CN204831748U - 一种全自动地下水回灌堵塞实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动地下水回灌堵塞实验装置，包括供水系统、定水头系统和渗流主体，还包括：测压系统，其包括若干个测压管，测压管一端连接到渗流主体的侧面，另一端竖向放置且与相机相对应，相机连接快门线；取样系统和测流系统均包括主管道，主管道的一端连接渗流主体，另一端并列连接若干个分支管道，每个分支管道上均设有电磁阀，且每个分支管道均对应有接水的容器；测流系统的主管道还连接出水管道，出水管道上设有出水电磁阀；时间控制系统与电磁阀和出水电磁阀电连接。本用新型实施例可以实现全自动地进行测压、取样和测流，从而可以提高实验的效率和准确率，减少科研人员的劳动时间和强度。

Description

一种全自动地下水回灌堵塞实验装置

技术领域

本实用新型涉及地下水回灌的室内实验装置，特别是一种全自动地下水回灌堵塞实验装置，属于地下水回灌实验研究领域。

背景技术

地下水回灌过程中的堵塞严重制约着自身的发展，场地的试验耗费巨大的人力物力，并且一旦含水层发生堵塞往往难以恢复；室内实验具有经济、直观、便于控制及数据测定等优势，因此进行地下水回灌堵塞的室内实验研究具有切实意义。然而，由于室内实验持续运行期间需要定时测定水位、流量及水质等指标，这些工作量也需要数人协作完成。

发明内容

为克服上述现有技术存中的问题，本实用新型提供一种全自动地下水回灌堵塞实验装置，可以有效解决地下水回灌堵塞的室内实验过程中所需多名科研人员的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种全自动地下水回灌堵塞实验装置，包括供水系统，所述供水系统与定水头系统相连，定水头系统与渗流主体相连，还包括：测压系统，所述测压系统包括若干个测压管，若干个测压管一端连接到所述渗流主体的侧面，另一端竖向放置且与相机相对应，所述相机连接快门线；取样系统和测流系统，所述取样系统和测流系统均包括主管道，所述主管道的一端连接所述渗流主体，另一端并列连接若干个分支管道，每个分支管道上均设有电磁阀，且每个分支管道均对应有接水的容器；所述测流系统的主管道还连接出水管道，出水管道上设有出水电磁阀；时间控制系统，所述时间控制系统与所述电磁阀和出水电磁阀电连接。

根据本实用新型实施例的全自动地下水回灌堵塞实验装置通过快门线设定拍摄时间控制相机拍照记录水位，通过时间控制系统分别控制电磁阀的开启、关闭进行测流和取样，并且测流在取样之前，这样可以避免先进行取样造成的测流误差。其中，控制分支管道上的电磁阀可以对不同时间段进行取样或测流。综上所述，本用新型实施例的全自动地下水回灌堵塞实验装置可以实现全自动地进行测压、取样和测流，从而可以提高实验的效率和准确率，减少科研人员的劳动时间和强度。

另外，根据本实用新型实施例的全自动地下水回灌堵塞实验装置还可以具有以下附加技术特征：

优选的，所述供水系统包括供水箱、水泵和定水头进水管道，所述水泵连接供水箱，所述定水头进水管道一端连接水泵，另一端连接定水头系统。

优选的，所述定水头系统包括定水头容器，所述定水头容器的下端通过渗流进水管道连接到所述渗流主体的上端；所述定水头容器的一侧设有溢流孔，所述溢流孔通过溢流管道连接到所述供水系统。

优选的，所述若干个测压管竖向放置的一端并列固定在带有刻度的固定板上。

优选的，所述固定板为PVC泡沫板。

优选的，将带刻度的硫酸纸平整地贴在固定板上形成所述带有刻度的固定板。

优选的，所述测压管为透明软管。

优选的，所述水泵为12V直流无刷水泵。

优选的，所述渗流主体为渗流砂柱或渗流砂箱。本实用新型的实验装置适用于大多数地下水回灌堵塞的砂柱实验，其测压系统、取样系统、测流系统及时间控制系统同样适用于砂箱实验装置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型一种全自动地下水回灌堵塞实验装置示意图；

