本发明涉及渗流技术领域,更具体地说,涉及渗流试验系统。
背景技术:
渗流试验是获取水文地质系数、压力分布和流场特征的常用手段,广泛应用于水工环领域的教学和科研。目前渗流试验系统加压主要采用“水泵+阀门+高精度流量计”控制来实现,水头观测则采用精密水压力测量设备或测压管,面临的主要问题是加压水头不能自由调节的问题。
综上所述,如何有效地解决渗流试验装置的进水口处的加压水不能自由调节问题,是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种渗流试验系统,该渗流试验系统可以有效地解决渗流试验装置的进水口处加压水不能自由调节问题。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种渗流试验系统,包括设置有进水口的渗流试验装置,还包括供水箱和用于调节所述供水箱相对所述进水口高度的高度调节装置,所述供水箱下端的出水孔与所述进水口通过水管连通。
优选地,所述高度调节装置包括:与所述渗流试验装置相对固定的支架;安装在支架上端的定滑轮;与所述支架相对固定的收绳组件;承重绳,绕在所述定滑轮的上侧,且一端与所述供水箱固定连接,另一端缠绕在所述收绳组件的卷绳筒上。
优选地,所述收绳组件还包括与所述卷绳筒转动连接的座体、与所述卷绳筒相对固定的摇柄和能够限制所述卷绳筒相对所述座体转动的刹件,所述座体与所述支架相对固定。
优选地,所述支架包括底座和支撑杆,所述定滑轮安装在所述支撑杆的上端,所述底座与所述支撑杆通过轴线竖直设置的螺纹副连接。
优选地,包括渗流测压管,所述渗流测压管的进口与所述渗流试验装置的测压口通过活接连接。
优选地,还包括用于接收所述渗流试验装置出水口流出水的储水箱和从所述储水箱向所述供水箱泵水的水泵。
优选地,所述供水箱上设置有溢水孔,所述溢水孔与所述储水箱通过水管连通。
优选地,还包括用于测定所述供水箱箱底水压的供水测压管和设置有刻度的测压板,所述渗流测压管与所述供水测压管均固定在所述测压板上。
优选地,所述出水口设置有水阀。
优选地,所述供水箱包括用于观测供水箱液面高度的观测管。
本发明提供的一种渗流试验系统,该渗流试验系统包括渗流试验装置、供水箱和高度调节装置。其中渗流试验装置设置有进水口,通过进水口,高压水进入到渗流试验装置的内部,进行渗流试验。其中高度调节装置用于调节供水箱相对渗流试验装置的进水口高度,同时使供水箱下端的出水孔与进水口通过水管连通,以使供水箱的水能够通过该水管进入到进水口内。
根据上述的技术方案,可以知道,在应用该渗流试验系统时,向供水箱提供足够多的水,当需要调高进水口的进水压力时,只需要通过高度调节装置使供水箱相对进水口向上移动即可,提高压力越大,向上移动的高度越大;而当需要调低进水口的进水压力时,只需要通过高度调节装置使供水箱相对进水口向下移动即可,降低压力越大,向下移动的高度越大。在该渗流试验系统中,因为利用液体压力与距离液面的竖直距离相关,进而可以通过供水箱的高度,以调节供水箱液面相对进水口的高度,实现对进水口的压力调节,又因为是线性关系,调节的程度容易掌握,使得调节更加方便,所以该渗流试验系统能够有效地解决渗流试验装置进水口处的加压水不能自由调节问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的渗流试验系统的结构示意图。
附图中标记如下:
收绳组件1、支架2、承重绳3、定滑轮4、供水箱5、渗流试验装置6、储水箱7、水泵8、供水测压管9、渗流测压管10、测压板11、活接12、出水孔51、溢水孔52、进水口61、出水口62。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种渗流试验系统,以有效地解决渗流试验装置进水口处的加压水不能自由调节问题。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,图1为本发明实施例提供的渗流试验系统的结构示意图。
在一种具体实施例中,本实施例提供了一种渗流试验系统,该渗流试验系统包括渗流试验装置6、供水箱5和高度调节装置。
其中渗流试验装置6设置有进水口61,通过进水口61,高压水进入到渗流试验装置6的内部,进行渗流试验,具体的该渗流试验装置6可以是测孔隙流试验装置、测裂隙流试验装置或测管道流试验装置。需要说明的是,渗流试验装置6的内部具体结构可以参考现有技术,在此不再详细赘述。
其中供水箱5,应当具有一定的储水能力,具体的形状结构在此均不作具体限定,保证容量的前提下体积越小越好、保证强度的前提下质量越小越好,一般采用圆柱桶,为了保证强度和避免供水箱5变形过大,此处优选供水箱5为铁箱。为了方便观测供水箱5内液面的高度,此处优选供水箱5设置有用于观测水箱液面高度的观测管,为了保证观测,观测管应当具有上下延伸的透明壁部。
