CN106768648B

CN106768648B - 埋地管道渗漏模拟试验系统

Info

Publication number: CN106768648B
Application number: CN201611115684.5A
Authority: CN
Inventors: 孙旭; 刘东明; 蒋涛; 宁玉恒
Original assignee: Datang Northeast Electric Power Test and Research Institute Co Ltd
Current assignee: Datang Northeast Electric Power Test and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2023-07-07
Anticipated expiration: 2036-12-07
Also published as: CN106768648A

Abstract

本发明涉及一种埋地管道渗漏模拟试验系统，所述系统包括水箱本体装置、循环导流装置以及沙箱装置，其中由水箱系统、循环导流系统和沙箱系统。水箱系统与循环导流系统相连，沙箱系统与循环导流系统连接，使得水箱系统、循环导流系统、沙箱系统与测试管道形成闭路循环系统。

Description

埋地管道渗漏模拟试验系统

技术领域

本发明涉及一种埋地管道渗漏模拟试验系统。

背景技术

目前，外线排水管道的安装一般都是操作人员凭借自己的经验施工，且在外线排水管道安装后多数都不做渗漏试验，因此外线排水管道的渗漏情况比较严重，该外线排水管道内部承载的都是生活污水和市政下水，如果大量往外泄漏必然导致环境污染。

有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种埋地管道渗漏模拟试验系统，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种结构合理，使用方便，试验数据准确的

本发明埋地管道渗漏模拟试验系统，包括水箱本体装置、循环导流装置以及沙箱装置，其中

所述水箱本体装置包括水箱本体，所述水箱本体上设有蓄水管、出水管以及回水管，所述的蓄水管、出水管以及回水管上分别安装有开关阀门，在水箱本体底部设置有加热器，水箱本体内部设有若干测温器；还包括采用有线或无线方式与测温器、加热器通信连接的温度控制显示器，所述控制显示器，用于显示箱体内溶液温度、获取微型测温器输出的温度数据，根据该温度数据对加热器进行控制；

所述循环导流装置包括出水管道单元和回水管道单元，所述出水管道单元包括与水箱本体的出水管相连的第一连接管道以及所述第一连接管道连接的第一3连接口管道，所述第一连接管道与第一3连接口管道的一个连接口相连，所述第一3接口管道的另外两个连接口分别连接设置在沙箱中的两测试管道的进水口相连；

所述回水管道单元包括与水箱本体的回水管相连的第二连接管道以及所述第二连接管道连接的第二3连接口管道，所述第二连接管道与第二3连接口管道的一个连接口相连，所述第二3接口管道的另外两个连接口分别连接设置在沙箱中的两测试管道的出水口相连；

所述的第一3接口管道、第二3接口管道分别通过变径器与所述的测试管道相连接；

所述沙箱装置包括沙箱本体，监控沙箱内温度的温度监控装置，监控沙箱内湿度的湿度监控系统，其中，所述沙箱本体相面对的两侧面下部相同的位置各有两个用于穿过测试管道的管道孔，所述管道孔与测试管道之间采用弹性橡胶垫密封；所述沙箱本体的顶部设有密封铺土门，沙箱本体相面对两侧面上相对应位置分别均匀分布三个用于对流空气进入进气管以及用于空气排出三个出气管。

进一步的，所述变径器包括依次连接的螺纹管、锥型管、三爪卡盘，所述锥形管的锥型面与所述测试管道相连，锥型管底部沿轴向安装有测压探头和触发器，锥型面全部覆盖着密封橡胶，三爪卡盘对测试管道进行夹紧，当夹持测试管道时，测试管道对锥形面的压力触动触发器，触发器到螺纹管测距管道端口最近的测压探头通电，通过测压表显示出管内溶液压力；还包括支撑和定位变径器水泥固定桩，其中螺纹管穿过固定桩的中心孔，通过固定桩两侧螺纹管上的紧固螺母压紧固定桩，进而对变径器进行固定和定位。

