CN206772776U - 一种微压渗透仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微压渗透仪，它涉及渗透仪技术领域；它包含进水模块、试样仓、压力梯度监测模块和出水水位控制模块，其中所述的进水模块由微量注射泵和微量注射器组成，用于精确控制低速流量，试样仓由特制环刀和两个漏斗式砂芯组成，用于放置测试样品，压力梯度监测模块由第一微压差表和第二微压差表组成，用于监测压力变化，出水水位控制模块主要由蠕动泵、滤杯和锥形瓶组成，用于控制出水端水位，本渗透仪突破先给定水位再监测流量的传统思维，避免流量计量过程中出现的误差。本渗透仪采用微压差表监测进水端与出水端的微小压差，可以测量极低压力梯度条件下的渗透系统。本渗透仪专门定制了用来放置土样的薄型环刀，满足不同介质需求。

Description

一种微压渗透仪

技术领域：

本实用新型涉及一种微压渗透仪，属于渗透仪技术领域。

背景技术：

渗透仪是测试多孔介质渗透系数的最主要方法。常规渗透仪多利用水位控制装置对试样两端的水压进行控制，根据出水端监测的流量，利用达西定律计算其渗透系数。对渗透性低的粘性土等，由于常压下流量较小，常采取加大压力梯度的方式测得渗透系数。

由于粘性土等介质渗透性很差，常压渗透仪控制的压力梯度相对较小，单位时间内通过试样的水量很少，加之存在蒸发等外界因素影响，一般难以准确测量出水端的流量，因此通过该方法测得的渗透系数存在极大误差，甚至无法测量。

为了测量粘性土等低渗透介质的渗透系数，常使用高压渗透仪人为加大压力梯度，进而加快流量。但自然界中粘性土承受的压力梯度通常并不大，人为增加压力梯度不仅造成试验环境失真，而且容易破坏试验介质结构，影响测试结果的可靠性。

常压渗透仪通常使用水柱高度直接监测进水端与出水端水位变化，高压渗透仪常用压力表监测水压(即水位)变化。受分辨率的影响，这两种方法都难以精确测量毫米级以下的水压变化，更无法准确计算进水端与出水端微小的压力差，因此无法测量低压力梯度条件下的渗透系数。

实用新型内容：

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能解决低渗透介质水流流速慢、流量难以精确计量等问题的微压渗透仪。

本实用新型的一种微压渗透仪包含进水模块、试样仓、压力梯度监测模块和出水水位控制模块，其中所述的进水模块由微量注射泵和微量注射器组成，用于精确控制低速流量，试样仓由特制环刀和两个漏斗式砂芯组成，用于放置测试样品，压力梯度监测模块由第一微压差表和第二微压差表组成，用于监测压力变化，出水水位控制模块主要由蠕动泵、滤杯和锥形瓶组成，用于控制出水端水位，所述的微量注射泵与微量注射器的一端连接，且微量注射器的另一端通过第一进水导管与试样仓的前端连接，第一进水导管与试样仓的连接处安装有第一止水夹，试样仓内部中间位置设置有特制环刀，特制环刀的前后端均设置有漏斗式砂芯，试样仓的后端通过第二进水导管与出水水位控制模块中的滤杯的底部连接，第二进水导管与试样仓的后端连接处安装有第二止水夹，且第二进水导管中部安装有第三止水夹，滤杯的上部与蠕动泵的出口连接，蠕动泵的进口与锥形瓶连接，并且滤杯的中部与锥形瓶上部通过管道连接，所述的第一进水导管上通过第一进气管和第二进气管连接有第一微压差表和第二微压差表，且第一微压差表与第一出气管连接，第一进气管上安装有第四止水夹，第二进气管上安装有第六止水夹和第七止水夹，第二微压差表的另一端通过第二出气管与第二进水导管连接，且第二出气管上安装有第八止水夹和第九止水夹。

作为优选，所述的蠕动泵、滤杯和锥形瓶之间组成一个循环的管路系统。

作为优选，所述的特制环刀的厚度为2mm，特制环刀直径有两种规格，分别为25mm和50mm，可满足不同介质的需求。

作为优选，所述的第一压差表监测进水端压力与大气压的压差，第二压差表监测出水端压力与大气压的压差，两者压差相减再除以测试土样厚度即可计算出压力梯度，所述的第一压差表和第二压差表最小量程为30Pa，分辨率为0.6Pa，可分辨出0.06mm的水位变化，远高于常规渗透仪的分辨率。

本实用新型的有益效果：它突破先给定水位再监测流量的传统思维，首先给定通过介质的流量，再监测水位，可避免流量计量过程中出现的误差。采用精密微量注射泵将液体以一定速度稳定注入试样仓的进水导管，流量可利用注射泵的推进速度及不同规格的注射器进行精确控制，最小流速可低至0.001ul/min，完全可满足粘性土等低渗透介质水流慢速通过的需求。注射器到进水导管再到试样仓为一封闭系统，避免了蒸发等因素外在条件的影响。

本渗透仪采用微压差表监测进水端与出水端的微小压差，可分辨出0.06mm的水位变化，远高于常规渗透仪的分辨率。结合高精度的流量计量方法，可以测量极低压力梯度条件下的渗透系统。

