CN117537877B - 一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料通水量测试领域，具体是涉及一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，包括外壳；该装置还包括进水装置、溢流装置和夹持装置；夹持装置设置在外壳的上部，夹持装置对排水材料进行夹持；进水装置设置在夹持装置的一侧，进水装置内存有水，进水装置将水供给至夹持装置上的排水材料；溢流装置设置在排水装置的一侧并与进水装置相通，溢流装置用于限制进水装置中的水位高度。本发明，使得进水装置的出水口处的水压始终处于恒定状态，进而使得装置在对排水材料进行测试时，进水装置一侧的供水水压始终处于恒定状态，保证了测试结果的精确性。

Description

一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置

技术领域

本发明涉及材料通水量测试领域，具体是涉及一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置。

背景技术

尤其是助推了土工合成材料试验技术水平的迅速发展。传统测试排水材料通水量的方法对材料在横向的密闭性和测试的准确性方面较粗糙，试验精度相对较低。

中国专利申请CN102636221A公开了一技术方案的纵向通水量测试仪，它是由上水箱、下水箱、试样箱、供水系统、排水系统和测试系统组成。所述上水箱与下水箱中的水位差是通过调节供水系统和排水系统来保持设定值。试样箱置于上水箱与下水箱之间并水平放置。测试系统可以根据预先设定的测试时间通过流量计测试单位时间内通过试样的水量，以此计算出排水材料的纵向通水量。

上述方案虽然能完成对于排水材料的纵向通水量的检测，但是在测量时需要保证材料周围的密封性，同时上述方案无法保证水压的稳定性，测试的精度不高，在对材料进行测试时还需要保证水温的恒定性，若在测试时，水温不恒定，也会导致测试结果出现偏差。

发明内容

针对上述问题，提供一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，将排水材料设置在夹持装置中并被夹持装置夹持，通过溢流装置将进水装置中的蓄水限制，同时需要保证溢流装置处始终有水流溢出，从而保证进水装置内始终处于额定蓄水量，使得进水装置的出水口处的水压始终处于恒定状态，进而使得装置在对排水材料进行测试时，进水装置一侧的供水水压始终处于恒定状态，保证了测试结果的精确性。

为解决现有技术问题，本发明提供一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，包括外壳；该装置还包括进水装置、溢流装置和夹持装置；夹持装置设置在外壳的上部，夹持装置对排水材料进行夹持；进水装置设置在夹持装置的一侧，进水装置内存有水，进水装置将水供给至夹持装置上的排水材料；溢流装置设置在进水装置的一侧并与进水装置相通，溢流装置用于限制进水装置中的水位高度。

优选的，该装置还包括水量检测装置，水量检测装置与进水装置关于夹持装置的竖直方向对称设置，进水装置将水排入夹持装置中的排水材料后流入水量检测装置，水量检测装置用于检测排水材料的通水量。

优选的，进水装置包括供水装置和高水箱；高水箱设置在夹持装置的一侧并与夹持装置中的排水材料一侧相同；供水装置设置在外壳内，供水装置将经过脱气和加热后的水供给至高水箱内。

优选的，进水装置还包括恒温装置，恒温装置设置在供水装置上，供水装置内存储有水，恒温装置带动供水装置中存储的上层水和下层水循环流动。

优选的，溢流装置包括溢流桶、水位同步管和回流管；溢流桶沿高水桶的竖直方向设置在高水桶的一侧；水位同步管的两端分别与溢流桶的底部和高水桶的底部相通；回流管的两端分别与溢流桶的底部和进水装置相通，回流管位于溢流桶的一端延伸进溢流桶中。

优选的，夹持装置包括压紧装置和乳胶膜；乳胶膜呈管状结构，乳胶膜的两端分别与进水装置的出水口和水量检测装置的进水口连接，排水材料设置在乳胶膜的内部；压紧装置设置在外壳的上部，乳胶膜从压紧装置中穿过，压紧装置对乳胶膜中的排水材料进行夹持。

优选的，该装置还包括水位调节装置，水位调节装置沿外壳的竖直方向设置在溢流装置上，水位调节装置沿外壳的竖直方向带动溢流装置移动。

优选的，水量检测装置包括预留装置和测定装置；预留装置设置在夹持装置的一侧并与夹持装置连通，进水装置排向排水材料的水先进入到预留装置中；测定装置设置在预留装置远离夹持装置的一侧，经过预留装置中的水能溢出至测定装置中，测定装置对从预留装置溢出的水量进行测量。