进一步的，所述的温度监控装置包括温度控制计算器以及与所述温度控制计算器通过连接导线电连接的测温仪、氙灯、可以加热和制冷的空气温度控制器、送风机；其中，送风机将空气温度控制器输出的空气送入沙箱本体内；测温仪的6个探头分布在沙箱本体内距底部1mm处，采集的数据通过连接导线传送到温度控制计算器，温度控制计算器与预定的温度值进行对比，温度控制计算器控制氙灯的功率和空气温度控制器对土壤温度进行控制，形成反馈系统直到温度到达预定值。

进一步的，所述的湿度监控装置包括湿度控制计算器与所述湿度控制计算器通过连接导线连接的测湿仪，以及储水箱本体、喷水头、导水管，其中喷水头有6个均匀分布在沙箱的密封铺土门上，用导水管与储水箱本体相连；湿度控制计算器是计算机内的反馈控湿软件；测湿仪的6个探头分布在沙箱本体内距底部1mm处，与测温仪的探头集成在一块，采集的数据通过连接导线传送到计算机内的湿度控制计算器，与预定的湿度值进行对比，湿度控制计算器控制喷水头对土壤温度进行控制，形成反馈系统直到湿度到达预定值。

进一步的，水箱本体采用5mm厚不锈钢板构成，为1.2m×1.2m×1.8m全封闭的立方体水箱本体；

沙箱本体的尺寸为3m×4m×3m，厚5mm，箱体采用钢板焊接，箱体四周用角钢加固，水箱本体壁设有用于加固的劲肋。

进一步的，水箱本体12外部后侧面中间设置液位计，能够显示水箱本体中液位，液位计长1m；排水阀处于水箱本体外部后侧面左下部，能够排空箱体内的溶液。

进一步的，水箱本体外壁包覆厚50mm的聚乙烯苯板保温层，外用铁皮包裹，与箱体相连的外部构件不被保温层覆盖。

进一步的，沙箱本体外壁附50mm聚乙烯苯板沙箱保温层，外用铁皮包裹，与沙箱本体相连的外部构件不被沙箱保温层覆盖；沙箱本体外围设一活动梯子。

进一步的，沙箱本体后侧面下部安装放水阀，沙箱本体底面中部安装两扇式清土门。

进一步的，水箱本体外部左右两侧面上部设有方便搬运水箱本体的吊耳；沙箱本体前后两侧面上部各安装一个方便搬运沙箱本体的沙箱吊耳。进一步的，

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

不仅操作简单、成本低廉，而且试验效果良好，减少了污染源，有利于环境保护。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明埋地管道渗漏模拟试验系统的整体结构示意图；

图2为本发明埋地管道渗漏模拟试验系统的水箱本体装置的结构示意图；

图3为本发明埋地管道渗漏模拟试验系统的循环导流装置的结构示意图；

图4为本发明埋地管道渗漏模拟试验系统的沙箱装置的结构示意图；

图5为本发明埋地管道渗漏模拟试验系统的沙箱装置的结构示意图；

图6为本发明埋地管道渗漏模拟试验系统的沙箱装置的结构示意图；

图7为本发明埋地管道渗漏模拟试验系统的沙箱装置的结构示意图；

图8为本发明埋地管道渗漏模拟试验系统的变径器的结构示意图；

图中：1、水箱本体系统；2、循环导流系统；3、沙箱系统；4、测试管道；5、加热器；6、测温器；7、控制显示器；8、导线；9、保温层；10、出水管；11、回水管；12、水箱本体；13、液位计；14、蓄水管；15、吊耳；16、排水阀；17、动力加压泵；18、水流量计；19、连接管道；20、膨胀节；21、沙箱；22温度监控系统；23湿度监控系统；24、变径器；25、出气管；26、沙箱本体；27、密封铺土门；28、沙箱吊耳；29、进气管；30、管道孔；31、放水阀；32、清土门；33、活动梯子；34、角(槽)钢；35、沙箱保温层；36、测温仪；37、氙灯；38、空气温度控制器；39、送风机；40、连接导线；41温度控制计算器；42、测湿仪；43、储水箱本体；44、喷水头；45、导水管；46、湿度控制系；47、固定桩；48、紧固螺母；49、螺纹管；50、锥型管；51、三爪卡盘；52、密封橡胶；53、测压表；54、触发器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1至8，本发明一较佳实施例所述的一种埋地管道渗漏模拟试验系统，包括水箱本体装置1、循环导流装置2和沙箱装置3，其中

