CN211262657U - 一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置，涉及工程施工技术领域。本实用新型的结构包括，容器，容器的顶侧壁通孔内设置有入料口，所述容器的右侧壁通孔内设置有出料口，所述容器的容腔内配制流体；搅拌器，搅拌器结构包括电机和动力轴，所述电机带动动力轴转动，所述动力轴转动带动搅拌叶转动，使搅拌叶搅动容腔中的流体；流动装置，流动装置包括一号泵和流体管道，所述一号泵将容腔内流体泵入流体管道中，所述流体管道的流体涌入岩体下层；回收装置，回收装置结构包括过滤器、水箱和二号泵，所述回收装置回收岩体模拟箱中的水。本实用新型设置搅拌器可均匀搅拌流体。本实用新型设置回收装置可循环利用水达到环保的效果。

Description

一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置

技术领域

本实用新型涉及工程施工技术领域，特别是涉及一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置。

背景技术

许多重要的地下资源如地下水、油气及地热等都只能在裂隙高度发展的岩层中开采，而核废料的深埋、地下贮库的运行等则需尽量减少岩体中的流体渗透。自然状态下完整岩块的渗透系数极小，流体在岩体内运动主要表现为裂隙中流动，因此岩体裂隙的流动是工程研究难点。现有技术改进实验室的设施做岩体裂隙突涌水模型试验，试验需要流体流动模拟装置来模拟里岩层中流动的流体。但因地理环境的不同，岩体下的流体是不同物质的混合物，因不同混合物流体的密度不同，故在岩体裂隙中的流动易不同，现有技术试验时需要更换流体容器以更换不同流体试验，故试验过程操作复杂。现有技术的岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置的流体试验过后直接排出，浪费水资源。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术操作复杂，且浪费水资源。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置，包括，

容器，容器呈圆柱体空腔结构，所述容器空腔为容腔，所述容器的顶侧壁通孔内设置有入料口，所述容器的右侧壁通孔内设置有出料口，所述容器的容腔内配制流体；

搅拌器，搅拌器设置在容器中，所述搅拌器结构包括，电机，电机设置在容器的左边，所述电机固定安装在容器左侧壁上，所述电机右端连接动力轴，所述电机带动动力轴转动；动力轴，动力轴呈圆柱体结构，所述动力轴设置在容腔的中心轴线部位，所述动力轴固定连接有搅拌叶，所述动力轴转动带动搅拌叶转动，使搅拌叶搅动容腔中的流体，使泥沙混合均匀；

流动装置，流动装置设置在容器的右边，所述流动装置包括，一号泵，一号泵的入口与出料口连通，所述一号泵的出口与流体管道左端连通，所述一号泵将容腔内流体以设定速度和流量泵入流体管道中；流体管道，流体管道的右端连通岩体模拟箱中的岩体，所述流体管道的流体涌入岩体下层，以模拟突涌水涌入岩体；

回收装置，回收装置设置在岩体模拟箱下，所述回收装置结构包括，过滤器，过滤器的顶端入口上方正对岩体模拟箱的排液口，所述过滤器底端出口连通水箱，所述过滤器过滤岩体模拟箱中排出液体中的泥沙；水箱，水箱设置在过滤器下方，所述水箱的出水口连通二号泵的入口，所述水箱储备流体所需用水；二号泵，二号泵的出口连通水管一端，所述水管另一端连通容器的入水口，所述二号泵将水箱中的水泵入容器的容腔中，以达到水的循环利用的效果。

作为本实用新型进一步的方案：所述流体管道结构包括，总管道，总管道左端连通一号泵的出口，所述总管道右端连通支管左端，所述总管道接受一号泵泵出的流体；支管，支管呈管状结构，所述支管的左端连接总管道，所述支管右端连通岩体模拟箱中的岩体，所述支管控制流体的速度。

作为本实用新型进一步的方案：所述支管有五根，所述五根支管从后到前分别为一号支管、二号支管、三号支管、四号支管、五号支管，所述二号支管的口径为一号支管口径的4/3，所述二号支管的口径为一号支管口径的5/3，所述三号支管的口径为一号支管口径的2/1，所述四号支管的口径为一号支管的7/3，所述五号支管的口径为一号支管的8/3，所述五根支管可通过不同速度的流体。

