CN101738302B - 气压式恒压供液装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气压式恒压供液装置，储液容器为一封闭容器，储液容器顶部设有排气阀，气囊安装在储液容器内。高压气瓶通过高压气管与气瓶阀门相连，气瓶阀门的通过另一高压气管与三通相连，三通的左接口通过另四根高压气管依次与气瓶气压表、减压阀、气压表、泄气阀相连，泄气阀通过第七压气管与气囊连接，三通的右接口通过另三根高压气管依次与供气阀、安全阀、气压源相连。储液容器的右侧壁的底部装有供液管，供液管的右接口与精密数字液压表连接，精密数字液压表通过供液管与供液阀连接，储液容器的左侧壁的底部装有进液管，进液管的左接口与进液阀连接。本发明结构简单，操作方便，实现恒压供液，能用于土壤渗流试验和土柱淋滤试验。

Description

气压式恒压供液装置

技术领域

本发明涉及实验量测仪器技术领域，尤其涉及一种气压式恒压供液装置，为土壤渗流试验和土柱淋滤试验等科学实验提供一种压力稳定、可无电源长期工作的恒压供液装置。

背景技术

水力学实验是一类基本物理力学实验，是水力学、渗流力学研究的主要研究手段之一，而一套完善的恒压供液装置是进行水力学实验的必要装备。

目前应用较为普遍的供液装置大致为浮球式和自溢式供液装置，均为比较大众化的供液装置，其功能均比较单一，不能满足科研及教学等领域的试验精度要求。传统的恒压供液装置主要存在如下欠缺：

1)传统的浮球式和自溢式供液装置的供液面波动较大，即供液压力波动较大，难以满足对供液压力稳定性高要求的科学实验的需要。

2)为维持恒定液位，实验时必须对储液箱连续供液并保持溢流状态，资源浪费严重。

3)传统恒压供液装置工作需要电源，一旦停电，实验将中断或废弃。

4)传统恒压供液装置工作时，储液箱溢流势必造成对供试液体的干扰，对于供试液体自身稳定度要求较高的实验如流场、雷诺等实验项目就会产生不利影响。

5)目前缺乏用于酸、碱溶液等具有腐蚀性液体的专用恒压供液装置。

因此，研发更为完善的恒压供液装置对于促进水力学、渗流力学的发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是解决传统的供液装置供液压力波动较大，资源浪费严重，且依赖于电源的难题，提供一种气压式恒压供液装置。该恒压供液装置结构简单，操作方便，供液压力稳定，可无电源长期工作，可节约资源，可用于酸、碱溶液等腐蚀性液体的恒压供液，可满足土壤渗流试验和土柱淋滤试验等科学实验对恒压供液装置的需求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种气压式恒压供液装置，它包括储液容器、气囊、高压气瓶、气压源、高压气管、气瓶阀门、三通、气瓶气压表、减压阀、气压表、供气阀、安全阀、排气阀、进液管、进液阀、进液漏斗、供液管、精密数字液压表、供液阀、泄气阀，其特征在于：储液容器为一封闭容器，储液容器顶部设有排气阀，气囊安装在储液容器内，第七高压气管的两接口分别与气囊、泄气阀相连，泄气阀通过第六、第五、第四高压气管依次与减压阀、气压表、气瓶气压表相连，气瓶气压表通过第三高压气管与三通的左接口连接，高压气瓶通过第一高压气管与气瓶阀门的下接口相连，气瓶阀门的上接口通过第二高压气管与三通的下接口相连，三通的右接口通过第八、第九、第十高压气管依次与供气阀、安全阀、气压源相连。设置安全阀可以防止充气过压。

所述的储液容器的右侧壁的底部装有一供液管，供液管的右接口与精密数字液压表连接，精密数字液压表通过另一供液管与供液阀连接，供液阀通过第三供液管与用液单元(即承受供试液体作用的装有试验样品的实验仪器或部件)连接。储液容器的左侧壁的底部装有一进液管，进液管的左接口与进液阀连接，进液阀通过另一进液管与进液漏斗的底部连接。进液漏斗高出储液容器顶部3～5cm。

所述的高压气瓶的气压远大于供液压力，供液压力可以通过调节减压阀来调整。

储液容器、进液管、进液阀、进液漏斗、供液管、精密数字液压表、供液阀等部件采用耐酸碱材料，如耐酸碱有机玻璃、工程塑料、橡胶制作，所述的气压式恒压供液装置可用于酸、碱溶液等腐蚀性液体的恒压供液。

所述的气压式恒压供液装置的工作过程是：第一次充液时，同时开启排气阀、进液阀和泄气阀，将供试液体直接倒入进液漏斗，即可将供试液体充入储液容器，当供试液体从排气阀漫出时，关闭排气阀、进液阀和泄气阀。每次实验前，先关闭减压阀，开启气瓶阀门和供气阀，启动气压源对高压气瓶充气，达到规定的气压后，先关闭气压源，随即关闭高压气瓶和供气阀。开启泄气阀和进液阀，将供试液体直接倒入进液漏斗，将供试液体充入储液容器，供试液体达到需要的数量后，关闭泄气阀和进液阀。开启供液阀，排空供液管中的空气，然后关闭供液阀，将供液管连接到相应的用液单元，开启气瓶阀门、减压阀和供液阀即可实现对用液单元的恒压供液。供液压力可以通过调节减压阀来调整。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1)所述的气压式恒压供液装置所提供的液压来源高压气瓶提供的气压，它利用减压阀将气体压力降至实验所需压力，有利于供液压力的稳定，供试液体的压力是恒定的。

