[发明专利]一种磁悬浮离心机

说明书

本发明公开了一种磁悬浮离心机，其包括环形管道，环形管道的外侧面上设置有永磁轨道，永磁轨道上铺设有永磁体，永磁轨道与车体通过永磁体磁性连接；车体包括底座，底座上设置有与永磁体配合的超导块体，底座上端与试验舱连接，试验舱内设置有电力设备。本发明能够解决现有技术中离心机的试验精度不足、性能较差的问题，试验精度高、可靠性强、适用范围广。

技术领域

本发明涉及土工离心模型试验技术领域，具体涉及一种磁悬浮离心机。

背景技术

土工离心模型试验技术是研究岩土工程问题的重要方法。对于多数岩土工程结构，其受力状态和变形特性很大程度上取决于本身所受到的重力，特别是高土石建筑物，重力作用决定了其应力变形特性。而土工离心模型试验技术可以模拟原型的自重应力而成为研究大型岩土工程问题不可替代的手段之一。

具体来说土工离心模型试验技术就是一种借助离心机的高速旋转为模型创造一个与原型应力水平相同的应力场，从而再现原型的各项性状的物理模型试验方法。岩土离心机的主要参数包括有效半径、最大容量、最大加速度等，因此现代离心机的发展方向主要包括长半径转臂、大模型负载和低离心加速度。

现有的岩土离心机主要有臂式离心机和鼓式离心机两种，但材料强度的限制造成臂式离心机半径、容量难以提升，同样试验精度也无法提高，也就无法满足前述的未来岩土工程实践问题的要求；而鼓式离心机除了其适用的海洋软土相关研究之外，在研究其他问题时适用性较差，由于其半径一般不大，故由于加速度场的不均匀性，其试验误差较大。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中离心机的试验精度不足、性能较差的问题的磁悬浮离心机。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种磁悬浮离心机，其包括环形管道，环形管道的外侧面上设置有永磁轨道，永磁轨道上铺设有永磁体，永磁轨道与车体通过永磁体磁性连接；车体包括底座，底座上设置有与永磁体配合的超导块体，底座上端与试验舱连接，试验舱内设置有电力设备。

上述技术方案中，优选的，环形管道的外侧设置有隔振层。

上述技术方案中，优选的，环形管道上设置有检修通道。

上述技术方案中，优选的，永磁体的材质为钕铁硼。

上述技术方案中，优选的，超导块体呈两条相互平行的阵列结构并分别位于底座下表面的两侧。

上述技术方案中，优选的，超导块体的材质为高温超导材料。

上述技术方案中，优选的，试验舱内设置有内舱，内舱内设置有模型箱、电力设备、数字采集设备和无线通讯设备，数字采集设备和无线通讯设备电连接。

上述技术方案中，优选的，试验舱与底座通过回转支撑轴承连接。

上述技术方案中，优选的，内舱的下部设置有下部水箱，上部设置有上部水箱，上部水箱、下部水箱分别与模型箱连接。

上述技术方案中，优选的，离心机还包括监控系统，监控系统通过无线通讯设备与数字采集设备通讯连接。

本发明提供的上述磁悬浮离心机的主要有益效果在于：

通过侧向设置永磁轨道以提供向心力，并通过磁悬浮作用相对运动，与传统离心机相比，磁悬浮离心机由于其轨道摩擦损耗为零，故可以实现更大的有效半径和更高的最大加速度值，同时还可具有更大的容量。