本渗透仪专门定制了用来放置土样的薄型环刀，特制的环刀仅有2mm厚，大大缩减了试样厚度，同时将大幅度缩减渗透试验的稳定时间，提高测试效率。环刀直径有两种规格，可满足不同介质的需求。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记：进水模块1、试样仓2、压力梯度监测模块3、出水水位控制模块4、微量注射泵101、微量注射器102、特制环刀201、漏斗式砂芯202、第一微压差表301、第二微压差表302、蠕动泵401、滤杯402、锥形瓶403。

具体实施方式：

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含进水模块1、试样仓2、压力梯度监测模块3和出水水位控制模块4，其中所述的进水模块1由微量注射泵101和微量注射器102组成，用于精确控制低速流量，试样仓2由特制环刀201和两个漏斗式砂芯202组成，用于放置测试样品，压力梯度监测模块3由第一微压差表301和第二微压差表302组成，用于监测压力变化，出水水位控制模块4主要由蠕动泵401、滤杯402和锥形瓶403组成，用于控制出水端水位，所述的微量注射泵101与微量注射器102的一端连接，且微量注射器102的另一端通过第一进水导管G1与试样仓2的前端连接，第一进水导管G1与试样仓2的连接处安装有第一止水夹Z1，试样仓2内部中间位置设置有特制环刀201，特制环刀201的前后端均设置有漏斗式砂芯202，所述的特制环刀201的厚度为2mm，特制环刀201直径有两种规格，分别为25mm和50mm，可满足不同介质的需求，试样仓2的后端通过第二进水导管G2与出水水位控制模块4中的滤杯402的底部连接，第二进水导管G2与试样仓2的后端连接处安装有第二止水夹Z2，且第二进水导管G2中部安装有第三止水夹Z3，滤杯402的上部与蠕动泵401的出口连接，蠕动泵401的进口与锥形瓶403连接，并且滤杯402的中部与锥形瓶403上部通过管道连接，所述的蠕动泵401、滤杯402和锥形瓶403之间组成一个循环的管路系统，所述的第一进水导管G1上通过第一进气管G3和第二进气管G5连接有第一微压差表301和第二微压差表302，所述的第一压差表301监测进水端压力与大气压的压差，第二压差表302监测出水端压力与大气压的压差，两者压差相减再除以测试土样厚度即可计算出压力梯度，所述的第一压差表301和第二压差表302最小量程为30Pa，分辨率为0.6Pa，可分辨出0.06mm的水位变化，远高于常规渗透仪的分辨率，且第一微压差表301与第一出气管G4连接，第一进气管G3上安装有第四止水夹Z4，第二进气管G5上安装有第六止水夹Z6和第七止水夹Z7，第二微压差表302的另一端通过第二出气管G6与第二进水导管G2连接，且第二出气管G6上安装有第八止水夹Z8和第九止水夹Z9。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种微压渗透仪，其特征在于：它包含进水模块(1)、试样仓(2)、压力梯度监测模块(3)和出水水位控制模块(4)，其中所述的进水模块(1)由微量注射泵(101)和微量注射器(102)组成，试样仓(2)由特制环刀(201)和两个漏斗式砂芯(202)组成，压力梯度监测模块(3)由第一微压差表(301)和第二微压差表(302)组成，出水水位控制模块(4)主要由蠕动泵(401)、滤杯(402)和锥形瓶(403)组成，所述的微量注射泵(101)与微量注射器(102)的一端连接，且微量注射器(102)的另一端通过第一进水导管(G1)与试样仓(2)的前端连接，第一进水导管(G1)与试样仓(2)的连接处安装有第一止水夹(Z1)，试样仓(2)内部中间位置设置有特制环刀(20)，特制环刀(201)的前后端均设置有漏斗式砂芯(202)，试样仓(2)的后端通过第二进水导管(G2)与出水水位控制模块(4)中的滤杯(402)的底部连接，第二进水导管(G2)与试样仓(2)的后端连接处安装有第二止水夹(Z2)，且第二进水导管(G2)中部安装有第三止水夹(Z3)，滤杯(402)的上部与蠕动泵(401)的出口连接，蠕动泵(401)的进口与锥形瓶(403)连接，并且滤杯(402)的中部与锥形瓶(403)上部通过管道连接，所述的第一进水导管(G1)上通过第一进气管(G3)和第二进气管(G5)连接有第一微压差表(301)和第二微压差表(302)，且第一微压差表(301)与第一出气管(G4)连接，第一进气管(G3)上安装有第四止水夹(Z4)，第二进气管(G5)上安装有第六止水夹(Z6)和第七止水夹(Z7)，第二微压差表(302)的另一端通过第二出气管(G6)与第二进水导管(G2)连接，且第二出气管(G6)上安装有第八止水夹(Z8)和第九止水夹(Z9)。

2.按照权利要求1所述的一种微压渗透仪，其特征在于：所述的蠕动泵(401)、滤杯(402)和锥形瓶(403)之间组成一个循环的管路系统。

3.按照权利要求1所述的一种微压渗透仪，其特征在于：所述的特制环刀(201)的厚度为2mm，特制环刀(201)直径有两种规格，分别为25mm和50mm。