2)所述的气压式恒压供液装置改变了以往恒压供液装置中储液箱内液位必须恒定并保持溢流的做法，可以节省资源。

3)所述的气压式恒压供液装置仅在高压气瓶充气时需要电源，实验不需要电源，可以节省能源，同时，增强实验的可靠性，不会因停电造成实验中断，甚至废弃。

4)所述的气压式恒压供液装置通过进液漏斗给所述的供液装置充液，不需另配供液泵，解除了对设备安全的顾虑。

5)切断供液源头，有效切断液体内部振动源，极大地提高了供液压力的稳定性。

6)所述的气压式恒压供液装置与供试液体接触的部件采用耐酸碱材料，如耐酸碱有机玻璃、工程塑料制作，可用于酸、碱溶液等具有腐蚀性液体的恒压供液。同时，由于省去供液泵、溢流装置等部件，设备更趋简单，有利于腐蚀性液体的安全管理。

申请者利用本气压式恒压供液装置开展了土柱淋滤实验，发现：当供试液体压力为100～400kPa，用液流量在50ml/h～500ml/h时，供试液体压力波动仅为±1hPa，其压力控制精度为1hPa，解决了传统的供液装置供液压力波动较大的难题，实现了高精度的恒压供液。利用本气压式恒压供液装置开展了长达20天的低渗透性黏土试样的渗透实验，实验中供试液体压力稳定，显示出良好的长期工作性状，解决了传统的供液装置依赖于电源和长期供液可靠性差的难题。本气压式恒压供液装置满足了土壤渗流试验和土柱淋滤试验等科学实验对恒压供液装置的需求，对于推动水力学、渗流力学的发展具有意义。

附图说明

图1为一种气压式恒压供液装置的结构示意图。

图中，1-储液容器，2-高压气瓶，3-气压源，4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i、4j-高压气管，5-气瓶阀门，6-三通，7-气瓶气压表，8-减压阀，9-气压表，10-供气阀，11-安全阀，12-排气阀，13a、13b-进液管，14-进液阀，15-进液漏斗，16a、16b、16c-供液管，17-精密数字液压表，18-供液阀，19.气囊，20-泄气阀，21-供试液体。

具体实施方式

下面根据附图对本发明作进一步的描述：

根据图1可知，该气压式恒压供液装置由储液容器1，高压气瓶2，气压源3，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十高压气管4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i、4j，气瓶阀门5，三通6，气瓶气压表7，减压阀8，气压表9，供气阀10，安全阀11，排气阀12，第一、第二进液管13a、13b，进液阀14，进液漏斗15，第一、第二、第三供液管16a、16b、16c，精密数字液压表17，供液阀18等构成。

其特征在于：储液容器1为一封闭容器，储液容器1顶部设有排气阀12，气囊19安装在储液容器内，第七高压气管4g的两接口分别与气囊19、泄气阀20相连，泄气阀20通过第六、第五、第四高压气管4f、4e、4d依次与减压阀8、气压表9、气瓶气压表7相连，气瓶气压表7通过第三高压气管4c与三通6的左接口连接，高压气瓶2通过第一高压气管4a与气瓶阀门5的下接口相连，气瓶阀门5的上接口通过第二高压气管4b与三通6的下接口相连，三通6的右接口通过第八、第九、第十高压气管4h，4i，4j依次与供气阀10、安全阀11、气压源3相连。

储液容器1的右侧壁的底部装有第一供液管16a，第一供液管16a的右接口与精密数字液压表17连接，精密数字液压表17通过第二供液管16b与供液阀18连接，供液阀通过第三供液管16c与用液单元连接。

储液容器1的左侧壁的底部装有第一进液管13a，第一进液管13a的左接口与进液阀14连接，进液阀14通过第二进液管13b与进液漏斗15的底部连接。进液漏斗15高出储液容器1顶部3～5cm。

高压气瓶2的气压远大于供液压力，供液压力可以通过调节减压阀8来调整。

储液容器1，进液管13，进液阀14，进液漏斗15，供液管16a、16b、16c，等部件采用耐酸碱材料，如耐酸碱有机玻璃、工程塑料、橡胶制作。

装置适用范围

本发明提供了一种气压式恒压供液装置，能用于土壤渗流试验和土柱淋滤试验。

Claims (2)

1.一种气压式恒压供液装置，它包括储液容器(1)、高压气瓶(2)、气囊(19)、气压源(3)、气瓶气压表(7)、减压阀(8)、供气阀(10)、安全阀(11)、泄气阀(20)，其特征在于：储液容器(1)为一封闭容器，储液容器(1)顶部设有排气阀(12)，气囊(19)安装在储液容器内，第七高压气管(4g)的两接口分别与气囊(19)、泄气阀(20)相连，泄气阀(20)通过第六、第五、第四高压气管(4f、4e、4d)依次与气压表(9)、减压阀(8)、气瓶气压表(7)相连，气瓶气压表(7)通过第三高压气管(4c)与三通(6)的左接口连接，高压气瓶(2)通过第一高压气管(4a)与气瓶阀门(5)的下接口相连，气瓶阀门(5)的上接口通过第二高压气管(4b)与三通(6)的下接口相连，三通(6)的右接口通过第八、第九、第十高压气管(4h，4i，4j)依次与供气阀(10)、安全阀(11)、气压源(3)相连。

2.根据权利要求1所述的一种气压式恒压供液装置，其特征在于：所述的储液容器(1)的右侧壁的底部装有第一供液管(16a)，第一供液管(16a)右接口与精密数字液压表(17)连接，精密数字液压表(17)通过第二供液管(16b)与供液阀(18)连接，储液容器(1)的左侧壁的底部装有第一进液管(13a)，第一进液管(13a)的左接口与进液阀(14)连接，进液阀(14)通过第二进液管(13b)与进液漏斗(15)连接，进液漏斗(15)高出储液容器(1)顶部3～5cm。

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