具体地，本实施例埋地管道渗漏模拟试验系统，水箱本体装置1与循环导流装置2相连，沙箱装置3与循环导流装置2连接，使得水箱本体装置1、循环导流装置2、沙箱装置3与测试管道4形成闭路循环装置。

所述的水箱本体装置1包括加热器5、测温器6、控制显示器7、导线8、保温层9、出水管10、回水管11、水箱本体12、液位计13、蓄水管14、吊耳15、排水阀16。水箱本体12采用5mm厚不锈钢板构成，为1.2m×1.2m×1.8m全封闭的立方体水箱本体12；水箱本体12外部后侧面中间设置液位计13，能够显示水箱本体12中液位，液位计长1m；加热器5设置在水箱本体12底部，能够加热水箱本体12中的溶液；吊耳15位于水箱本体12外部左右两侧面上部，方便搬运水箱本体12；排水阀16处于水箱本体12外部后侧面左下部，能够排空箱体内的溶液；水箱本体12外部后侧面左上部与蓄水管14相连，能够向箱体内加入溶液；水箱本体12内部前侧面上中下三个位置各装一个微型测温器6；出水管10位于水箱本体12右侧面下部前侧，输出箱内溶液，出水管10上安装了阀门，可以控制管道通闭；水箱本体12右侧面上部与回水管11相连，回收试验的溶液，回水管11上安装了阀门，可以控制管道通闭；水箱本体12前侧面中部安装控制显示器7，控制显示器7的功能有显示箱体内溶液温度、处理采集的信息和输入设定溶液温度值，控制显示器7用导线8与测温器6、加热器5相连，通过内部软件计算出箱体内溶液实际温度，将溶液实际温度值与预定温度值进行对比，通过反馈装置控制加热器5；水箱本体12外壁包覆厚50mm的聚乙烯苯板保温层9，外用铁皮包裹，与箱体相连的外部构件不被保温层9覆盖。

所述的循环导流联通装置由动力加压泵17、水流量计18、连接管道19、膨胀节20组成。动力加压泵17与水箱本体装置1的出水管10相连，为试验溶液循环提供动力；与水流量计18相连，测量管道内溶液流量；接着与连接管道19相连；然后与膨胀节20相连；再与沙箱装置3的变径器24相连；沙箱装置3另一侧的变径器24通过膨胀节20、连接管道19与回水管11联通，使得埋地管道渗漏模拟平台形成一个闭合回路装置。

所述的沙箱装置3由沙箱21、温度监控装置22、湿度监控装置23、变径器24 组成。首先将试验管道和对比管道铺设在沙箱21中，再填入满足使用的土壤；然后用变径器24联通循环导流装置2与试验管道和对比管道；温度监控装置22、湿度监控装置23共用一台计算机，并且相同位置的两个装置检测探头集成一起，在将试验时需要的土壤温度、湿度值输入监控装置中，使沙箱21内土壤的温度、湿度达到试验要求。

所述沙箱21由出气管25、沙箱本体26、密封铺土门27、沙箱吊耳28、进气管29、管道孔30、放水阀31、清土门32、活动梯子33、角(槽)钢34、沙箱保温层35。沙箱本体26的尺寸为3m×4m×3m，箱体采用钢板(厚5mm)焊接，箱体四周用角(槽)钢34加固，水箱本体12壁加设劲肋，用于加固；密封铺土门27位于沙箱本体26顶部，可以自由开闭密封铺土门27；沙箱本体26前后两侧面上部各安装一个沙箱吊耳28，方便搬运沙箱本体26；沙箱本体26左侧面上部均匀分布三个进气管29，用于对流空气进入；沙箱本体26右侧面上部均匀分布三个出气管25，用于空气排出；沙箱本体26左右侧面下部相同的位置各有两个管道孔30，目的是使测试管道4安装在沙箱本体26内，并对管道起支撑左右，同时使用弹性橡胶垫密封，确保测试管道4的中心与管道孔30中心重合；沙箱本体26后侧面左下部安装放水阀31，方便排污；沙箱本体26底面中部安装两扇式清土门32，吊起箱体可以清除箱内的土壤；沙箱本体26外壁附50mm聚乙烯苯板沙箱保温层35，外用铁皮包裹，与箱体相连的外部构件不被沙箱保温层35覆盖；沙箱本体26外围设一活动梯子33，便于开关密封铺土门27、检查沙箱本体26和其它部件。

