CN204607627U - 用于大型模型试验制备大量无气水的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置，包括一通过管道与真空泵相连通的制备罐，该制备罐上分别置有进水管和出水管，其特征在于：在真空泵与制备罐之间通过管道还连接一气水分离罐，所述制备罐内的进水口上置有一带有叶轮片的水体碰撞装置，制备罐内从顶部向下延伸置有一搅动器，制备罐外壁固定置有振动器。本实用新型可制得质量较高的无气水，有效解决了土中水体含气从而致使土体无法完全饱和的问题。本实用新型可连续作业、大规模生产，从而能保障大方量饱和土的制备。本实用新型制备的大量无气水可用于制备大方量饱和密实土，其土体在饱和度和密实度上得到了保证，能用在海洋工程以及疏浚领域中饱和密实土的特性研究，具有广阔应用前景。

Description

用于大型模型试验制备大量无气水的装置

技术领域

本实用新型涉及一种制备无气水的装置，特别是一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置。

背景技术

随着人类向海洋进军，开发海洋和建设海洋过程中，需要对水下的饱和密实土的性质进行研究。在对海洋工程中的钻探与开采石油(气)平台等海洋工程中，需要在室内开展饱和密实土静载和动载作用下受力特性研究。另外，在疏浚工程中对耙齿及绞刀齿对土体挖掘、切削开展深入研究中，也需要制备大方量饱和密实土进行试验。

然而，要进行大方量饱和密实土的试验，首先要进行饱和密实土的制备。目前饱和密实土的制备仅仅停留在小尺寸范围内，在进行大方量的饱和密实土制备时，所制备土体的饱和度和密实度在整体上相比小方量土体的制备更加难以保证。采用无气水制备大方量饱和密实土，可以有效解决土中水体含气而无法完全饱和的问题。因此，制备大方量饱和密实土就需要大量的无气水。

现有技术中，制备无气水的方法是利用气体溶水的饱和压力随环境下降而下降的原理。其装置是通过数十米长管壁布满微小孔的软管盘绕在真空容器内，当含有气体的水流经管道时，水中的气体渗透出管壁后被真空系统抽走，即可达到除气的目的。但是这种装置相对软管等材料的要求较高，其工艺复杂，实现成本高，不适宜大型模型试验制备大量的无气水。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置。使制得的无气水用于饱和密实土体制备，解决了制备饱和密实土过程中土体中水体含气而无法完全饱和的问题。

本实用新型采用了下列技术方案解决了其技术问题：一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置，包括一通过管道与真空泵相连通的制备罐，该制备罐上分别置有进水管和出水管，其特征在于：在真空泵与制备罐之间通过管道还连接一气水分离罐，所述制备罐内的进水口上置有一带有叶轮片的水体碰撞装置，制备罐内从顶部向下延伸置有一搅动器，制备罐外壁固定置有振动器。

本实用新型可制得质量较高的无气水，有效解决了土中水体含气从而致使土体无法完全饱和的问题。此外，本实用新型可连续作业、大规模生产，从而可以保障大方量饱和土的制备。

本实用新型制备的大量无气水可用于制备大方量饱和密实土，其土体在饱和度和密实度上得到了保证，可以用在海洋工程以及疏浚领域中饱和密实土的特性研究，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中水体碰撞装置结构示意图。

图中各序号分别表示为：

1—真空泵；2—管道；3—开关阀；4—真空表；5—开关阀；6—管道；7—螺旋搅动器；71—电动机；72—旋转轴；73—搅动杆；8—进水管；81—进水管口；9—水体碰撞装置；91—支架；92—叶轮片；10—进水开关阀；11—振动器；12—平台；13—制备罐；14—排水阀；15—气水分离罐；16—通气阀。

具体实施方式

以下结合实施例以及附图对本实用新型作进一步的描述。

参照图1，本实用新型由真空泵1、气水分离罐15和制备罐13三大部分构成。

气水分离罐15分别通过管道2和管道6连接在真空泵1与制备罐13的之间。所述的制备罐13和气水分离罐15均为圆筒形的有机玻璃罐体。气水分离罐15与制备罐13均固定于平台12之上。

所述的制备罐13顶部固定置有进水管8、出水管，以及与气水分离罐15相连通的管道6。进水管8上置有进水开关阀10，制备罐13与气水分离罐15相连通的管道6上也置有开关阀5，用以紧急隔断两个罐体之间的连通。

参照图1和图2，所述制备罐13内的进水管8口上置有一带有叶轮片92的水体碰撞装置9。该水体碰撞装置9包括进水管口81，固定在进水管口81上的支架91，以及置在支架91底部能够旋转的叶轮片92。本实用新型安装水体碰撞装置9，使得灌入气水分离罐15中的水体易被破碎，破碎后的水体在负压作用下水体中的气体更容易抽离。

