CN210487559U - 一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，用倾斜管道来模拟重力污水管，将混凝土试件置于倾斜管道中，并向倾斜管道中倒入污水，模拟污水对混凝土的腐蚀过程，其中设置的盐度调节组件可以对污水的盐度进行调节，倾斜管道的出水管流出的污水经过循环管道流经水轮并带动水轮转动，水轮带动半边齿轮、从动齿轮以及出料板转动，出料板转动时其上设置的第二通孔会与出料盒底面的第一通孔部分对齐，从而位于出料盒内部的盐粒可以掉入到倾斜管道中，改变污水的盐度，同时倾斜管道内设置的加热棒可以对污水温度进行改变，从而可以模拟不同温度不同盐度下的污水对混凝土的腐蚀过程，为高温高盐地区装设混凝土污水管提供理论支撑。

Description

一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器

技术领域

本实用新型涉及混凝土腐蚀实验技术领域，特别涉及一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器。

背景技术

随着我国经济社会的快速发展和城镇化进程的不断加速，生活污水排放量正在逐年增加，在城市环境工程中，用来输送污水的管道多为混凝土材质，因处于热带沿海区域的高温高盐条件为污水管道内部的硫功能微生物提供了适宜的生长环境，同时污水内部的营养物质可以作为硫功能微生物的营养基质，因其代谢产生的生物硫酸会与混凝土材质的污水管道反应，从在引起混凝土结构膨胀性破坏，使其服役能力失效。

由于混凝土污水管网的腐蚀过程较为漫长，且混凝土污水管网长期处于地下，因此对于混凝土污水管网的腐蚀研究常采用加速腐蚀的试验方法，然而现有的试验方法都是针对于污水流速、污水浓度等情况下的试验，没有专门的针对高温高盐状态下混凝土腐蚀的试验装置，因此无法对混凝土受污水的腐蚀进行全面伸入的了解。

实用新型内容

鉴以此，本实用新型提出一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，模拟高温高盐地区下混凝土污水管的腐蚀过程，并且可以不断地提高污水的盐度以及改变污水的温度，以此来分析不同温度和不同盐度下混凝土的腐蚀状况。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，包括倾斜管道、混凝土试件、循环组件、温度调节组件以及盐度调节组件，所述混凝土试件设置在倾斜管道内部，所述倾斜管道包括循环入水管以及出水管，所述循环入水管高于出水管，所述循环组件连通循环入水管以及出水管，所述盐度调节组件连通倾斜管道以及循环组件；所述温度调节组件包括设置在倾斜管道内的加热棒和温度传感器；所述盐度调节组件包括水轮、半边齿轮、从动齿轮、出料板以及出料盒，所述出料盒底面设置有连通到倾斜管道内的第一通孔，所述水轮设置在出料盒外部并位于循环组件内，所述半边齿轮、从动齿轮以及出料板设置在出料盒内，所述水轮与半边齿轮通过转轴同步连接，所述从动齿轮以及出料板通过转轴同步连接，所述半边齿轮与从动齿轮啮合连接，所述出料板位于出料盒底面上方，且所述出料板上设置有第二通孔。

