CN209069798U - 一种达西渗透实验仪 - Google Patents

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本实用新型涉及一种达西渗透实验仪,包括水池、水泵、渗透仪、测压管、流量计和数据采集器,水池内的两侧竖直固定有溢流板,渗透仪自下而上由稳水箱、下渗透室和上渗透室组成,在稳水箱内固定有挡水板,每个测压孔分别连接一根引导向上的测压管,每根测压管内分别安装有一个液位传感器,上渗透室的顶部安装有挡水帽,挡水帽的底部位置连接有出水管,出水管的管路上安装有流量计,数据采集器的信号输入端分别与液位传感器的信号输出端和流量计的信号输出端连接。本实用新型的优点在于:可以同时测量两种试样介质的渗透系数,且在测压管内安装有液位传感器,在出水管安装有流量计,实现了试验数据的自动采集、分析和计算,提高了实验的精度。

Description

一种达西渗透实验仪
技术领域
本实用新型涉及实验仪器技术领域,特别是一种达西渗透实验仪。
背景技术
达西渗流实验是地下水文学教学中必须的实验之一,达西渗透仪是进行渗流实验的专门仪器。目前实验室采用的达西渗透实验仪每次只能测量一种试样介质的渗透系数,每次装入、取出试样都比较复杂。虽然实验系统水流采用的是自循环,但对水流、水压的稳定性没有进行严格控制,且渗流实验中测压管水头读数靠的是人工目测,流量是采用量筒和秒表测量,读数繁琐,容易导致实验误差,导致实验精度不够。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种达西渗透实验仪,在实验过程中可以同时测量两种试样介质的渗透系数,且在测压管内安装有液位传感器,在出水管安装有流量计,实现了试验数据的自动采集和分析,提高了数据的精度。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种达西渗透实验仪,包括水池、水泵、渗透仪、测压管、流量计和数据采集器,水池内的两侧竖直固定有溢流板,所述水泵置于两块溢流板之间的水池内,所述渗透仪自下而上的由稳水箱、下渗透室和上渗透室组成,所述水泵与稳水箱通过上水管连通,在稳水箱内固定有挡水板,所述挡水板正对上水管的出水口,所述下渗透室的底面设有下透水板,所述上渗透室的顶面设有上透水板,所述下渗透室与上渗透室之间由过滤网隔开,所述上渗透室的侧壁上和所述下渗透室的侧壁上分别在竖直方向上开有三个间隔距离相等的测压孔,每个测压孔分别连接一根引导向上的测压管,每根测压管内分别安装有一个液位传感器,所述上渗透室的顶部安装有挡水帽,所述挡水帽的底部位置连接有出水管,所述出水管的管路上安装有流量计,所述数据采集器的信号输入端分别与液位传感器的信号输出端和流量计的信号输出端连接。
进一步地,所述水池的侧边设有进水口,该进水口与进水管连接,在进水管的管路上安装有进水阀,所述溢流板的上沿高于进水口的高度,且低于水池的上沿。
进一步地,所述水池的底部设有排放口,所述排放口位于两块溢流板之间,该排放口与排放管连接,在排放管的管路上安装有排放阀。
进一步地,所述水池的底板设有卡槽,所述水泵可拆卸地固定在卡槽内。
进一步地,所述水泵的下方连接有可调节抽水大小的调节开关。
进一步地,所述渗透仪的一侧固定有测压板,所有测压管均固定安装在测压板上,每根测压管的管路上均安装有排气阀。
进一步地,所述稳水箱的侧边设有溢流口,该溢流口高于挡水板,该溢流口与溢流管的一端连接,在溢流管的管路上安装有溢水阀,所述溢流管的另一端伸入水池的侧壁与溢流板之间的空间内。
进一步地,所述渗透仪的另一侧设有接水槽,所述接水槽位于出水管的正下方,从出水管出来的水掉入接水槽,所述接水槽的侧壁与排水管的一端连接,所述排水管的另一端伸入水池的侧壁与溢流板之间的空间内。
进一步地,所述渗透仪的外筒为有机玻璃制成的圆筒,所述下透水板和上透水板为均匀布设有透水孔的圆板,所述下渗透室和所述上渗透室内装有不同的试验介质。
进一步地,所述挡水板由有机玻璃材料制成。
本实用新型具有以下优点:
1、本实用新型在水池内装有溢水板,在稳水箱中设置有挡水板和溢水口,保证了水头的平稳性,使得实验结果更加精准可靠。
2、利用液位传感器和流量计测量水头和流量,并将数据传递给数据采集器,实现了数据的自动采集、传输、分析和计算,实验数据误差小。
