CN110261292A - 一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,包括反应箱,反应箱内壁卡接放置架,放置架上安装多个卡接块,反应箱的开口两侧转动卡接盖板,盖板上套接转轴,转轴的两端套接反应箱的两端侧板,反应箱的两端侧板内开有安装槽,转轴和安装槽间安装升降机构,反应箱内灌装有有机酸侵蚀溶液,反应箱两端外壁处安装循环装置。混凝土试件通过卡接块卡接在放置架上,试件浸没在有机酸侵蚀溶液内,通过循环装置带动有机酸侵蚀溶液循环流动并控制流速,从而真实模拟实际工程中输水建筑物结构混凝土受侵蚀的状态,实验结束后,打开盖板,升降机构联动将放置架升起,使得混凝土试件被抬出有机酸侵蚀溶液,便于拿出或更换试件。
Description
技术领域
本发明涉及工程检测试验与研究技术领域,具体为一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置。
背景技术
输水建筑物结构型式包括渡槽、明渠、涵洞、倒虹吸等,主要由钢筋混凝土结构组成,不同结构的断面型式各不相同,混凝土所处环境亦不同。输水建筑物的质量与安全有效运行,是事关国计民生和国防安全建设的重要基础性设施。
输水建筑物在输水过程中,混凝土受到侵蚀包括有冲刷磨损和生物侵蚀,其中生物侵蚀主要是水体中的微生物和淡水壳菜等生物附着在混凝土结构物表面,通过分泌有机酸并与混凝土发生化学反应对混凝土产生侵蚀作用。
输水建筑物内表面混凝土遭受生物侵蚀是处于动水状态下的一个动态变化过程,目前,关于输水结构混凝土生物侵蚀的评价方法基本通过将混凝土试件静止浸泡于人工养殖一段时间的水生物环境中进行模拟试验,或者直接取用现场水体进行试验,其中人工养殖的水生物难以保证存活率,现场水体中有机酸浓度较低,试验周期较长,模拟生物侵蚀效果不明显,且实验箱体形状单一,结果不够全面,为此我们提出一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,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:一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,包括反应箱,所述反应箱内壁滑动卡接放置架,所述反应箱的两端内壁开有导向槽,所述放置架的两端外壁固定安装导向块,所述导向块滑动卡接在导向槽内,所述放置架上安装多个卡接块,所述反应箱的开口两侧转动卡接盖板,所述盖板上固定套接转轴,所述转轴的两端转动套接反应箱的两端侧板,所述反应箱的两端侧板内开有安装槽,所述转轴和安装槽间安装升降机构,且升降机构连接导向块,所述反应箱内灌装有有机酸侵蚀溶液,所述反应箱两端外壁处安装循环装置。
优选的,所述反应箱的横截断面具有U型、矩形、梯形和圆形四种型式,并分别进行独立实验,从而模拟不同不同断面型式下的混凝土受侵蚀情况,且四种横截断面型式的反应箱内腔底部宽度均小于或等于顶部宽度,所述放置架的宽度等于反应箱内腔底部宽度,便于放置架上升从而放置或取出混凝土试件。
优选的,所述卡接块包括固定板,所述放置架上的横杆上开有多个安装孔,所述放置架上的横杆两端均通过螺栓安装固定板,所述固定板相靠近的一侧外壁开有连接槽,所述连接槽内滑动卡接顶杆的一端,所述顶杆和连接槽相远离的一端间安装压簧,所述顶杆相靠近的一端固定连接压板。
优选的,所述压簧始终处于压缩状态,所述压板底部紧密接触放置架上的横杆,所述压板顶部为倾斜结构,且压板相靠近的一侧与放置架的横杆表面均为网状防滑结构。
优选的,所述升降机构包括收卷轮,所述转轴的两端均固定套接收卷轮,所述收卷轮转动套接在反应箱的两侧板内,所述收卷轮上开有收卷槽,且收卷槽内固定连接拉绳的一端,所述安装槽内滑动卡接U型座,所述U型座开口向下,所述拉绳的另一端伸入安装槽顶部并固定连接U型座的封闭端,所述U型座内腔通过销轴转动连接齿轮,所述安装槽的一侧内壁固定卡接固定齿条,所述安装槽的另一侧内壁处开有滑槽,所述滑槽内滑动卡接升降齿条,所述固定齿条和升降齿条分别啮合齿轮的两侧,所述升降齿条的底部外壁固定连接导向块。
