CN107328701B - 漂浮式恒定水头供水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种漂浮式恒定水头供水装置，包括外筒、内筒、圆环形支架、支架、导水软管、出水管及节制阀，圆环形支架安装于外筒内部，内筒放置于圆环形支架里，导水软管一端连接内筒底部，另一端与出水管相连，出水管末端安装节制阀，外筒底部安装支架，支架可以调节高度。恒定水头供水装置被广泛用于土壤入渗、水面蒸发的实验中。与现有设备相比，本发明为土壤入渗试验提供了一种可连续高精度供水，且结构简单、反应灵敏、水头调整简单方便的设备，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种为土壤入渗试验提供恒定水头的装置，具体涉及一种漂浮式恒定水头供水装置。
背景技术
在室内土柱土壤入渗试验中，主要使用马利奥特瓶（又称马氏瓶）保持恒定水头自动供水。马氏瓶的工作原理:土柱上部积水深度因入渗而降低，此时马氏瓶中的水就要向土柱流动以保持水位的平衡，造成马氏瓶上部负压的增大，为了维持气压平衡，空气将通过气孔进入马氏瓶。马氏瓶的供水原理决定了它存在以下几个问题：1.马氏瓶供水的间歇性，供水水头具有一定幅度的波动；2.空气进入，气泡上升使马氏瓶中水面不断波动影响读数；3.反应不灵敏，即土柱上部积水高度下降后马氏瓶不能立即补水。
发明内容
发明目的：为解决现有土壤入渗试验供水间歇性，供水水头波动性，读数不准确，反应不灵敏等问题，本发明提供一种漂浮式恒定水头供水装置 。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的漂浮式恒定水头供水装置，包括外筒和内筒，所述内筒用于提供土壤入渗试验用水，外筒侧壁设有出水管，内筒底部与出水管之间连接导水软管，外筒底部安装高度可调的支架，所述外筒内装有溶液，所述内筒漂浮与溶液中，所述外通内设有内筒导向支架，所述外筒与内筒的横截面的面积比大于50:1。内筒水量减少100mm，外筒水面下降2mm，因外筒水面下降所带来的误差已满足试验精度要求，基本可以忽略。
作为优选，内筒为轻质透明有机玻璃制成，内筒外壁带有刻度，内筒大小和材料必须保证内筒装满水时仍可以在外筒内漂浮，内筒底部与导水软管相连，连接处密封良好
作为优选，所述导水软管为具有一定长度的塑料或橡胶软管，不会限制内筒的活动，导水软管一端与内筒底部相连，另一端与出水管相连，所述出水管上安装有节制阀。
作为优选，所述外筒为透明有机玻璃制成，底部安装三脚架，所述外筒是圆柱形外筒，所述内筒是圆柱形内筒，所述三脚架的中心线与内筒及外筒的轴心线重合。
作为优选，所述内筒导向支架是圆环形支架。也由透明有机玻璃制成，安装在外筒内部，用于防止漂浮的内筒侧倾。
有益效果：本发明通过供水连续，精确度高，结构简单，反应灵敏，且供水水头调整简单方便。
除以上所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点做更为清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在其基础上未经创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1的俯视示图；
图中：1-外筒，2-内筒，3-圆环形支架，4-支架，5-导水软管，6-出水管，7-节制阀。
具体实施方式
本实施例的恒定水头供水装置如图1和图2所示，该供水装置包括外筒1，内筒2，圆环形支架3，支架4，导水软管5，出水管6，节制闸7，圆环形支架3安装于外筒1内部,内筒2放置于圆环形支架3里，导水软管5一端连接在内筒2底部，另一端连接在出水管6，出水管6末端安装节制阀7，外筒1底部安装支架4，支架4可以调节高度。
使用时，首先内筒2放置于圆环形支架3内，导水软管5一端连接在内筒2底部，另一端连接于出水管6，关闭节制阀7，内筒2倒入水，外筒1倒入一定密度盐水的使得内筒2漂浮在外筒1中，盐水的密度可根据需要配置，保证外筒1中水不能进入内筒2,调节支架4,使得内筒2中水面高度为试验所需的恒定水头高度，通过出水管6向土柱供水。
试验开始时，打开节制阀7，内筒2中的水通过导水软管5和出水管6进入土柱，进入的水量可以通过内筒2上刻度读出，当内筒2中的水减少时，内筒2在浮力的作用下上升，内筒2中水面高度维持恒定。在这一过程中，由于内筒2的上浮，不可避免的带来外筒1中水面的下降，导致内筒水面高度低于原先所需的恒定水头高度。针对此问题，当内外筒截面积设计足够大时，可以忽略由外筒水位下降所带来的内筒上浮高度不足的影响
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种漂浮式恒定水头供水装置，其特征在于：包括外筒和内筒，所述内筒用于提供土壤入渗试验用水，外筒侧面安装有出水管，内筒底部与出水管之间连接导水软管，外筒底部安装高度可调的支架，所述外筒内装有溶液，所述内筒漂浮与溶液中，所述外筒内设有内筒导向支架，所述外筒与内筒的横截面的面积比大于50:1。
2.根据权利要求1所述的漂浮式恒定水头供水装置，其特征在于：所述内筒是由轻质透明有机玻璃制成的圆柱形内筒，内筒外壁带有刻度。
3.根据权利要求2所述的漂浮式恒定水头供水装置，其特征在于：所述外筒是由透明有机玻璃制成的圆柱形外筒，底部安装三脚架，所述三脚架的中心线与内筒及外筒的轴心线重合。
4.根据权利要求1所述的漂浮式恒定水头供水装置，其特征在于：所述导水软管的长度大于内筒与出水口的距离，所述出水管上安装有节制阀。
5.根据权利要求1所述的漂浮式恒定水头供水装置，其特征在于：所述内筒导向支架是圆环形支架。
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