[实用新型]高压旋喷喷嘴选型试验装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种喷嘴的试验装置，特别涉及一种适用于对高压旋喷喷嘴进行选型的试验装置，属于建筑工程领域。

背景技术：

随着地下空间开发向着大深度方向发展，地基旋喷加固工艺也相应向着追求大深度、大桩径的方向发展。高压旋喷注浆法是把注浆管放入(或钻入)地下预定深度后，通过地面的高压设备使装置在注浆管上的喷嘴喷出20～40MPa的高压射流冲击切割地基土体，与此同时，注入水泥浆液使之与冲下的土强制混合，待凝结后在土中形成具有一定强度的固结桩体，以达到加固改良地基土体的目的。

上述高压射流冲击破坏土体的作用是多方面的，包括射流动压、射流脉动负荷、水锤冲击力、空穴现象等因素，其中以喷射动压作用为主。由动量定性，喷射流在空气中喷射时，其破坏力可由公式P＝ρ.Q.V_m来确定，其中P——破坏力(N)，ρ——喷射介质的密度(kg/m³)，Q——流量(m³/s)，V_m——喷射流的平均速度(m/s)。由此可见，决定喷射切割效果的因素是冲量而不是速度，因此，在实际施工中应综合考虑各种参数，如喷嘴直径、压力、喷浆量和提升速度，以获得最好的效果。

在高压旋喷喷射注浆工艺的设备体系中，喷嘴是核心元件之一，也是直接影响高压射流质量的主要因素之一。国外的研究资料表明，在其他条件与参数一定的条件下，不同的喷嘴结构形式与尺寸对成桩效果有明显的影响。喷嘴的结构参数主要包括有喷嘴的内圆锥角θ、喷嘴出口的直径d₀、喷嘴的长径比(直线段和出口直径的比值)等。就目前国内旋喷喷嘴而言，喷嘴的结构形式还没有统一的规定，市场可供旋喷施工用喷嘴的规格相对较多。在高压旋喷施工参数以及喷嘴尺寸结构对成桩直径和成桩质量的影响方面，国内的研究工作尚属于起步阶段，目前还缺乏高压旋喷施工中与最佳喷射效果所对应的喷嘴结构形式方面的研究成果。在实际高压旋喷施工中，由于工程的复杂性和难控制性等一系列问题，如何选择具有合理结构参数的喷嘴，以取得较佳的高压射流质量，就成了获得最佳旋喷效果的技术关键。

为了深入开展高压旋喷喷嘴的尺寸结构对喷射效果的影响的研究，为满足实际旋喷注浆施工获得最佳旋喷效果而挑选喷嘴类型的需要，就必须具备对各种结构型式的高压旋喷喷嘴喷射效果进行测量试验的装置，目前现有技术在这一领域中尚属空白。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是填补现有技术在试验测量不同类型高压旋喷喷嘴的喷射效果方面的技术空白，提供一种高压旋喷喷嘴选型试验装置，其可以对各种高压旋喷喷嘴在旋喷过程中实现的旋喷效果参数进行实时监测记录，从而确定在获得最大喷射压力时的喷嘴结构参数，达到合理选择喷嘴类型的目的。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案如下：

一种高压旋喷喷嘴选型试验装置，包括有主体结构、供水部件、供气部件和监测部件；所述主体结构包括一水箱，该水箱内的一侧设置有喷嘴固定架，该喷嘴固定架上设有入气口、入水口并可安装被测喷嘴，在水箱内另一侧的端板上设置有与被测喷嘴中心水平同轴的测力油缸，该测力油缸连接有油压传感器和油压压力表；所述供水部件可显示水的压力和流量且连接于喷嘴固定架的入水口；所述供气部件可显示压缩空气的压力和流量且连接于喷嘴固定架的入气口；所述监测部件与测力油缸的油压传感器相连接且可实时监测记录测力油缸上的受力数据。

本实用新型所述的高压旋喷喷嘴选型试验装置，其供水部件可由电磁流量计、高压水泵、水压压力表和水压传感器依次串联连接而构成，其电磁流量计一端与水箱相连接，水压传感器一端与喷嘴固定架的入水口相连接；所述供气部件可由空气压缩机、玻璃流量计、气压压力表和气压传感器依次串联连接而构成，其气压传感器一端与喷嘴固定架的入气口相连接；所述监测部件可包括信号转换器和计算机，该计算机内装有实时监测系统并通过信号转换器与油压传感器相连接；所述水箱内还设置有行程调整架，喷头固定架位置可调地安装在该行程调整架上以调节被测喷嘴与测力油缸的距离。

本实用新型填补了现有技术的空白，通过一物理模拟试验装置，将高压水和压缩空气通入被测高压旋喷喷嘴并模拟施工喷射，然后在测力油缸上实时测出受力数据并进行监测和处理，从而实现对喷嘴喷射效果参数的试验测量，并进而确定对应于最优喷射效果的最佳喷嘴参数和选择合理的喷嘴类型。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：