3、本实用新型可以同时测量两种试样介质的渗透系数,避免了重复试验的繁琐,提高了工作效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图中:1-水池,2-进水管,3-溢流板,4-排放管,5-水泵,6-上水管,7-渗透仪,8-稳水箱, 9-下渗透室,10-上渗透室,11-挡水板,12-下透水板,13-过滤网,14-上透水板,15-挡水帽, 16-测压管,17-测压板,18-液位传感器,19-溢流管,20-出水管,21-流量计,22-接水槽,23- 排水管,24-数据采集器,25-进水阀,26-排放阀,27-卡槽,28-调节开关,29-排气阀,30- 溢水阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述,但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示,一种达西渗透实验仪,包括水池1、水泵5、渗透仪7、测压管16、流量计21和数据采集器24,水池1内的两侧竖直固定有溢流板3,所述水泵5置于两块溢流板 3之间的水池1内,所述渗透仪7自下而上的由稳水箱8、下渗透室9和上渗透室10组成,所述水泵5与稳水箱8通过上水管6连通,在稳水箱8内固定有挡水板11,所述挡水板11 正对上水管6的出水口,防止水泵5抽入的水直接冲击试验介质底部,所述下渗透室9的底面设有下透水板12,下透水板12能够防止其上方的试验介质漏出,同时又不影响水流进入,所述上渗透室10的顶面设有上透水板14,所述下渗透室9与上渗透室10之间由过滤网13 隔开,防止两种不同的试验介质相互掺杂在一起影响实验结果,所述上渗透室10的侧壁上和所述下渗透室9的侧壁上分别在竖直方向上开有三个间隔距离相等的测压孔,每个测压孔分别连接一根引导向上的测压管16,每个测压管16上设有排气阀29,作为优选地,测压管16 为玻璃测压管,每根测压管16内分别安装有一个液位传感器18,所述上渗透室10的顶部安装有挡水帽15,挡水帽15与上渗透室10的侧壁密封连接,而上渗透室10顶部的上透水板 14位于挡水帽15内侧,渗出的水可从上透水板14进入挡水帽15内,所述挡水帽15的底部位置连接有出水管20,所述出水管20的管路上安装有流量计21,所述数据采集器24的信号输入端分别与液位传感器18的信号输出端和流量计21的信号输出端连接,液位传感器18自动测量水头,并将数据传递给数据采集器24,数据采集器24将所收集的数据进行分析,当每种试验介质三个测压管16相邻水头差相同时,表明气体已排完,可以进行流量的采集,流量计21将不同时刻的流量数据传递给数据采集器24。数据采集器24根据收集到的流量数据和水头差数据自动计算出两种试验介质的渗透系数。
进一步地,所述水池1的侧边设有进水口,该进水口与进水管2连接,在进水管2的管路上安装有进水阀25,所述溢流板3的上沿高于进水口的高度,且低于水池1的上沿,可以缓冲进水管2进入水池1的水流。
进一步地,所述水池1的底部设有排放口,所述排放口位于两块溢流板3之间,该排放口与排放管4连接,在排放管4的管路上安装有排放阀26。
进一步地,所述水池1的底板设有卡槽27,所述水泵5可拆卸地固定在卡槽27内,实验完成后将水泵5从上水管6中取下,同时将水泵5从卡槽27中取出后,将水泵5从水池 1中取出,防止水池1中残留的水分和渗透仪7中倒流的水使水泵5生锈。
进一步地,所述水泵5的下方连接有可调节抽水大小的调节开关28,通过控制调节开关28,调节水泵5的抽水大小,可以测不同流量下两种试验介质的渗透系数。
进一步地,所述渗透仪7的一侧固定有测压板17,所有测压管16均固定安装在测压板17上,每根测压管16的管路上均安装有排气阀29,确保试验饱和时能排除试验内滞留的气体。当试验介质相邻测压管水头差不一致时,继续打开相应的排气阀29进行排气,直至水头差一致,就开始采集流量数据。
进一步地,所述稳水箱8的侧边设有溢流口,该溢流口高于挡水板11,该溢流口与溢流管19的一端连接,在溢流管19的管路上安装有溢水阀30,所述溢流管19的另一端伸入水池1的侧壁与溢流板3之间的空间内。当调节开关28调节水泵5的抽水量时,可以先打开溢水阀30,当抽水量稳定时,关闭溢水阀30。
进一步地,所述渗透仪7的另一侧设有接水槽22,所述接水槽22位于出水管20的正下方,从出水管20出来的水掉入接水槽22,所述接水槽22的侧壁与排水管23的一端连接,所述排水管23的另一端伸入水池1的侧壁与溢流板3之间的空间内,实现了水的自循环。
进一步地,所述渗透仪7的外筒为有机玻璃制成的圆筒,具有可透视性和耐腐蚀性的性能,所述下透水板12和上透水板14为均匀布设有透水孔的圆板,所述下渗透室9和所述上渗透室10内装有不同的试验介质。
进一步地,所述挡水板11由有机玻璃材料制成。
