[发明专利]一种水射流模块实验装置及方法

说明书

本发明涉及地下工程设备技术领域，具体公开了一种水射流模块实验装置，包括箱体，所述箱体，所述箱体的一侧滑动连接有推拉门，所述箱体内部设有隔板，所述隔板上开有滑槽，所述滑槽内部滑动连接有喷嘴；所述箱体底部为具有滑动导轨装置的箱底，所述箱体底部设置栅格网，所述栅格网上放置岩样；所述箱体远离推拉门的一侧安装有无极调速风扇；所述箱体的右侧内壁上安装有安装板，所述安装板上安装有空气电加热器。本发明通过专用的设备配合完善的实验方法，可以在实验室中模拟实验环境，然后根据实验参数获得匹配高压水射流辅助隧道掘进机的优化控制和匹配参数，创建环保、安全、经济可靠的施工环境。

技术领域

本发明涉及地下工程设备技术领域，具体是一种水射流模块实验装置及方法。

背景技术

随着我国地下工程的不断发展，高压水射流辅助隧道掘进机被广泛应用于水利、交通、地铁等隧道建设工程。使用高压水射流辅助隧道掘进机开挖隧道的过程中，掌子面与岩石接触部位由于摩擦将在接触部位瞬间产生热量积聚的现象，且随着高压水射流辅助隧道掘进机在独头巷道中的前进，破岩面逐步由通风状态变为封闭状态。这种环境不仅造成了摩擦产生的热量无法及时散去，提高了破岩的困难程度，而且加速了刀具的磨损，产生了很大经济效益的损失。

因此，探究高压水射流辅助隧道掘进机水射流模块采取不同工况作业时(水射流模块变量包括磨料参数、水压、靶距、喷嘴直径、喷嘴移动速度等因素)，在隧道掌子面进行施工所发生的热量积聚和升温现象，以及采用不同通风条件对掌子面密闭空间环境温度降低的效果，以便于获得匹配高压水射流辅助隧道掘进机的优化控制和匹配参数，创建环保、安全、经济可靠的施工环境。

但是，现有技术中却没有专用的实验设备及相应的方法，这也是本发明想要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水射流模块实验装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水射流模块实验装置，包括箱体，所述箱体，所述箱体的一侧滑动连接有推拉门，所述箱体内部设有隔板，所述隔板上开有滑槽，所述滑槽内部滑动连接有喷嘴；所述箱体底部为具有滑动导轨装置的箱底，所述箱体底部设置栅格网，所述栅格网上放置岩样；所述箱体远离推拉门的一侧安装有无极调速风扇；所述箱体的右侧内壁上安装有安装板，所述安装板上安装有空气电加热器。

作为本发明进一步的方案：所述喷嘴外接往复平动装置，所述滑槽处设有软橡胶带。

作为本发明进一步的方案：所述箱体的后侧内壁上安装有水位尺。

作为本发明进一步的方案：所述空气电加热器包括保温层，所述保温层内部设有加热管，所述加热管上间隔设有导流板；所述保温层的端部设有进气口，所述保温层上设有出气口；所述出气口处设有第一测温点。

作为本发明进一步的方案：所述加热管远离进气口的一端安装有防护罩，所述防护罩上设有接线孔；所述加热管的一端设有第二测温点；所述保温层的一侧设有支架，所述支架设置在所述出气口对侧。

本发明技术方案还提供了一种水射流模块实验方法，所述方法包括：

1)打开箱体前侧的推拉门，清理箱体内部的环境；

2)安装空气电加热器、喷嘴、红外测温仪、水位尺和岩样；

3)关闭箱体前侧的推拉门；

4)关闭箱体底部的出水口，从进水口向箱体内灌入适量高度的水；

5)在室温下，闭合水泵电源的开关，此时喷嘴沿沟槽向前移动，当水射流切割岩样完成后立即断开开关；

6)获取温度传感器的温度参数；

7)对岩样表面进行简单的清洗，用塞尺和游标卡尺分别测量切割岩样的深度和宽度；