图2为本实用新型的测流系统示意图；

图3为本实用新型的取样系统示意图。

附图标记说明：

1渗流砂柱，2定水头容器，3溢流孔，4溢流管道，5渗流进水管道，6定水头进水管道，7供水箱，8水泵，9时间控制系统，10取样烧杯，11电磁阀，12测流量筒，13测压管，14快门线，15相机，16PVC泡沫板，17第一主管道，18分支器，19二号取样电磁阀，20一号取样电磁阀，21一号取样烧杯，22二号取样烧杯，23第二主管道，24二号测流量筒，25二号测流电磁阀，26一号测流电磁阀，27一号测流量筒，28出水电磁阀。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图3所示，本实施例提供了一种全自动地下水回灌堵塞实验装置，包括供水系统、定水头系统、渗流砂柱1（渗流主体）、测压系统、取样系统、测流系统和时间控制系统9。

供水系统与定水头系统相连，定水头系统与渗流砂柱1相连。测压系统包括若干个测压管13，若干个测压管13一端连接到渗流砂柱1的侧面，另一端竖向放置且与相机15相对应，相机15连接快门线14。取样系统和测流系统均包括主管道，主管道的一端连接渗流砂柱1，另一端并列连接若干个分支管道，每个分支管道上均设有电磁阀11，且每个分支管道均对应有接水的容器。测流系统的主管道还连接出水管道，出水管道上设有出水电磁阀28。时间控制系统9与电磁阀11和出水电磁阀28电连接。

根据本实用新型实施例的全自动地下水回灌堵塞实验装置通过快门线14设定拍摄时间控制相机15拍照记录水位，通过时间控制系统9分别控制不同电磁阀11的开启、关闭进行测流和取样，并且测流在取样之前，这样可以避免先进行取样造成的测流误差。其中，控制分支管道上的电磁阀11可以对不同时间段进行取样或测流。综上，本实用新型实施例的全自动地下水回灌堵塞实验装置可以实现全自动地进行测压、取样和测流，从而可以提高实验的效率和准确率，减少科研人员的劳动时间和强度。

具体而言，供水系统包括供水箱7、水泵8和定水头进水管道6，水泵8连接供水箱7，定水头进水管道6一端连接12V直流无刷水泵，另一端连接定水头系统。定水头系统包括定水头容器2，定水头容器2底面设有两个孔，一个通过渗流进水管道5连接到渗流砂柱1的上端，另一个与所述定水头进水管道6相连。其中定水头系统可根据实验设定不同的定水头高度。定水头容器2的一侧0.8H处设有溢流孔3，溢流孔3通过溢流管道4连接到供水系统，以使过量的水循环回供水系统。

若干个测压管13的一端从上至下均匀设置于所述渗流砂柱1的侧面。若干个测量管13的另一端竖向并列放置，且固定在带有刻度的固定板上。其中将带刻度的硫酸纸平整地贴在PVC泡沫板16上形成带有刻度的固定板。所述测压系统带刻度的硫酸纸首先是由CAD画出刻度尺所需高度及间距，根据打印机误差（打印机误差一般为1%）对CAD刻度尺进行调整；PVC泡沫板16的最大的优点是轻便，可以很容易地移动、倾斜，测压管13中的气泡可以通过倾斜PVC泡沫板16去除。

测压管13是用价廉的内*外径为4*6的透明软管代替传统的易碎且昂贵的石英管。

所述取样系统及测流系统由电磁阀11通过分支器18（即多通接头）分别控制分支管路的分支出水。对于取样系统，每一个分支管路均有取样烧杯10对应接水，对于测流系统，每个分支管路均有测流量筒12对应接水。

主管道包括第一主管道17（即连通取样系统与砂柱的软管）和第二主管道23（即连通测流系统与砂柱的软管）。电磁阀11包括多个取样电磁阀和多个测量电磁阀，取样烧杯10包括多个取样烧杯，测流量筒12包括多个测流量筒，如图2、3所示，分别记为一号取样电磁阀20、二号取样电磁阀19、一号测流电磁阀26、二号测流电磁阀25、一号取样烧杯21、二号取样烧杯22；一号测流量筒27和二号测流量筒24。