请再参照图1，本实用新型所述的制备罐13内从顶部向下延伸置有一螺旋搅动器7，该螺旋搅动器7固定置在制备罐13顶部，其电动机71固定安置在制备罐13顶部外端，旋转轴72以及固定在旋转轴72上的搅动杆73固定安置在制备罐13的内部。该螺旋搅动器7用于在无气水制备过程中，对水体进行搅动，以便加速水中气的逸出。在制备罐13的外壁还安装振动器11，该振动器11与螺旋搅动器7协同工作，亦对水体进行扰动，加速水中气的逸出。

本实用新型所述的制备罐13外壁固定置有振动器11至少为两块，并在制备罐13外壁中下部呈均布状。

所述的气水分离罐15顶部分别固定置有与真空泵1相连通的管道2，以及与制备罐13相连通的管道6，其顶部还固定置有真空表4，两连通的管道2和管道6上还分别置有开关阀3和开关阀5，用以控制和维持无气水制备系统的真空度。另外，该气水分离罐15顶部还固定置有通气阀16，其底部还固定置有排水阀14，当气水分离罐15罐体中的水体过多时，通过通气阀16门和排水阀14门的作用，将水体顺利排出。

以下简述本实用新型的工作过程：

在开启真空泵1抽气之前，需将制备罐13上进水管8的进水开关阀10关闭，并将制备罐13和气水分离罐15之间的开关阀5开启，同时真空泵1与气水分离罐15之间的开关阀3开启；最后，将气水分离罐15处的排水阀14和通气阀16关闭。

在此之后，开启真空泵1将无气水制备系统各罐体内的空气排净；接着将进水开关阀10打开，在制备罐13内注水。在水体进入制备罐13时，经过水体碰撞装置9的作用，水体被破碎后进入制备罐13内，破碎后的水体表面积显著增大，并在罐体内负压的作用下，水体中的气体能够有效抽离。

当制备罐13内的水体加至该罐体2/3高度时，关闭进水开关阀10，开启制备罐13上的螺旋搅动器7，同时开启制备罐13外壁上的振动器11，在螺旋搅动器7和振动器11的协同工作下，对罐内水体进行扰动，极大提高了水体的运动量，使得水中气更迅速更完全地逸出。在真空泵1持续工作下，经过较短时间，可制得质量较高的无气水。

在无气水制备系统持续工作过程中，一部分水会到达气水分离罐15内，当该达气水分离罐15内部水体达到1/3罐体高度时，通过开启气水分离罐15底部的排水阀14排去水体，以保证制备系统的正常运行。在排水阀14门开启前，先切断制备罐13和气水分离罐15之间管路，即关闭开关阀5，再切断真空泵1和气水分离罐15之间的连接管，即关闭开关阀3，最后打开气水分离罐15中的排水阀14和通气阀16，将留存的水体排出无气水制备系统外。如此重复抽气和排水的过程，保证无气水制备系统的持续稳定工作，最终制得高质量的无气水。

Claims (6)

1.一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置，包括一通过管道与真空泵相连通的制备罐，该制备罐上分别置有进水管和出水管，其特征在于：在真空泵与制备罐之间通过管道还连接一气水分离罐，所述制备罐内的进水管口上置有一带有叶轮片的水体碰撞装置，制备罐内从顶部向下延伸置有一搅动器，制备罐外壁固定置有振动器。

2.根据权利要求1所述的一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置，其特征在于：所述制备罐顶部固定置有进水管以及与气水分离罐相连通的管道，该进水管以及与气水分离罐相连通的管道上都分别置有开关阀。

3.根据权利要求1所述的一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置，其特征在于：所述的搅动器固定置在制备罐顶部，其电动机安置在制备罐顶部外端，旋转轴以及固定在旋转轴上的搅动杆安置在制备罐的内部。

4.根据权利要求1所述的一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置，其特征在于：所述的振动器至少为两块，在制备罐外壁中下部呈均布状。

5.根据权利要求1所述的一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置，其特征在于：所述的气水分离罐顶部分别固定置有与真空泵相连通的管道，与制备罐相连通的管道，通气阀以及真空表，该气水分离罐的底部还固定置有排水阀，其与真空泵相连通的管道上还置有开关阀。

6.根据权利要求1所述的一种用于大型模型试验制备大量无气水的装置，其特征在于：所述的水体碰撞装置包括进水管口，固定在进水管口上的支架，以及置在支架底部能够旋转的叶轮片。