优选的，所述循环组件包括循环管道、水泵以及阀门，所述循环管道连通循环入水管以及出水管，所述水轮设置在循环管道内，所述水泵以及阀门设置在循环管道上。

优选的，还包括搅拌电机以及搅拌杆，所述搅拌电机设置在倾斜管道外部，所述搅拌杆设置在倾斜管道内部，所述搅拌电机的输出轴伸入到倾斜管道内部并与搅拌杆连接。

优选的，所述倾斜管道还包括盖板，所述盖板设置在倾斜管道的侧面。

优选的，所述倾斜管道还包括污水入水管，所述污水入水管高于出水管。

优选的，还包括盐度传感器，所述盐度传感器设置在倾斜管道内。

优选的，所述出料盒上设置有门体。

优选的，所述混凝土试件为圆柱形结构，其外表面设置有滑条，所述倾斜管道内部设置有滑槽，所述滑条插入到滑槽中，所述搅拌杆穿过混凝土试件中部。

优选的，所述混凝土试件为立方体结构，所述倾斜管道内部设置有凹槽，所述混凝土试件设置在凹槽上，所述搅拌杆位于混凝土试件上方。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，将混凝土试件置于倾斜管道中，在倾斜管道中倒入污水，污水在重力条件下顺着倾斜管道下流，模拟重力污水管的污水排放，污水从倾斜管道的出水管经过循环组件后重新进入到倾斜管道中，实现污水的循环流动，而循环组件在对污水进行运输时，污水会带动位于其内部的水轮的转动，使得半边齿轮转动，并同时带动从动齿轮和出料板的转动，出料板上设置有第二通孔，出料板在转动时其第二通孔会与出料盒底面的第一通孔部分对齐，从而位于出料盒内部的盐粒可以顺着第二通孔以及第一通孔进入到倾斜管道中，从而改变污水的盐度，同时倾斜管道内部的加热棒和温度传感器可以及时精准地改变污水的温度，模拟不同温度和不同盐度下的混凝土腐蚀过程，为混凝土在高温高盐地区的腐蚀研究提供支撑，同时设置的半边齿轮可以实现间歇性的带动从动齿轮的转动，从而盐粒添加的速度不会过快，保证试验的有序进行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器的第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器的第一实施例的盐度调节组件的结构示意图；

图3为本实用新型的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器的半边齿轮和从动齿轮的连接结构示意图；

图4为本实用新型的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器的第一实施例的倾斜管道和混凝土试件的连接结构示意图；

图5为本实用新型的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器的第二实施例的倾斜管道和混凝土试件的连接结构示意图；

图中，1为倾斜管道，2为混凝土试件，3为循环入水管，4为出水管，5为水轮，6为半边齿轮，7为从动齿轮，8为出料板，9为出料盒，10为第一通孔，11为转轴，12为第二通孔，13为循环管道，14为水泵，15为阀门，16为搅拌电机，17为搅拌杆，18为盖板，19为污水入水管，20为盐度传感器，21为温度传感器，22为加热棒，23为门体，24为滑条，25为滑槽，26为凹槽。

具体实施方式

为了更好理解本实用新型技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

参见图1至图4，本实用新型提供的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，包括倾斜管道1、混凝土试件2、循环组件、温度调节组件以及盐度调节组件，所述混凝土试件2设置在倾斜管道1内部，所述倾斜管道1包括循环入水管3以及出水管4，所述循环入水管3高于出水管4，所述循环组件连通循环入水管3以及出水管4，所述盐度调节组件连通倾斜管道1以及循环组件；所述温度调节组件包括设置在倾斜管道1内的加热棒22和温度传感器21；所述盐度调节组件包括水轮5、半边齿轮6、从动齿轮7、出料板8以及出料盒9，所述出料盒9底面设置有连通到倾斜管道1内的第一通孔10，所述水轮5设置在出料盒9外部并位于循环组件内，所述半边齿轮6、从动齿轮7以及出料板8设置在出料盒9内，所述水轮5与半边齿轮6通过转轴11同步连接，所述从动齿轮7以及出料板8通过转轴11同步连接，所述半边齿轮6与从动齿轮7啮合连接，所述出料板8位于出料盒9底面上方，且所述出料板8上设置有第二通孔12。

在本实施例中，倾斜管道1倾斜设置，通过循环入水管3可以将污水倒入到倾斜管道1中，将混凝土试件2放入到倾斜管道1中，从而可以模拟重力污水管中污水对混凝土的腐蚀过程，通过循环组件将出水管4以及循环入水管3连通，从而可以实现污水的循环使用，通过对倾斜管道1内污水的各参数进行更改，从而可以研究不同的参数状况下的污水对于混凝土的腐蚀效果，为混凝土的腐蚀研究提供支撑。

