制系統，以提聞控制精度。
[0013]在本實施例中，為了進一步減少土工離心機中高離心加速度的影響，將所述開關閥4、所述比例流量閥5和所述流量傳感器6靠近土工離心機的主軸2安裝。將所述連接管路7沿所述土工離心機的轉臂長度方向布置。
[0014]儘管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬於本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種土工離心機水流量控制裝置，其特徵在於，包括電氣控制系統、開關閥、比例流量閥和流量傳感器，所述開關閥的進水口與土工離心機的水源系統連接，所述開關閥的出水口與所述比例流量閥的進水口連接，所述比例流量閥的出水口通過連接管路與土工離心機吊籃內部的試驗設備相連，所述流量傳感器設置在所述連接管路上，所述開關閥、所述比例流量閥和所述連接管路均安裝在土工離心機的轉臂上； 所述電氣控制系統包括作為上位機的計算機、作為下位機的PLC和放大器，所述計算機設定流量值並傳輸給所述PLC，所述PLC將控制信號傳輸給所述放大器，所述放大器將信號放大後驅動所述開關閥和所述比例流量閥；所述流量傳感器將流量信號反饋給所述PLC，所述計算機、所述PLC和所述流量傳感器構成閉環控制系統。
2.根據權利要求1所述土工離心機水流量控制裝置，其特徵在於，所述開關閥、所述比例流量閥和所述流量傳感器靠近土工離心機的主軸安裝。
3.根據權利要求1所述土工離心機水流量控制裝置，其特徵在於，所述連接管路沿所述土工離心機的轉臂長度方向布置。
【文檔編號】G05D7/06GK103676982SQ201310731483
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】李建東, 裴文斌, 張宇亭, 左殿軍, 安曉宇, 趙躍, 譚佳佳 申請人:交通運輸部天津水運工程科學研究所, 天津水運工程勘察設計院