所述的温度监控装置22由测温仪36、氙灯37、空气温度控制器38、送风机39、连接导线40、温度控制计算器41。露天土壤通过阳光辐射和空气对流进行加热，因此，温度监控装置22采用氙灯37和空气对沙箱21内土壤进行能量交换；空气温度控制器38可以加热和制冷；用送风机39将控温后的空气送入沙箱本体26内；温度控制计算器41是计算机内的反馈控温软件；测温仪36的6个探头分布在沙箱本体26内距底部1mm处，采集的数据通过连接导线40传送到计算机内的温度控制计算器41，与预定的温度值进行对比，温度控制计算器41控制氙灯37的功率和空气温度控制器38对土壤温度进行控制，形成反馈装置直到温度到达预定值。

所述的湿度监控装置23由连接导线40、测湿仪42、储水箱本体43、喷水头44、导水管45、湿度控制计算器46组成。储水箱本体43的作用是储存加湿用水；喷水头44有6个均匀分布在沙箱21的密封铺土门27上，用导水管45与储水箱本体43相连；湿度控制计算器46是计算机内的反馈控湿软件；测湿仪42的6个探头分布在沙箱本体21内距底部1mm处，与测温仪36的探头集成在一块，采集的数据通过连接导线40传送到计算机内的湿度控制计算器46，与预定的湿度值进行对比，湿度控制计算器46控制喷水头44对土壤温度进行控制，形成反馈装置直到湿度到达预定值。

所述的变径器24由固定桩47、紧固螺母48、螺纹管49、锥型管50、三爪卡盘51、密封橡胶52、测压表53、触发器54组成。变径器24主体由三个构件组成，连接顺序为螺纹管49、锥型管50、三爪卡盘51，材料为透明的玻璃钢，便于观察管道内流体流态；固定桩47为水泥桩，把螺纹管49穿过固定桩47的中心孔，通过固定桩47两侧紧固螺母48对变径器24进行固定和定位；锥型管50的锥型面能够适应各种管径的试验管道，底部沿轴向按照国标规定管径安装一排测压探头和触发器54，锥型面全部覆盖着密封橡胶52，当夹持试验管道时，紧固螺母48对管道进行紧固，密封橡胶52对管道起密封作用，管道对锥形面的压力触动触发器54，触发器54到螺纹管49测距管道端口最近的测压探头通电，通过测压表53显示出管内溶液压力；当紧固螺母48紧固好后，用三爪卡盘51对试压管道进行夹紧，对管道进行紧固和支撑。

本发明的工作原理如下：

首先将管道通过沙箱本体26管道孔30放置好，打开密封铺土门27铺好土壤，关好密封铺土门27；用变径器24固定好管道；然后用环导流联通装置与水箱本体装置1连接好，形成闭合循环体系；接着向水箱本体12中加入足量的试验溶液；打开水箱本体装置1的加热器5，通过水箱本体12装置1的控制显示器7输入试验溶液的温度值；同时打开温度监控装置22、湿度监控装置23，向计算机内的控制装置输入温度值和湿度值；过足够的时间，当水箱本体12内的溶液和沙箱21内的土壤达到设定值时，打开出水管10和回水管11阀门；等溶液充满密闭装置后，再打开动力加压泵17，当管道内的溶液流体流态稳定，即可进行试验；当试验完，就可以排空装置内的溶液，清理干净设备即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种埋地管道渗漏模拟试验系统，其特征在于，包括水箱本体装置、循环导流装置以及沙箱装置，其中

所述循环导流装置包括出水管道单元和回水管道单元，所述出水管道单元包括与水箱本体的出水管相连的第一连接管道以及所述第一连接管道连接的第一3连接口管道，所述第一连接管道与第一3连接口管道的一个连接口相连，所述第一3连接口管道的另外两个连接口分别连接设置在沙箱中的两测试管道的进水口相连；