而本实施例主要研究的是温度和盐度对于混凝土腐蚀的影响，在倾斜管道1内设置加热棒22和温度传感器21，可以改变倾斜管道1内污水的温度，模拟不同温度下污水对混凝土腐蚀的研究；在倾斜管道1上方设置了盐度调节组件，盐度调节组件包括水轮5、出料盒9、半边齿轮6、从动齿轮7、出料板8等部件，出料盒9底面设置有第一通孔10，第一通孔10连通到倾斜管道1内部，其中水轮5位于出料盒9上方并处于循环组件中，其他部件位于出料盒9内部，当污水在循环组件内流动时，会带动水轮5发生转动，从而水轮5会带动与其同轴连接的位于出料盒9内部的半边齿轮6的转动，半边齿轮6带动与其啮合连接的从动齿轮7转动，使得与从动齿轮7同轴连接的出料板8发生转动，在出料板8上设置有第二通孔12，出料板8位于出料盒9底面上方，出料板8在转动的过程中，第二通孔12会与第一通孔10部分对齐，将盐粒放置在出料盒9内部，在第一通孔10与第二通孔12部分对齐时，盐粒可以掉入到倾斜管道1中，改变污水的盐度，从而可以实现不同盐度的污水对混凝土腐蚀的研究。

而为了防止盐粒过多的掉入到倾斜管道1内，所设置的半边齿轮6可以间歇性的带动从动齿轮7的转动，从而盐粒添加的速度不会过快，保证试验可以有序的进行，同时通过第一通孔10和第二通孔12部分对齐的方式来添加盐粒，也可以减缓盐粒添加的速度。

在整个试验过程中，试验人员无需手动添加盐粒，盐粒可以随着时间自动添加到污水当中，污水温度可以通过加热棒进行改变，从而可以模拟高温高盐地区的混凝土腐蚀过程，在试验过程中，试验人员可以随时停止整个反应器的工作，并对混凝土试件2的腐蚀状况进行查看。

优选的，所述循环组件包括循环管道13、水泵14以及阀门15，所述循环管道13连通循环入水管3以及出水管4，所述水轮5设置在循环管道13内，所述水泵14以及阀门15设置在循环管道13上。

水泵14将出水管4流出的污水抽入到循环管道13中，污水可以带动循环管道13内的水轮5的转动，水轮5的转动决定了盐粒的添加量，对此，本实施例在循环管道13上设置了阀门15，可以调节污水流量的大小，阀门15设置在出水管4和水轮5之间的循环管道13上。

优选的，还包括搅拌电机16以及搅拌杆17，所述搅拌电机16设置在倾斜管道1外部，所述搅拌杆17设置在倾斜管道1内部，所述搅拌电机16的输出轴伸入到倾斜管道1内部并与搅拌杆17连接。

本实施例还提供了搅拌功能，搅拌电机16可以带动搅拌杆17对倾斜管道1内的污水进行搅拌，可以使得污水与污泥充分的搅拌均匀，防止污水的不均匀对腐蚀研究造成影响。

优选的，所述倾斜管道1还包括盖板18，所述盖板18设置在倾斜管道1的侧面。

盖板18用于密封倾斜管道1的侧面，由于在进行试验前，需要将混凝土试件2放入到倾斜管道1中，在试验完成后，也需要将混凝土试件2取出，因此将盖板18设置为可拆卸式的，可以采用卡扣或者碰珠等连接方式与倾斜管道1的主体进行连接，如图1所示为采用碰珠结构进行连接。

优选的，所述倾斜管道1还包括污水入水管19，所述污水入水管19高于出水管4。

本实用新型可以通过循环入水管3倒入污水后，再将循环管道13与循环入水管3连接，为了减少拆装循环管道13的步骤，在倾斜管道1上设置了另一个入水管，即污水入水管19，污水可以直接从污水入水管19中倾倒到倾斜管道1中，提高试验的效率。

优选的，还包括盐度传感器20，所述盐度传感器20设置在倾斜管道1内。

盐度传感器20用于检测污水的盐浓度，温度传感器21则用于检测污水的温度，通过外部设置的上位机可以实时的查看当前污水盐浓度以及温度，当污水内的盐浓度达到一定值时，可以停止试验过程，将混凝土试件2取出并记录腐蚀状况，然后再将混凝土试件2放入到倾斜管道1中，重复进行试验并不断提高污水盐浓度，通过设置的加热棒22可以同时模拟高温状态下的污水对混凝土的腐蚀影响。