优选的，测定装置包括低水位计和高水位计；低水位计设置在预留装置远离夹持装置的一侧；高水位计设置在低水位计的上方，测定装置还包括计时器，低水位计与水接触时计时器激活，高水位计与水接触时，计时器停止计时。

优选的，该装置还包括排水装置，排水装置设置在水量检测装置的下部，排水装置在水量检测装置完成检测后将水量检测装置中的水排出。

本发明相比较于现有技术的有益效果是：

本发明通过设置进水装置、溢流装置和夹持装置，将排水材料设置在夹持装置中并被夹持装置夹持，通过溢流装置将进水装置中的蓄水限制，同时需要保证溢流装置处始终有水流溢出，从而保证进水装置内始终处于额定蓄水量，使得进水装置的出水口处的水压始终处于恒定状态，进而使得装置在对排水材料进行测试时，进水装置一侧的供水水压始终处于恒定状态，保证了测试结果的精确性。

附图说明

图1是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的立体示意图一。

图2是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的图1中A处的局部放大示意图。

图3是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的立体示意图二。

图4是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的图3中B处的局部放大示意图。

图5是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的立体示意图三。

图6是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的去除了乳胶膜后的立体示意图。

图7是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的图6中C处的局部放大示意图。

图8是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的去除了乳胶膜和部分低水箱后的立体示意图。

图9是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的图8中D处的局部放大示意图。

图10是一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置的去除了乳胶膜和外壳后的立体示意图。

图中标号为：

1、外壳；2、进水装置；21、供水装置；211、供水泵；212、供水管；213、供水箱；22、高水箱；23、恒温装置；231、循环泵；232、循环管；3、溢流装置；31、溢流桶；32、水位同步管；33、回流管；4、夹持装置；41、压紧装置；411、直线驱动器；412、上压板；413、下压板；42、乳胶膜；5、水量检测装置；51、预留装置；511、低水箱；512、溢流板；52、测定装置；521、低水位计；522、高水位计；6、水位调节装置；61、电机；62、滑台；7、排水装置；71、第一排水管；72、第一排水泵；73、第二排水管；74、第二排水泵。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参照图1：一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，包括外壳1；该装置还包括进水装置2、溢流装置3和夹持装置4；夹持装置4设置在外壳1的上部，夹持装置4对排水材料进行夹持；进水装置2设置在夹持装置4的一侧，进水装置2内存有水，进水装置2将水供给至夹持装置4上的排水材料；溢流装置3设置在进水装置2的一侧并与进水装置2相通，溢流装置3用于限制进水装置2中的水位高度。

在使用时，需要将排水材料放置在夹持装置4内，随后夹持装置4将排水材料夹持住，随后设置在夹持装置4一侧的进水装置2便开始蓄水，进水装置2对夹持装置4中夹持的排水材料进行供水，进水装置2上设置有出水口，进水装置2在出水口的上方进行蓄水，并将储蓄的水从出水口处排出至排水材料处，出水口处的水压随着进水装置2的不断蓄水而不断增加，出水口上方的水位也会不断上升，当水位到达溢流装置3处时，进水装置2储蓄的水便会溢出，如此进水装置2的储蓄水总量便不再变化，随后进水装置2开始对夹持装置4夹持的排水材料进行注水，在进行注水的同时，进水装置2中的蓄水持续进行，需要保证溢流装置3始终有水流溢出，若进水装置2将水排入排水材料中时溢流装置3出现断流的情况，此时说明进水装置2的蓄水水位出现下降，而进水装置2出水口处的水压由蓄水水位决定，蓄水水位下降必然导致进水装置2出水口处的水压下降，如此便造成进水装置2对排水材料供水时压力不稳定，而当溢流装置3处始终有水流时，则说明进水装置2内的实际蓄水量始终大于其额定蓄水量，而多出的水就会从溢流装置3处溢出，通过将进水装置2内的水量限制在额定蓄水量，使得进水装置2出水口处的水压始终恒定，如此进水装置2对夹持装置4中夹持的排水材料的供水水压也始终处于恒定状态。

参照图1：该装置还包括水量检测装置5，水量检测装置5与进水装置2关于夹持装置4的竖直方向对称设置，进水装置2将水排入夹持装置4中的排水材料后流入水量检测装置5，水量检测装置5用于检测排水材料的通水量。