有利地，所述溢流管道4、渗流进水管道5、定水头进水管道6、第一主管道17和第二主管道23等均用软管制成。

使用方法：如图1-图3所示，启动水泵8，把供水箱7中的回灌水抽取到定水头容器2，回灌水通过渗流进水管道5进入渗流砂柱1，同时定水头容器2的水位继续上升，当水位升至溢流孔3时，过量的水通过溢流管道4循环至供水箱7；回灌水经过渗流介质由出水口（由出水电磁阀28控制）排出，回灌过程发生的堵塞可通过出水流量和测压管13中的水位来判定。以8：00为测定时间进一步说明本实用新型。时间控制系统9在7：59关闭出水电磁阀28，同时开启一号测流电磁阀26，一号测流量筒27接水记录流量；8：00快门线14控制相机15进行拍照拍摄同一时刻的各个水位；时间控制系统9在8：01关闭26一号测流电磁阀，开启出水电磁阀28和一号取样电磁阀20，一号取样烧杯21接水，至此实验装置自动完成包括水位及流量的记录、取样的工作。

假设测定时间间隔为1小时，同样地，时间控制系统9在8：59关闭出水电磁阀28，同时开启二号测流电磁阀25，二号测流量筒24接水记录流量；9：00快门线14控制相机15进行拍照拍摄同一时刻的各个水位；时间控制系统9在9：01关闭二号测流电磁阀25，开启出水电磁阀28和二号取样电磁阀19，二号取样烧杯22接水。

补充说明，地下水回灌堵塞实验开始前都需要尽量排除渗流介质中的气泡避免实验误差，排除的气泡很容易进入测压管13。传统的测压管13一般是橡胶管连通测压口和石英管，橡胶管套在石英管上，取下和套上橡胶管非常麻烦，本实用新型中的PVC泡沫板16质量轻、移动方便，可以使之倾斜使测压管13中气泡及以上的水流走从而去除测压管13中的气泡；此外，本实用新型中内*外径为4*6的测压软管可以通过水族增氧泵气管的快接很容易地连通，方便去除测压管13中的气泡和杂质。

还应说明的是，此实验装置示意图和实施例仅简单说明本实用新型的原理及自动化过程，没有对具体实验进行赘述。其中，根据具体实验设置水位和取样位置及间距、测定的时间间隔。本领域科研人员可以根据本实用新型讲授的内容做改动或修改用于室内实验以方便开展研究工作。

Claims (9)

1.一种全自动地下水回灌堵塞实验装置，包括供水系统，所述供水系统与定水头系统相连，定水头系统与渗流主体相连，其特征在于，还包括：

测压系统，所述测压系统包括若干个测压管，若干个测压管一端连接到所述渗流主体的侧面，另一端竖向放置且与相机相对应，所述相机连接快门线；

取样系统和测流系统，所述取样系统和测流系统均包括主管道，所述主管道的一端连接所述渗流主体，另一端并列连接若干个分支管道，每个分支管道上均设有电磁阀，且每个分支管道均对应有接水的容器；所述测流系统的主管道还连接出水管道，出水管道上设有出水电磁阀；

时间控制系统，所述时间控制系统与所述电磁阀和出水电磁阀电连接。

2.根据权利要求1所述的全自动地下水回灌堵塞实验装置，其特征在于，所述供水系统包括供水箱、水泵和定水头进水管道，所述水泵连接供水箱，所述定水头进水管道一端连接水泵，另一端连接定水头系统。

3.根据权利要求1或2所述的全自动地下水回灌堵塞实验装置，其特征在于，所述定水头系统包括定水头容器，所述定水头容器的下端通过渗流进水管道连接到所述渗流主体的上端；所述定水头容器的一侧设有溢流孔，所述溢流孔通过溢流管道连接到所述供水系统。

4.根据权利要求1所述的全自动地下水回灌堵塞实验装置，其特征在于，所述若干个测压管竖向放置的一端并列固定在带有刻度的固定板上。

5.根据权利要求4所述的全自动地下水回灌堵塞实验装置，其特征在于，所述固定板为PVC泡沫板。

6.根据权利要求4所述的全自动地下水回灌堵塞实验装置，其特征在于，将带刻度的硫酸纸平整地贴在固定板上形成所述带有刻度的固定板。

7.根据权利要求1所述的全自动地下水回灌堵塞实验装置，其特征在于，所述测压管为透明软管。

8.根据权利要求2所述的全自动地下水回灌堵塞实验装置，其特征在于，所述水泵为12V直流无刷水泵。

9.根据权利要求1所述的全自动地下水回灌堵塞实验装置，其特征在于，所述渗流主体为渗流砂柱或渗流砂箱。