其中高度调节装置用于调节供水箱5相对渗流试验装置6的进水口61高度,且其中供水箱5下端的出水孔51与进水口61通过水管连通,以使供水箱5的水能够通过该水管进入到进水口61内。根据水压的关系,当水管内水处于稳定状态,即不流动时,此时进水口61的水压与供水箱5液面距离进水口61的高度相关,即此时高度调节装置调节供水箱5相对进水口61的高度,便能够有效地调节供水箱5的液面相对进水口61的高度,以能够调节进水口61处的水压。需要说明的是,考虑到供水箱5需要相对进水口61上下移动,该水管优选采用软管,当然若不考虑成本,采用伸缩管也是可以的。
在本实施例中,在应用该渗流试验系统时,向供水箱5提供足够多的水,当需要调高进水口61的进水压力时,只需要通过高度调节装置使供水箱5相对进水口61向上移动即可,提高压力越大,向上移动的高度越大;而当需要调低进水口61的进水压力时,只需要通过高度调节装置使供水箱相对进水口61向下移动即可,降低压力越大,向下移动的高度越大。在该渗流试验系统中,因为利用液体压力与距离液面的竖直距离相关,进而可以通过供水箱5的高度,以调节供水箱5液面相对进水口61的高度,实现对进水口61的压力调节,又因为是线性关系,所以调节的程度容易掌握,使得调节更加方便,所以该渗流试验系统能够有效地解决渗流试验装置6进水口61处的加压水不能自由调节问题。
进一步的,其中调节装置可以采用液压伸缩缸、电缸等结构,但是考虑到结构简单和方便携带,此处优选高度调节装置包括支架2、定滑轮4、收绳组件1和承重绳3,其中渗流试验装置6与支架2相对固定,收绳组件1与支架2相对固定,其中相对固定指的是相对位置关系不会发生变,并非一定要直接进行固定连接。定滑轮4安装在支架2的上端,承重绳3绕在定滑轮4的上侧,且一端与供水箱5固定连接,而另一端缠绕在收绳组件1的卷绳筒上,以当卷绳筒转动时,能够实现对承重绳3进行收绳或者放绳,通过对承重绳3进行收绳和放绳,进而可以调节供水箱5的高度。为了保证强度,其中承重绳3优选为钢丝绳。通过收绳组件1,通过承重绳3的收放长度能够方便地了解供水箱5上下调节的高度。其中为了方便分散布置承重绳3,以避免承重绳3干涉供水箱5的移动,其中定滑轮4可以设置有多个,以使承重绳3移动轨迹呈散开的趋势。
其中收绳组件1的卷绳筒转动可以通过电机来驱动,通过电机转动的角度以及圈数,可以有效地控制承重绳3的收放长度。但是考虑到一般调节高度不大,调节次数少,采用电机会导致使用成本非常大。基于此,此处优选收绳组件1还包括与卷绳筒转动连接的座体,与卷绳筒相对固定的摇柄和能够限制卷绳筒相对座体转动的刹件,其中座体与支架2相对固定,即可以通过试验人员驱动摇柄带动卷绳筒转动,继而实现收放绳操作,而当操作完成后,可以通过刹件阻止卷绳筒转动,继而阻止承重绳3的拉力带动卷绳筒转动。其中刹件可以是插销,也可以是锁紧螺钉。
考虑到供水箱5的液面相对供水箱5高度越稳定,调节的精度也就越大,需要持续供水箱5内供入水。而又考虑到,进入渗流试验装置6内的水,最终会从该渗流试验装置6的出水口62流出。基于此,此处优选,还设置有储水箱7和水泵8,其中储水向设置在出水口62处,以能够从渗流试验装置6的出水口62处接出水口62流出的水,而其中的水泵8用于从储水箱7向供水箱5内泵入水,以能够根据需要持续向供水箱5内提供水源。同时因为储水箱7从渗流试验装置6的出水口62接水,所以可以实现水循环使用,有利于保护环境。此处需要说明的是,根据需要出水口62处或储水箱7与水泵8之间可以设置有过滤装置。
考虑到通过水泵8补水,控制供水箱5内的液面相对供水箱5的高度很难。基于此,此处优选在供水箱5上设置有溢水孔52,并使溢水孔52与储水箱7通过水管连通。在使用时,只需要水泵8的供水量保证供水箱5始终处于溢出的状态,就可以使供水箱5内的液面一直停留在溢水孔52处,进而有效地保证了供水箱5内液面的高度。同时因为溢水孔52与储水箱7连通,实现了溢出水回收以节约资源。为了方便获知供水箱5的水压,以方便解到供水端的压力,此处优选设置有用于测定供水箱5的箱底水压的供水测压管9。
为了方便测定渗流试验装置6内部的水压,还设置有渗流测压管10,通过渗流测压管10的进口与渗流试验装置6的测压口连通,以对渗流试验装置6的测压口进行压力测定。渗流测压管10(通常使用空压管)连接渗流试验装置6,以测试渗流试验装置6内的水压力时,因为水流刚从外部进入渗流系统时,携带了空气,空气与水混合后在渗流测压管10(管径比较小,一般6-10mm)内就形成气泡,而渗流测压管10内具有气泡时,则会影响读数和测试结果的准确性。此处优选渗流试验装置6的测压口与渗流测压管10的进口通过活接12头连接,在使用时,当渗流试验系统开始工作,以及渗流测压管10前端充满液体时,立即通过活接把渗流测压管10的两端接上,即可避免气泡产生,以避免渗流测压管10的进口进入有气泡,导致存在测量误差。为了观测数据方便,此处优选设置有测压板11,在测压板11上设置有测量刻度,并使渗流测压管10和供水测压管9均固定在测压板11上。
为了提高试验范围,可以在渗流试验装置6的出水口62设置有阀门,以通过阀门控制出水口62的出水量,使得可以满足自由和受控试验需求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。