当进水装置2将水供给至排水材料后，水流会穿过排水材料排入水量检测装置5，水量检测装置5上设置有进水口，测量排水材料的平面通水量有如下放大，第一种为规定时间内通过排水材料排出的水量，第二种为者通过排水材料排出规定水量所需的时间，本处采用第二种测量方法，即对经过排水材料排出的水量设定一个额定值，通过水量检测装置5对从排水材料处流出的水量进行收集并检测，当水量到达设定的额定值时，水量检测装置5计算从开始收集到完成收集时所用的时间，通过所述时间的计算便能判断出排水材料的通水量情况，即排水材料的通水量越好，则水量检测装置5收集到额定水量所需的时间就越短，相反，排水材料的通水量越差，则水量检测装置5收集到额定水量所需的时间就越长。

参照图1和图8：进水装置2包括供水装置21和高水箱22；高水箱22设置在夹持装置4的一侧并与夹持装置4中的排水材料一侧相同；供水装置21设置在外壳1内，供水装置21将经过脱气和加热后的水供给至高水箱22内。

供水装置21包括供水泵211、供水管212和供水箱213，供水箱213设置在外壳1的内部，供水管212的两端分别与供水箱213和高水箱22的底部连通，供水泵211设置在供水管212上，供水泵211将供水箱213内的水抽到高水箱22中，如此高水箱22内的水便会不断增加，进水装置2的出水口开设在高水箱22的侧壁上，出水口位于高水箱22靠近外壳1的一侧，如此通过调节高水箱22内的蓄水量就能改变出水口处的水压，将出水口设置在高水箱22靠近外壳1的一侧，能减少供水泵211对高水箱22的泵水时间，降低能耗，这是由于如果出水口设置位置过高，位于出水口下方高水箱22中的水无法对出水口产生压力作用，而将出水口设置在高水箱22靠近外壳1的一侧上，保证了供水泵211注入到高水箱22内的水能更快对出水口产生水压，供水箱213能对储存在其中的水进行加热，同时还能对储存在其中的水进行脱气，如此能提高水经过排水材料时的流畅性，在高水箱22上的出水口开启前，溢流装置3会接受到从高水箱22中溢出的水，在高水箱22上的出水口开启后，供水泵211的供水箱213需要保证高水箱22中始终有水通过溢流装置3溢出，如此才能保证出水口处的水压始终恒定。

参照图2和图8：进水装置2还包括恒温装置23，恒温装置23设置在供水装置21上，供水装置21内存储有水，恒温装置23带动供水装置21中存储的上层水和下层水循环流动。

由于供水箱213能对水进行加热，但是供水箱213内不同层的水温会存在温差，如此供水泵211在将供水箱213内的水抽出时，便会出现水温冷热不均的情况，为了避免上述情况的出现，便设置了恒温装置23，恒温装置23包括循环泵231和循环管232，循环管232的两端分别设置在供水箱213的高位侧壁和低位侧壁上，循环泵231设置在循环管232上，循环泵231通过循环管232将供水箱213中上层的水抽到下层处，如此使得供水箱213内的水不断循环并混合，使得供水箱213内的水温始终处于恒温的状态，保证了供水泵211将供水箱213中的水抽出时水温始终恒定。

参照图1和图4：溢流装置3包括溢流桶31、水位同步管32和回流管33；溢流桶31沿高水桶的竖直方向设置在高水桶的一侧；水位同步管32的两端分别与溢流桶31的底部和高水桶的底部相通；回流管33的两端分别与溢流桶31的底部和进水装置2相通，回流管33位于溢流桶31的一端延伸进溢流桶31中。

溢流桶31设置在高水箱22的一侧，回流管33位于溢流桶31的一端延伸进溢流桶31，意味着在溢流桶31内，水位同步管32的端部低于回流管33的端部，供水泵211通过供水管212将供水箱213内的水抽到高水箱22内后，高水箱22中的水位上升，水位同步管32内的水位随着高水箱22中的水位同步上升，且高水箱22中的水位与水位同步管32内的水位高度完全相同，随着供水泵211的不断运行，高水箱22内的水位不断上升，水位同步管32与溢流桶31的连接端便会有水溢出，此时溢流桶31内开始蓄水，且随着供水泵211的运行，高水箱22的水位和溢流桶31内的水位同步上升，当溢流桶31内的水位上升到回流管33延伸进溢流桶31中的端部时，位于溢流桶31内的水便通过回流管33溢出，溢出的水通过回流管33流回供水箱213中，如此高水箱22中的水位不再发生变化，高水箱22上出水口处的水压也始终处于恒定状态。

参照图1、图3和图10：夹持装置4包括压紧装置41和乳胶膜42；乳胶膜42呈管状结构，乳胶膜42的两端分别与进水装置2的出水口和水量检测装置5的进水口连接，排水材料设置在乳胶膜42的内部；压紧装置41设置在外壳1的上部，乳胶膜42从压紧装置41中穿过，压紧装置41对乳胶膜42中的排水材料进行夹持。