具体的，盐度传感器20可以采用SAL-BTA型盐度传感器20，温度传感器21可以使用pt100温度传感器21。

优选的，所述出料盒9上设置有门体23。

通过设置的门体23可以开启出料盒9，从而可以向出料盒9内添加盐粒。

优选的，所述混凝土试件2为圆柱形结构，其外表面设置有滑条24，所述倾斜管道1内部设置有滑槽25，所述滑条24插入到滑槽25中，所述搅拌杆17穿过混凝土试件2中部。

本实施例优选的混凝土试件2为圆柱形结构，混凝土试件2上设置的滑条24可以供其方便的插入到倾斜管道1中，混凝土试件2采用圆柱形结构可以真实的模拟混凝土水管受到污水腐蚀的过程。

如图5所示的第二实施例，第二实施例与第一实施例的区别在于，所述混凝土试件2为立方体结构，所述倾斜管道1内部设置有凹槽26，所述混凝土试件2设置在凹槽26上，所述搅拌杆17位于混凝土试件2上方。

第二实施例的混凝土试件2为立方体结构，相应的在倾斜管道1底部设置了凹槽26，可以将混凝土试件2置于凹槽26中进行相应的腐蚀模拟试验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，其特征在于，包括倾斜管道、混凝土试件、循环组件、温度调节组件以及盐度调节组件，所述混凝土试件设置在倾斜管道内部，所述倾斜管道包括循环入水管以及出水管，所述循环入水管高于出水管，所述循环组件连通循环入水管以及出水管，所述盐度调节组件连通倾斜管道以及循环组件；所述温度调节组件包括设置在倾斜管道内的加热棒和温度传感器；所述盐度调节组件包括水轮、半边齿轮、从动齿轮、出料板以及出料盒，所述出料盒底面设置有连通到倾斜管道内的第一通孔，所述水轮设置在出料盒外部并位于循环组件内，所述半边齿轮、从动齿轮以及出料板设置在出料盒内，所述水轮与半边齿轮通过转轴同步连接，所述从动齿轮以及出料板通过转轴同步连接，所述半边齿轮与从动齿轮啮合连接，所述出料板位于出料盒底面上方，且所述出料板上设置有第二通孔。

2.根据权利要求1所述的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，其特征在于，所述循环组件包括循环管道、水泵以及阀门，所述循环管道连通循环入水管以及出水管，所述水轮设置在循环管道内，所述水泵以及阀门设置在循环管道上。

3.根据权利要求1所述的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，其特征在于，还包括搅拌电机以及搅拌杆，所述搅拌电机设置在倾斜管道外部，所述搅拌杆设置在倾斜管道内部，所述搅拌电机的输出轴伸入到倾斜管道内部并与搅拌杆连接。

4.根据权利要求1所述的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，其特征在于，所述倾斜管道还包括盖板，所述盖板设置在倾斜管道的侧面。

5.根据权利要求1所述的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，其特征在于，所述倾斜管道还包括污水入水管，所述污水入水管高于出水管。

6.根据权利要求1所述的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，其特征在于，还包括盐度传感器，所述盐度传感器设置在倾斜管道内。

7.根据权利要求1所述的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，其特征在于，所述出料盒上设置有门体。

8.根据权利要求3所述的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，其特征在于，所述混凝土试件为圆柱形结构，其外表面设置有滑条，所述倾斜管道内部设置有滑槽，所述滑条插入到滑槽中，所述搅拌杆穿过混凝土试件中部。

9.根据权利要求3所述的一种模拟高温高盐地区快速腐蚀的混凝土材料反应器，其特征在于，所述混凝土试件为立方体结构，所述倾斜管道内部设置有凹槽，所述混凝土试件设置在凹槽上，所述搅拌杆位于混凝土试件上方。

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