优选的,所述反应箱的两侧板外壁处安装弹簧销,所述收卷轮上开有与弹簧销的销钉相匹配的销孔,所述收卷轮两端面与反应箱侧板间安装摩擦垫,所述U型座的两侧外壁均固定安装限位块,所述限位块滑动卡接在安装槽的内壁上。
优选的,所述循环装置包括循环泵和流量计,所述循环泵和流量计间通过水管连接,所述循环泵和流量计的另一端分别通过水管连接反应箱的两端,所述循环泵和流量计与反应箱间的水管上均安装有阀门。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过不同断面型式的反应箱体真实模拟了不同结构的输水建筑物混凝土所处的生物侵蚀环境,通过循环装置用于控制反应箱体中有机酸溶液的循环动水状态和流速,真实模拟实际工程中输水建筑物结构混凝土受侵蚀的状态,能全面考虑不同断面型式的输水建筑物混凝土在动水状态下遭受生物分泌有机酸侵蚀的劣化状况,并解决了输水结构混凝土生物分泌有机酸侵蚀测试与效果评价困难的问题,为输水工程混凝土劣化综合评价提供依据;通过卡接块能够快速卡接不同大小混凝土试件,使得混凝土试件放置稳固,避免试件被流动的有机酸侵蚀溶液推到;盖板开启时使得收卷轮联动转动,从而拉动拉绳,通过升降机构将拉绳的收缩量放大形成升降齿条的滑动量,从而通过升降齿条带动放置架升起,便于取出和更换混凝土试件,使用方便。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明中升降机构处左视剖面结构示意图;
图3为本发明中升降机构局部结构示意图;
图4为本发明主视剖面结构示意图;
图5为本发明左视剖面结构示意图。
图中:1反应箱、2放置架、3导向槽、4导向块、5盖板、6升降机构、61收卷轮、62拉绳、63U型座、64齿轮、65固定齿条、66升降齿条、67滑槽、7卡接块、71固定板、72连接槽、73压簧、74顶杆、75压板、8循环装置、81循环泵、82流量计、83水管、84阀门、9弹簧销、10转轴、11安装槽、12销孔、13限位块。
具体实施方式
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1-5,本发明提供一种技术方案:一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,包括反应箱1,反应箱1内壁滑动卡接放置架2,反应箱1的两端内壁开有导向槽3,放置架2的两端外壁固定安装导向块4,导向块4滑动卡接在导向槽3内,放置架2上安装多个卡接块7,反应箱1的开口两侧转动卡接盖板5,盖板5上固定套接转轴10,转轴10的两端转动套接反应箱1的两端侧板,反应箱1的两端侧板内开有安装槽11,转轴10和安装槽11间安装升降机构6,且升降机构6连接导向块4,反应箱1内灌装有有机酸侵蚀溶液,反应箱1两端外壁处安装循环装置8。混凝土试件通过卡接块7卡接固定在放置架2上,合上盖板5,升降机构6将放置架2下方,从而将试件浸没在有机酸侵蚀溶液内,通过循环装置8带动有机酸侵蚀溶液循环流动并控制流速,从而真实模拟实际工程中输水建筑物结构混凝土受侵蚀的状态,实验结束后,打开盖板5,升降机构6联动将放置架2升起,使得混凝土试件被抬出有机酸侵蚀溶液,便于拿出或更换试件。
反应箱1的横截断面具有U型、矩形、梯形和圆形四种型式,并分别进行独立实验,从而模拟不同不同断面型式下的混凝土受侵蚀情况,且四种横截断面型式的反应箱1内腔底部宽度均小于或等于顶部宽度,放置架2的宽度等于反应箱1内腔底部宽度,便于放置架2上升从而放置或取出混凝土试件。
卡接块7包括固定板71,放置架2上的横杆上开有多个安装孔,放置架2上的横杆两端均通过螺栓安装固定板71,固定板71相靠近的一侧外壁开有连接槽72,连接槽72内滑动卡接顶杆74的一端,顶杆74和连接槽72相远离的一端间安装压簧73,顶杆74相靠近的一端固定连接压板75,压簧73始终处于压缩状态,压板75底部紧密接触放置架2上的横杆,压板75顶部为倾斜结构,则根据混凝土试件的大小,将固定板71安装到放置架2的横杆上,将混凝土试件沿压板75间下压,则压板75受到倾斜面挤压从而推动顶杆74,使得顶杆74滑入连接槽72,压簧73弹力使得压板75夹紧混凝土试件,且压板75相靠近的一侧与放置架2的横杆表面均为网状防滑结构,增大摩擦力,便于混凝土试件固定,放置有机酸侵蚀溶液流动过程中将混凝土试件推到,取出试件时,直接用力将试件拔出即可。