所述回水管道单元包括与水箱本体的回水管相连的第二连接管道以及所述第二连接管道连接的第二3连接口管道，所述第二连接管道与第二3连接口管道的一个连接口相连，所述第二3连接口管道的另外两个连接口分别连接设置在沙箱中的两测试管道的出水口相连；

所述沙箱装置包括沙箱本体，监控沙箱内温度的温度监控装置，监控沙箱内湿度的湿度监控系统，其中，所述沙箱本体相面对的两侧面下部相同的位置各有两个用于穿过测试管道的管道孔，所述管道孔与测试管道之间采用弹性橡胶垫密封；所述沙箱本体的顶部设有密封铺土门，沙箱本体相面对两侧面上相对应位置分别均匀分布三个用于对流空气进入进气管以及用于空气排出三个出气管；

所述变径器包括依次连接的螺纹管、锥型管、三爪卡盘，所述锥型管的锥型面与所述测试管道相连，锥型管底部沿轴向安装有测压探头和触发器，锥型面全部覆盖着密封橡胶，三爪卡盘对测试管道进行夹紧，当夹持测试管道时，测试管道对锥型面的压力触动触发器，触发器到螺纹管测距管道端口最近的测压探头通电，通过测压表显示出管内溶液压力；还包括支撑和定位变径器水泥固定桩，其中螺纹管穿过固定桩的中心孔，通过固定桩两侧螺纹管上的紧固螺母压紧固定桩，进而对变径器进行固定和定位；

所述的温度监控装置包括温度控制计算器以及与所述温度控制计算器通过连接导线电连接的测温仪、氙灯、可以加热和制冷的空气温度控制器、送风机；其中，送风机将空气温度控制器输出的空气送入沙箱本体内；测温仪的6个探头分布在沙箱本体内距底部1mm处，采集的数据通过连接导线传送到温度控制计算器，温度控制计算器与预定的温度值进行对比，温度控制计算器控制氙灯的功率和空气温度控制器对土壤温度进行控制，形成反馈系统直到温度到达预定值；

所述的湿度监控系统包括湿度控制计算器与所述湿度控制计算器通过连接导线连接的测湿仪，以及储水箱本体、喷水头、导水管，其中喷水头有6个均匀分布在沙箱的密封铺土门上，用导水管与储水箱本体相连；湿度控制计算器是计算机内的反馈控湿软件；测湿仪的6个探头分布在沙箱本体内距底部1mm处，与测温仪的探头集成在一块，采集的数据通过连接导线传送到计算机内的湿度控制计算器，与预定的湿度值进行对比，湿度控制计算器控制喷水头对土壤温度进行控制，形成反馈系统直到湿度到达预定值。

2.根据权利要求1所述的埋地管道渗漏模拟试验系统，其特征在于，水箱本体采用5mm厚不锈钢板构成，为1.2m×1.2m×1.8m全封闭的立方体水箱本体；

3.根据权利要求1所述的埋地管道渗漏模拟试验系统，其特征在于，水箱本体(12)外部后侧面中间设置液位计，能够显示水箱本体中液位，液位计长1m；排水阀处于水箱本体外部后侧面左下部，能够排空箱体内的溶液。

4.根据权利要求1所述的埋地管道渗漏模拟试验系统，其特征在于，水箱本体外壁包覆厚50mm的聚乙烯苯板保温层，外用铁皮包裹，与箱体相连的外部构件不被保温层覆盖。

5.根据权利要求1所述的埋地管道渗漏模拟试验系统，其特征在于，沙箱本体外壁附50mm聚乙烯苯板沙箱保温层，外用铁皮包裹，与沙箱本体相连的外部构件不被沙箱保温层覆盖；沙箱本体外围设一活动梯子。

6.根据权利要求1所述的埋地管道渗漏模拟试验系统，其特征在于，沙箱本体后侧面下部安装放水阀，沙箱本体底面中部安装两扇式清土门。

7.根据权利要求1所述的埋地管道渗漏模拟试验系统，其特征在于，水箱本体外部左右两侧面上部设有方便搬运水箱本体的吊耳；沙箱本体前后两侧面上部各安装一个方便搬运沙箱本体的沙箱吊耳。