在使用前，将乳胶膜42的一端从高水箱22的出水口取下，同时将乳胶膜42的另一端从低水箱511的进水口取下，随后将排水材料放入乳胶膜42内，而后将乳胶膜42的两端分别设置在高水箱22的出水口和低水箱511的进水口上，并通过密封圈将乳胶膜42与出水口和进水口连接的两端连接处密封，压紧装置41包括直线驱动器411、上压板412和下压板413，直线驱动器411竖直设置在外壳1的上方，上压板412固定设置在直线驱动器411的输出端上，下压板413固定设置在外壳1的上部，在压紧装置41压紧前需要将乳胶膜42放在上压板412和下压板413之间，随后直线驱动器411启动，直线驱动器411优选为直线气缸，直线驱动器411带动上压板412隔着乳胶膜42将排水材料按压，乳胶膜42的下方被下压板413挤压，在上压板412和下压板413的夹持下，位于乳胶膜42内的排水材料便不会在水流流过时而发生移动，高水箱22中的水通过出水口流入乳胶膜42内，并通过乳胶膜42从低水箱511的进水口流出。

参照图3和图4：该装置还包括水位调节装置6，水位调节装置6沿外壳1的竖直方向设置在溢流装置3上，水位调节装置6沿外壳1的竖直方向带动溢流装置3移动。

水位调节装置6包括电机61和滑台62，滑台62沿外壳1的高度方向竖直设置在溢流桶31的一侧并能带动溢流桶31沿外壳1的高度方向滑动，电机61设置在滑台62上，电机61能驱动滑台62带动溢流桶31沿外壳1的高度方向滑动，通过调节溢流桶31竖直方向上的高度，使得高水箱22内的水位随着溢流桶31的高度变化而发生变化，从而改变高水箱22上出水口处的水压，同时还能保证在压力变化后，高水箱22上出水口处的水压始终恒定，如此能满足对于排水材料在不同水压下通水量的测定。

参照图1、图6和图9：水量检测装置5包括预留装置51和测定装置52；预留装置51设置在夹持装置4的一侧并与夹持装置4连通，进水装置2排向排水材料的水先进入到预留装置51中；测定装置52设置在预留装置51远离夹持装置4的一侧，经过预留装置51中的水能溢出至测定装置52中，测定装置52对从预留装置51溢出的水量进行测量。

预留装置51包括低水箱511和溢流板512，低水箱511设置在夹持装置4远离高水箱22的一侧，低水箱511靠近夹持装置4的一侧设置有进水口，乳胶膜42的一端与进水口连通，溢流板512将低水箱511分隔成第一储存仓和第二储存仓，进水口设置在第一储存仓的侧壁上，在高水箱22对乳胶膜42中进行注水时，流过乳胶膜42中排水材料的水通过进水口进入到第一储存仓内，当第一储存仓注满时，第一储存仓中的水溢出到第二储存仓内，随后再通过设置在第二储存仓内的测定装置52进行测定，设置第一储存仓的目的是因为水流才经过排水材料时并不稳定，排水材料中的空气会对水流形成阻碍，而将第一储存仓注满后，此时排水材料中已经充满了水分，如此便能更准确的对排水材料的通水量进行监测。

参照图9和图10：测定装置52包括低水位计521和高水位计522；低水位计521设置在预留装置51远离夹持装置4的一侧；高水位计522设置在低水位计521的上方，测定装置52还包括计时器，低水位计521与水接触时计时器激活，高水位计522与水接触时，计时器停止计时。

由于溢流板512将低水箱511分隔成第一储存仓和第二储存仓，进水口设置在第一储存仓的侧壁上，低水位计521和高水位计522都设置在第二储存仓内，水流通过低水箱511上的进水口进入第一储存仓，在将第一储存仓注满后，第一储存仓中的水漫过溢流板512进入到第二储存仓内，随着第二储存仓内水位的升高，设置在第二储存仓内的低水位计521被触发，计时器开始计时，高水箱22的出水口持续出水，如此第二储存仓内的水位不断上升，最终高水位计522也能检测到水并被触发，触发后的高水位计522使得计时器停止计时，计时器计时的时间长短便能说明排水材料的平面通水效果。