升降机构6包括收卷轮61,转轴10的两端均固定套接收卷轮61,收卷轮61转动套接在反应箱1的两侧板内,收卷轮61上开有收卷槽,且收卷槽内固定连接拉绳62的一端,安装槽11内滑动卡接U型座63,U型座63开口向下,拉绳62的另一端伸入安装槽11顶部并固定连接U型座63的封闭端,U型座63内腔通过销轴转动连接齿轮64,安装槽11的一侧内壁固定卡接固定齿条65,安装槽11的另一侧内壁处开有滑槽67,滑槽67内滑动卡接升降齿条66,固定齿条65和升降齿条66分别啮合齿轮64的两侧,升降齿条67的底部外壁固定连接导向块4,则盖板5开启时,盖板5带动转轴10转动,从而使得收卷轮61转动缠绕拉绳62,拉绳62拉动U型座63上移,则U型座63带动齿轮64上移,齿轮64与固定齿条65啮合,则齿轮64只能沿固定齿条64转动移动,则齿轮64本身移动时带动升降齿条66沿滑槽67滑动的同时,齿轮64转动又推动升降齿条66滑动,齿轮64上升距离等于收卷轮61收卷拉绳62的长度,则升降齿条66被齿轮64支架拉动的距离等于收卷轮61收卷拉绳62的长度,同时,齿轮64沿固定齿轮65滚动的弧长也等于收卷轮61收卷拉绳62的长度,则齿轮64滚动带动升降齿条66移动的距离等于收卷轮61收卷拉绳62的长度,从而将拉绳62的收卷量放大两倍,便于升降齿轮66通过导向块4将放置架2升起,同理,盖板5闭合时,放置架2和混凝土试件的重量下拉升降齿条66,同时收卷轮61放出拉绳62,使得放置架2下降,便于将混凝土试件浸没在有机酸侵蚀溶液内。
反应箱1的两侧板外壁处安装弹簧销9,收卷轮61上开有与弹簧销9的销钉相匹配的销孔12,则盖板5开启后弹簧销9卡入销孔12,从而将收卷轮61锁定,使得放置架2保持升起状态,便于取出或更换混凝土试件,拔出弹簧销9时,放置架2在重力作用下自动下降,同时盖板5被动闭合,收卷轮61两端面与反应箱1侧板间安装摩擦垫,使得放置板2下降时收卷轮61缓慢转动,从而使得放置架2缓慢下降、盖板5缓慢闭合,U型座63的两侧外壁均固定安装限位块13,限位块13滑动卡接在安装槽11的内壁上,确保U型座63保持竖直滑动。
循环装置8包括循环泵81和流量计82,循环泵81和流量计82间通过水管83连接,循环泵81和流量计82的另一端分别通过水管连接反应箱1的两端,循环泵81和流量计82与反应箱1间的水管上均安装有阀门84,通过循环泵81带动有机酸侵蚀溶液循环流动,从而模拟动水状态,流量计82观察流速并通过阀门84控制流速。
工作原理:本发明使用时,将盖板5转动开启,盖板5带动转轴10转动,从而使得收卷轮61转动缠绕拉绳62,拉绳62拉动U型座63上移,则U型座63带动齿轮64上移,齿轮64与固定齿条65啮合,则齿轮64只能沿固定齿条64转动移动,则齿轮64本身移动时带动升降齿条66沿滑槽67滑动的同时,齿轮64转动又推动升降齿条66滑动,齿轮64上升距离等于收卷轮61收卷拉绳62的长度,则升降齿条66被齿轮64支架拉动的距离等于收卷轮61收卷拉绳62的长度,同时,齿轮64沿固定齿轮65滚动的弧长也等于收卷轮61收卷拉绳62的长度,则齿轮64滚动带动升降齿条66移动的距离等于收卷轮61收卷拉绳62的长度,从而将拉绳62的收卷量放大两倍,便于升降齿轮66通过导向块4将放置架2升起,弹簧销9卡入销孔12使得放置架2固定,将混凝土试件沿压板75间下压,则压板75受到倾斜面挤压从而推动顶杆74,使得顶杆74滑入连接槽72,压簧73弹力使得压板75夹紧混凝土试件,且压板75相靠近的一侧与放置架2的横杆表面均为网状防滑结构,增大摩擦力,便于混凝土试件固定,且固定板71安装间距可调,便于固定不同大小的试件,然后拔出弹簧销9,放置架2和混凝土试件的重量下拉升降齿条66,同时收卷轮61放出拉绳62,使得放置架2下降,便于将混凝土试件浸没在有机酸侵蚀溶液内,循环泵81带动有机酸侵蚀溶液循环流动,从而模拟动水状态,流量计82观察流速并通过阀门84控制流速,从而真实模拟实际工程中输水建筑物结构混凝土受侵蚀的状态,且通过不同断面型式的反应箱1进行实验,使得实验结构更加全面可靠。