懸沙采樣器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-07-08 17:13:18 本頁(yè)面
【正文】 、開關(guān)閥、無線控制系統(tǒng)三大部分組成,器體按結(jié)構(gòu)分為管嘴及進(jìn)水管、器頭、器頭底盤、水樣艙、器身、尾翼等幾部分。表21 微型減速電機(jī)技術(shù)參數(shù)電壓/V空載電流/mA空載轉(zhuǎn)速/ r/min額定電流/mA額定轉(zhuǎn)速/ r/min額定力矩/ m/s131842048216堵轉(zhuǎn)力矩/ m/s轉(zhuǎn)速比外形尺寸/ mm安裝尺寸/ mm轉(zhuǎn)動(dòng)方向28942533434CM/CCM 采樣器控制儀電路的設(shè)計(jì) 控制儀是由水下控制器和主機(jī)組成的,是利用水文測(cè)船的起重鋼絲繩、水文纜道和地線構(gòu)成“一線制”形式的通信線路,采用軟件數(shù)字濾波和鎖相環(huán)進(jìn)行半雙工數(shù)字通信,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流速的測(cè)量和采樣的控制。信號(hào)輸入電路 自動(dòng)增益電路電壓比較電路頻率鎖定電路信號(hào)整形電路單片機(jī)電路RS 232 控制電路音響電路電 源 電 路鍵控電鎖存顯示器信號(hào)發(fā)射電路 圖22 采樣器控制儀的電路原理圖自 動(dòng) 增 益輸 入 電 路電 壓 比 較電 源 電 路頻 率 鎖 定 信號(hào)整形單 片 機(jī) 電 路檢 測(cè) 電 路驅(qū) 動(dòng) 電 路減 速 電 機(jī)測(cè) 速 電 路水 面 信 號(hào)功 放 電 路四通閥門 圖23水下控制電路的原理圖 采樣器的主要技術(shù)指標(biāo)(1) 江水的含沙量:0～30kg/；(2) 適用江水的流速:～；(3) 進(jìn)口的流速系數(shù)X 值滿足:含沙量在20kg/以下時(shí), X ～≥75%；含沙量在20～50kg/ 時(shí), X ～≥75%；(4) 電源:（12177。在測(cè)試過程中，關(guān)閉采樣器進(jìn)水管路，在水中快速下放至16 m水深處，然后迅速上提，檢查頭艙、水樣筒有無進(jìn)水。 進(jìn)口流速系數(shù) 進(jìn)口流速系數(shù)測(cè)試的目的是檢測(cè)進(jìn)口流速在不同流速、不同含沙量的條件下是否與天然流速一致，進(jìn)口流速系數(shù)X值是否滿足規(guī)范要求。對(duì)長(zhǎng)江AYX21型采樣器進(jìn)口流速系數(shù)測(cè)試，共獲得228點(diǎn)比測(cè)資料，～，～。s)比測(cè)點(diǎn)進(jìn)口流速保證率/%36～38～7094～53983898合計(jì)235V 流速系數(shù)X0天然流速 （m若調(diào)壓效果不好，進(jìn)口流速系數(shù)就會(huì)偏大。見表32。阻力系數(shù)計(jì)算公式為： 式中C為阻力系數(shù)；g為重力加速度；G為采樣器的重力；θ為懸索偏角；r為淡水比重；A為采樣器器體平行于水流方向的最大截面積；V為測(cè)點(diǎn)流速。比測(cè)時(shí)，首先用一個(gè)橫式采樣器取樣，其次再用長(zhǎng)江AYX2l型采樣器取樣，最后再用另一個(gè)橫式采樣器取樣。表33 AYX21型調(diào)壓式懸沙采樣器含沙量比測(cè)結(jié)果施測(cè)號(hào)總數(shù)數(shù)/個(gè)系統(tǒng)誤差/%誤差不大于177。表34 各試驗(yàn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)結(jié)果項(xiàng)目名稱試驗(yàn)效果說明連通管隔水性能試驗(yàn)（5組）不漏水采樣器下放平均速度165m/min調(diào)壓歷時(shí)試驗(yàn)（15次）≥3s，符合要求1s時(shí)進(jìn)口流速系數(shù)X=；3s時(shí)X=；5s時(shí)X=阻力系數(shù)試驗(yàn)（15次）(）開關(guān)歷時(shí)因素試驗(yàn)（70次）平均X=進(jìn)口流速系數(shù)X（213點(diǎn)）平均X=～含沙量比測(cè)試驗(yàn)（320點(diǎn)）～3 懸沙采樣器開關(guān)閥的技術(shù)研究 懸沙采樣器開關(guān)閥技術(shù)動(dòng)態(tài)目前用開關(guān)閥的懸沙采樣器在國(guó)內(nèi)外的種類有很多種，但往往都存在很多的弊端。國(guó)內(nèi)懸沙采樣器的電磁滑閥是采用不銹鋼材料加工制造，其特征是在圓柱閥芯上開有通氣孔和過水孔，用電磁鐵驅(qū)動(dòng)滑閥芯移動(dòng)，依靠滑閥上左右擋塊的定位作用，使閥體上相應(yīng)的孔與閥芯上的通氣孔和過水孔對(duì)準(zhǔn)，從而形成兩條相互獨(dú)立的通道，實(shí)現(xiàn)開關(guān)閥的過水通氣功能。(4) 密封不可靠。它有兩個(gè)工作位置：一是調(diào)壓位置，二是采樣位置。針對(duì)一系列關(guān)鍵問題本設(shè)計(jì)提出了以下解決方案：(1) 采用大扭矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：特別設(shè)計(jì)研制出大傳動(dòng)比(1：532)減速機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大(12V直流驅(qū)動(dòng))，從而保證閥的可靠性動(dòng)作。采樣倉(cāng)旁通出水路采樣位置調(diào)壓位置調(diào)壓倉(cāng)進(jìn)水路排氣口圖41 采樣器進(jìn)水開關(guān)閥通路 開關(guān)閥的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖42是閥芯結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖。 圖42 閥芯結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖9；；；；圖43是旋轉(zhuǎn)開關(guān)閥結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖。用四顆螺釘將減速電機(jī)3安裝在閥體11上，其輸出小齒輪與閥芯4上的大齒輪11進(jìn)行嚙合，構(gòu)成外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)。圖43 開關(guān)閥結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖 ；；；；；6；；圖44 開關(guān)閥的裝配結(jié)構(gòu)剖面圖示意圖 微電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過減速器和齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥芯4的動(dòng)瓷片10繞心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。而采樣倉(cāng)的空氣通過閥蓋5的氣孔，經(jīng)過閥芯氣路、閥體和連接氣管與調(diào)壓倉(cāng)連通，以實(shí)現(xiàn)采樣倉(cāng)的調(diào)壓。采樣器管咀進(jìn)水通過開關(guān)閥水路直通流入采樣倉(cāng)，而采樣倉(cāng)的空氣經(jīng)開關(guān)閥的氣路排出采樣器外。其中，A,B分別與開關(guān)閥的地線接線柱和限位銷接線柱相接來控制微電機(jī)的轉(zhuǎn)停。當(dāng)閉合開關(guān)K到2位置繼電器掉電，恢復(fù)到初始狀態(tài)。因此，基于采樣器進(jìn)水管路的簡(jiǎn)化物理模型，建立進(jìn)口流速的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)采樣器進(jìn)口管路的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。新型開關(guān)閥具有以下特點(diǎn)：(1)采用陶瓷材料制作閥芯，水
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