一种河流动床水工模型

摘要

本发明涉及一种河流动床水工模型，其IPC国际专利分类号E02B 1/02，属于水利领域。本发明利用高压气囊驱动器的高压冲力使取样探针瞬间插入淤积泥沙中，同时液氮容器的液氮快速进入取样探针内，完成床沙保真取样过程；采用水平移动机械手和垂直移动机械手分别沿着水平和垂直导轨运动，能够精确地控制取样位置；由于高压气囊驱动器的尺寸一定，取样探针的下落距离可由垂直移动机械手在垂直导轨的初始位置确定。本发明实现了动床模型床沙断面的实时保真采样，同时采样的效率大大提高，对试验数据的精确与完善具有极大的促进作用。

主权项

一种河流动床水工模型，其特征在于，动床模型试验床沙实时保真取样装置包括支架(6)、水平横梁(5)、取样探针(4)、高压气囊驱动器(9)、垂直控制台支柱(10)、液氮容器(16)、高压气体容器(18)和控制器(14)；其中，所述支架(6)设置在动床模型的两侧，所述水平横梁(5)固定安装在所述支架(6)上，所述水平横梁(5)上设有水平导轨；所述垂直控制台支柱(10)的底部固定在水平移动机械手(8)上，所述水平移动机械手(8)设置在所述水平导轨上，并能够沿着所述水平导轨移动；所述垂直控制台支柱(10)上设有垂直导轨(24)和垂直移动机械手(26)，所述垂直移动机械手(26)能够沿着所述垂直导轨(24)上下移动，所述垂直移动机械手(26)上固定有支承台，所述支承台侧面设有支承横梁，所述支承横梁远离所述支承台的一端设有一个高压气囊驱动器固定扣环(31)，用于固定所述高压气囊驱动器(9)；所述高压气囊驱动器(9)上部依次通过高压气体输送控制阀门(30)、高压气体输送管线(22)和高压容器控制阀门(20)与所述高压气体容器(18)连接，下部通过取样机械手(7)和所述取样探针(4)连接；垂直控制台支柱顶端(28)设有高压气体输送管线挂钩(29)，所述高压气体输送管线挂钩(29)上设有若干挂环，所述高压气体输送管线(22)穿过所述挂环悬挂在所述高压气体输送管线挂钩(29)上；所述水平移动机械手(8)上设有水平位移传感器(27)，所述垂直移动机械手(26)上设有垂直位移传感器(25)，所述水平位移传感器(27)和所述垂直位移传感器(25)通过位移控制信号线(11)与所述控制器(14)连接，分别用于控制所述水平移动机械手(8)和所述垂直移动机械手(26)的移动距离；所述取样探针(4)为中空的双层结构，包括外层的真空腔(42)和内层的液氮腔(43)，所述液氮腔(43)的上端设有出气孔和液氮进口，所述出气孔通过出气孔阀门(41)与所述控制器(14)连接，所述液氮进口通过液氮输送管线(23)和液氮电控阀门(15)与所述液氮容器(16)连接；所述液氮电控阀门(15)、高压气体输送控制阀门(30)和高压容器控制阀门(20)分别与所述控制器(14)连接；所述高压气囊驱动器(9)内部设有活塞(92)，所述活塞将所述高压气囊驱动器(9)的内部空间分为上部的高压气囊腔(91)和下部的低压腔(94)，所述活塞下部设有弹簧(97)，所述活塞(92)通过驱动器连杆(93)与所述取样机械手(7)固定连接；所述高压气囊驱动器(9)顶部设有与所述高压气囊腔(91)连通的出气孔和进气孔，所述进气孔通过所述高压气体输送控制阀门(30)与所述高压气体输送管线(22)连通，所述出气孔通过高压气囊出气孔阀门(95)与所述控制器(14)连接；所述低压腔(94)的底部设有低压腔防撞底座(96)。