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,包括反应箱(1),其特征在于:所述反应箱(1)内壁滑动卡接放置架(2),所述反应箱(1)的两端内壁开有导向槽(3),所述放置架(2)的两端外壁固定安装导向块(4),所述导向块(4)滑动卡接在导向槽(3)内,所述放置架(2)上安装多个卡接块(7),所述反应箱(1)的开口两侧转动卡接盖板(5),所述盖板(5)上固定套接转轴(10),所述转轴(10)的两端转动套接反应箱(1)的两端侧板,所述反应箱(1)的两端侧板内开有安装槽(11),所述转轴(10)和安装槽(11)间安装升降机构(6),且升降机构(6)连接导向块(4),所述反应箱(1)内灌装有有机酸侵蚀溶液,所述反应箱(1)两端外壁处安装循环装置(8)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,其特征在于:所述反应箱(1)的横截断面具有U型、矩形、梯形和圆形四种型式,并分别进行独立实验,从而模拟不同不同断面型式下的混凝土受侵蚀情况,且四种横截断面型式的反应箱(1)内腔底部宽度均小于或等于顶部宽度,所述放置架(2)的宽度等于反应箱(1)内腔底部宽度,便于放置架(2)上升从而放置或取出混凝土试件。
3.根据权利要求1所述的一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,其特征在于:所述卡接块(7)包括固定板(71),所述放置架(2)上的横杆上开有多个安装孔,所述放置架(2)上的横杆两端均通过螺栓安装固定板(71),所述固定板(71)相靠近的一侧外壁开有连接槽(72),所述连接槽(72)内滑动卡接顶杆(74)的一端,所述顶杆(74)和连接槽(72)相远离的一端间安装压簧(73),所述顶杆(74)相靠近的一端固定连接压板(75)。
4.根据权利要求3所述的一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,其特征在于:所述压簧(73)始终处于压缩状态,所述压板(75)底部紧密接触放置架(2)上的横杆,所述压板(75)顶部为倾斜结构,且压板(75)相靠近的一侧与放置架(2)的横杆表面均为网状防滑结构。
5.根据权利要求1所述的一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,其特征在于:所述升降机构(6)包括收卷轮(61),所述转轴(10)的两端均固定套接收卷轮(61),所述收卷轮(61)转动套接在反应箱(1)的两侧板内,所述收卷轮(61)上开有收卷槽,且收卷槽内固定连接拉绳(62)的一端,所述安装槽(11)内滑动卡接U型座(63),所述U型座(63)开口向下,所述拉绳(62)的另一端伸入安装槽(11)顶部并固定连接U型座(63)的封闭端,所述U型座(63)内腔通过销轴转动连接齿轮(64),所述安装槽(11)的一侧内壁固定卡接固定齿条(65),所述安装槽(11)的另一侧内壁处开有滑槽(67),所述滑槽(67)内滑动卡接升降齿条(66),所述固定齿条(65)和升降齿条(66)分别啮合齿轮(64)的两侧,所述升降齿条(67)的底部外壁固定连接导向块(4)。
6.根据权利要求5所述的一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,其特征在于:所述反应箱(1)的两侧板外壁处安装弹簧销(9),所述收卷轮(61)上开有与弹簧销(9)的销钉相匹配的销孔(12),所述收卷轮(61)两端面与反应箱(1)侧板间安装摩擦垫,所述U型座(63)的两侧外壁均固定安装限位块(13),所述限位块(13)滑动卡接在安装槽(11)的内壁上。
7.根据权利要求1所述的一种模拟动水状态下混凝土的侵蚀装置,其特征在于:所述循环装置(8)包括循环泵(81)和流量计(82),所述循环泵(81)和流量计(82)间通过水管(83)连接,所述循环泵(81)和流量计(82)的另一端分别通过水管连接反应箱(1)的两端,所述循环泵(81)和流量计(82)与反应箱(1)间的水管上均安装有阀门(84)。
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