参照图3和图10：该装置还包括排水装置7，排水装置7设置在水量检测装置5的下部，排水装置7在水量检测装置5完成检测后将水量检测装置5中的水排出。

排水装置7包括第一排水管71、第一排水泵72、第二排水管73和第二排水泵74，第一排水管71的两端分别与第一储存仓的底部和供水箱213连接，第一排水泵72设置在第一排水管71上，第二排水管73的两端分别与第二储存仓的底部和供水箱213连接，第二排水泵74设置在第二排水管73上，当水量检测装置5完成一次检测后，第一排水泵72和第二排水泵74便同步启动，第一排水泵72通过第一排水管71将第一储存仓内的水排回到供水箱213内，第二排水泵74通过第二排水管73将第二储存仓内的水排回到供水箱213内。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，包括外壳（1）；

其特征在于，该装置还包括进水装置（2）、溢流装置（3）和夹持装置（4）；

夹持装置（4）设置在外壳（1）的上部，夹持装置（4）对排水材料进行夹持；

进水装置（2）设置在夹持装置（4）的一侧，进水装置（2）内存有水，进水装置（2）将水供给至夹持装置（4）上的排水材料；

溢流装置（3）设置在进水装置（2）的一侧并与进水装置（2）相通，溢流装置（3）用于限制进水装置（2）中的水位高度；

该装置还包括水量检测装置（5），水量检测装置（5）与进水装置（2）关于夹持装置（4）的竖直方向对称设置，进水装置（2）将水排入夹持装置（4）中的排水材料后流入水量检测装置（5），水量检测装置（5）用于检测排水材料的通水量；

水量检测装置（5）包括预留装置（51）和测定装置（52）；

预留装置（51）设置在夹持装置（4）的一侧并与夹持装置（4）连通，进水装置（2）排向排水材料的水先进入到预留装置（51）中；

测定装置（52）设置在预留装置（51）远离夹持装置（4）的一侧，经过预留装置（51）中的水能溢出至测定装置（52）中，测定装置（52）对从预留装置（51）溢出的水量进行测量；

预留装置（51）包括低水箱（511）和溢流板（512），低水箱（511）设置在夹持装置（4）远离高水箱（22）的一侧，低水箱（511）靠近夹持装置（4）的一侧设置有进水口，乳胶膜（42）的一端与进水口连通，溢流板（512）将低水箱（511）分隔成第一储存仓和第二储存仓，进水口设置在第一储存仓的侧壁上；

测定装置（52）包括低水位计（521）和高水位计（522）；

低水位计（521）设置在预留装置（51）远离夹持装置（4）的一侧；

高水位计（522）设置在低水位计（521）的上方，测定装置（52）还包括计时器，低水位计（521）与水接触时计时器激活，高水位计（522）与水接触时，计时器停止计时。

2.根据权利要求1所述的一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，其特征在于，进水装置（2）包括供水装置（21）和高水箱（22）；

高水箱（22）设置在夹持装置（4）的一侧并与夹持装置（4）中的排水材料一侧相同；

供水装置（21）设置在外壳（1）内，供水装置（21）将经过脱气和加热后的水供给至高水箱（22）内。

3.根据权利要求2所述的一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，其特征在于，进水装置（2）还包括恒温装置（23），恒温装置（23）设置在供水装置（21）上，供水装置（21）内存储有水，恒温装置（23）带动供水装置（21）中存储的上层水和下层水循环流动。

4.根据权利要求1所述的一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，其特征在于，溢流装置（3）包括溢流桶（31）、水位同步管（32）和回流管（33）；

溢流桶（31）沿高水桶的竖直方向设置在高水桶的一侧；

水位同步管（32）的两端分别与溢流桶（31）的底部和高水桶的底部相通；

回流管（33）的两端分别与溢流桶（31）的底部和进水装置（2）相通，回流管（33）位于溢流桶（31）的一端延伸进溢流桶（31）中。

5.根据权利要求1所述的一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，其特征在于，夹持装置（4）包括压紧装置（41）和乳胶膜（42）；

乳胶膜（42）呈管状结构，乳胶膜（42）的两端分别与进水装置（2）的出水口和水量检测装置（5）的进水口连接，排水材料设置在乳胶膜（42）的内部；

压紧装置（41）设置在外壳（1）的上部，乳胶膜（42）从压紧装置（41）中穿过，压紧装置（41）对乳胶膜（42）中的排水材料进行夹持。

6.根据权利要求1所述的一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，其特征在于，该装置还包括水位调节装置（6），水位调节装置（6）沿外壳（1）的竖直方向设置在溢流装置（3）上，水位调节装置（6）沿外壳（1）的竖直方向带动溢流装置（3）移动。

7.根据权利要求1所述的一种用于排水材料的平面通水量智能检测装置，其特征在于，该装置还包括排水装置（7），排水装置（7）设置在水量检测装置（5）的下部，排水装置（7）在水量检测装置（5）完成检测后将水量检测装置（5）中的水排出。