[发明专利]一种泥水盾构机冲刷实验系统及其应用的模拟实验装置

权利要求书

1.一种泥水盾构机冲刷实验系统，其特征在于包括：

提供水源的水箱(1)；

形成泥水盾构机开挖仓压力环境的第一进水管(11)；

形成冲刷流场的第二进水管(12)；

以及回水管；

所述第一进水管(11)和第二进水管(12)一端分别通过水泵(15)与水箱(1)连接，所述第一进水管(11)另一端连接至泥水盾构机开挖仓压力环境，第一进水管(11)上设有截止阀(111)；

所述第二进水管(12)另一端与流量分配器(121)连接，所述流量分配器(121)的出水端通过若干分流管路(122)连接至泥水盾构机开挖仓压力环境内布置的若干喷头(125)；

所述回水管与泥水盾构机开挖仓压力环境连接，回水管上设有自动背压阀(131)。

2.根据权利要求1所述的一种泥水盾构机冲刷实验系统，所述分流管路(122)上均设有流量控制阀(123)和流量计(124)。

3.根据权利要求2所述的一种泥水盾构机冲刷实验系统，所述第一进水管(11)和第二进水管(12)通过叉管的形式并联连接在水泵(15)的出水端。

4.根据权利要求2所述的一种泥水盾构机冲刷实验系统，所述回水管包括第一回水管(13)和第二回水管(14)，所述第一回水管(13)和第二回水管(14)分别回流连接至水箱(1)；

所述自动背压阀(131)设置在第一回水管(13)上；

所述第二回水管(14)上设置有泄压阀(141)，并且泄压阀(141)的开启压力大于自动背压阀(131)的最大调节开启压力。

5.根据权利要求1所述的一种泥水盾构机冲刷实验系统，所述流量分配器(121)具有一个小端和大端的内腔通道，其中小端与第一进水管(11)连接，大端上均匀设置若干与分流管路(122)对接的接口；

所述流量分配器(121)的小端和大端之间通过圆弧过渡变径结构连接。

6.根据权利要求4所述的一种泥水盾构机冲刷实验系统，还具有控制泥水盾构机开挖仓压力环境和冲刷流场的控制组件，包括设置在电控柜(24)内的PLC控制器(21)、触控屏(22)和变频器(23)；

所述PLC控制器(21)的输出端分别连接至自动背压阀(131)和泄压阀(141)，所述PLC控制器(21)的输出端通过变频器(23)连接至水泵(15)，所述流量计(124)以及泥水盾构机开挖仓压力环境连接的压力表连接至PLC控制器(21)的输入端，所述触控屏(22)连接至PLC控制器(21)的输入端。

7.权利要求6的泥水盾构机冲刷实验系统应用的模拟实验装置，其特征在于包括：

权利要求6中的泥水盾构机冲刷实验系统；

模拟泥水盾构机开挖仓压力环境的承压箱(3)；

以及，观察监测泥水盾构机开挖仓压力环境内流场的粒子图像测速仪(5)；

泥水盾构机的刀盘面板(4)通过脚架(306)固定架设在承压箱(3)内部，所述承压箱(3)为密封的箱体，分别与第一进水管(11)、第二进水管(12)、第一回水管(13)和第二回水管(14)连通，并一同固定架设在支架(31)上；

所述承压箱(3)其中一个侧面上固定设置若干接头与箱体外侧的分流管路(122)固定对接，所述承压箱(3)内部设置若干连接软管(305)与分流管路(122)对接的接头一一连接，所述软管(305)连接至固定分布在刀盘面板(4)上的喷头(125)；

所述粒子图像测速仪(5)架设在承压箱(3)的一侧，对承压箱内压力环境区域流场进行监测。