本实用新型的工作过程如下:通过进水管2向水池1内加入水,当加到一定程度后,水漫过溢流板3进入两块溢流板3之间的水池1空间内,调节调节开关28,使得水泵5将水通过上水管6抽入稳水箱8内,水流冲击在挡水板11上,可避免水流直接冲在下透水板12 上,打开溢水阀30,当抽水量稳定时,关闭溢水阀30,从溢流管19流出的水回流至水池1 内,水流从下透水板12进入下渗透室9内,再经过滤网13进入上渗透室10内,最终水流从上透水板14进入挡水帽15,在渗透过程中,经过液位传感器18测量各自的水头,并将液位数据传递给数据采集器24,当每种试验介质的三个测压管16相邻水头差相同时,表明气体已经排完,可以进行流量的采集,流量采集的具体过程是:挡水帽15将流出的水收集并经过出水管20排出,排出过程中,流量计21将流量数据采集并发送至数据采集器24内。而当相邻水头差不一致时,继续打开相应的排气阀29进行排气,直至相邻水头差一致,就开始采集流量数据。数据采集器24根据收集到的流量数据和水头差数据计算出两种试验介质的渗透系数。缓慢开动调节开关28,调节流量大小,重复上述实验步骤,将不同流量下的渗透系数求平均值,最终可得到两种试验介质的渗透系数K。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型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,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种达西渗透实验仪,其特征在于:包括水池(1)、水泵(5)、渗透仪(7)、测压管(16)、流量计(21)和数据采集器(24),水池(1)内的两侧竖直固定有溢流板(3),所述水泵(5)置于两块溢流板(3)之间的水池(1)内,所述渗透仪(7)自下而上的由稳水箱(8)、下渗透室(9)和上渗透室(10)组成,所述水泵(5)与稳水箱(8)通过上水管(6)连通,在稳水箱(8)内固定有挡水板(11),所述挡水板(11)正对上水管(6)的出水口,所述下渗透室(9)的底面设有下透水板(12),所述上渗透室(10)的顶面设有上透水板(14),所述下渗透室(9)与上渗透室(10)之间由过滤网(13)隔开,所述上渗透室(10)的侧壁上和所述下渗透室(9)的侧壁上分别在竖直方向上开有三个间隔距离相等的测压孔,每个测压孔分别连接一根引导向上的测压管(16),每根测压管(16)内分别安装有一个液位传感器(18),所述上渗透室(10)的顶部安装有挡水帽(15),所述挡水帽(15)的底部位置连接有出水管(20),所述出水管(20)的管路上安装有流量计(21),所述数据采集器(24)的信号输入端分别与液位传感器(18)的信号输出端和流量计(21)的信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种达西渗透实验仪,其特征在于:所述水池(1)的侧边设有进水口,该进水口与进水管(2)连接,在进水管(2)的管路上安装有进水阀(25),所述溢流板(3)的上沿高于进水口的高度,且低于水池(1)的上沿。
3.根据权利要求1所述的一种达西渗透实验仪,其特征在于:所述水池(1)的底部设有排放口,所述排放口位于两块溢流板(3)之间,该排放口与排放管(4)连接,在排放管(4)的管路上安装有排放阀(26)。
4.根据权利要求1所述的一种达西渗透实验仪,其特征在于:所述水池(1)的底板设有卡槽(27),所述水泵(5)可拆卸地固定在卡槽(27)内。
5.根据权利要求1或4所述的一种达西渗透实验仪,其特征在于:所述水泵(5)的下方连接有可调节抽水大小的调节开关(28)。
6.根据权利要求1所述的一种达西渗透实验仪,其特征在于:所述渗透仪(7)的一侧固定有测压板(17),所有测压管(16)均固定安装在测压板(17)上,每根测压管(16)的管路上均安装有排气阀(29)。
7.根据权利要求1所述的一种达西渗透实验仪,其特征在于:所述稳水箱(8)的侧边设有溢流口,该溢流口高于挡水板(11),该溢流口与溢流管(19)的一端连接,在溢流管(19)的管路上安装有溢水阀(30),所述溢流管(19)的另一端伸入水池(1)的侧壁与溢流板(3)之间的空间内。
8.根据权利要求6所述的一种达西渗透实验仪,其特征在于:所述渗透仪(7)的另一侧设有接水槽(22),所述接水槽(22)位于出水管(20)的正下方,从出水管(20)出来的水掉入接水槽(22),所述接水槽(22)的侧壁与排水管(23)的一端连接,所述排水管(23)的另一端伸入水池(1)的侧壁与溢流板(3)之间的空间内。
9.根据权利要求1所述的一种达西渗透实验仪,其特征在于:所述渗透仪(7)的外筒为有机玻璃制成的圆筒,所述下透水板(12)和上透水板(14)为均匀布设有透水孔的圆板,所述下渗透室(9)和所述上渗透室(10)内装有不同的试验介质。
10.根据权利要求1所述的一种达西渗透实验仪,其特征在于:所述挡水板(11)由有机玻璃材料制成。
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