作为本实用新型进一步的方案：所述每根支管的左端设置有一号阀门，所述一号阀门控制支管的流通。

作为本实用新型进一步的方案：所述入料口的顶部呈漏斗状，所述漏斗状的入料口可避免倾倒泥沙时洒出。

作为本实用新型进一步的方案：所述搅拌叶呈弧形结构，所述搅拌叶弧形搅拌叶可将容腔底部的泥沙向上卷动，可防止泥沙在容腔底部积淤。

作为本实用新型进一步的方案：所述过滤器中设置有两层过滤网，所述第一层过滤网为60目，所述第二层过滤网为100目，所述过滤器可过滤掉排除液体中的泥沙。

作为本实用新型进一步的方案：所述容器底侧壁的通孔中设置有排淤口，所述排淤口在清洗容腔时排掉泥水。

作为本实用新型进一步的方案：所述排淤口上设置有一号阀门，所述一号阀门可控制排淤口的流通。

作为本实用新型进一步的方案：所述入水口设置在容器的顶侧壁的通孔内，以便于水的流入。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型设置搅拌器，使用时，二号泵抽取水箱中定量的水注入容腔内，向入料口中投入定量的泥沙；电机驱动动力轴转动，动力轴带动搅拌叶转动，搅拌叶将容腔底部的泥沙向上卷动，使泥沙均匀混合在水中；一号泵以一定流量将容腔中的流体向流体管道中泵入，打开所需速度对应的支管的一号阀门，总管道中的流体流入岩体模拟箱，所述流体流入岩体下层。本实用新型设置搅拌器可均匀搅拌流体。

(2)本实用新型设置回收装置，岩体模拟箱中的流体从排液口排入过滤器中，过滤器过滤掉流体中的泥沙，过滤后的水流入水箱中；二号泵可向水泵入容腔中。本实用新型设置回收装置可循环利用水达到环保的效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为流体管道俯视结构图。

其中：容器1、容腔2、电机3、动力轴4、搅拌叶5、入料口6、出料口 7、流体管道8、总管道81、一号阀门82、一号支管83、二号支管84、三号支管85、四号支管86、五号支管87、一号泵9、岩体模拟箱10、排液口11、过滤器12、水箱13、二号泵14、水管15、入水口16、排淤口17、二号阀门 18。

具体实施方式

本实施例提供的一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置，结构如图1所示，包括，

容器1，容器1呈圆柱体空腔结构，所述容器1空腔为容腔2，所述容器 1的顶侧壁通孔内设置有入料口6，所述容器1的右侧壁通孔内设置有出料口 7，所述容器1的容腔2内配制流体；

搅拌器，搅拌器设置在容器1中，所述搅拌器结构包括，电机3，电机3 设置在容器1的左边，所述电机3固定安装在容器1左侧壁上，所述电机3 右端连接动力轴4，所述电机3带动动力轴4转动；动力轴4，动力轴4呈圆柱体结构，所述动力轴4设置在容腔2的中心轴线部位，所述动力轴4固定连接有搅拌叶5，所述动力轴4转动带动搅拌叶5转动，使搅拌叶5搅动容腔 2中的流体，使泥沙混合均匀；

流动装置，流动装置设置在容器1的右边，所述流动装置包括，一号泵9，一号泵9的入口与出料口7连通，所述一号泵9的出口与流体管道8左端连通，所述一号泵9将容腔内流体以设定速度和流量泵入流体管道8中；流体管道8，流体管道8的右端连通岩体模拟箱10中的岩体，所述流体管道8的流体涌入岩体下层，以模拟突涌水涌入岩体；

回收装置，回收装置设置在岩体模拟箱10下，所述回收装置结构包括，过滤器12，过滤器12的顶端入口上方正对岩体模拟箱10的排液口，所述过滤器12底端出口连通水箱13，所述过滤器12过滤岩体模拟箱10中排出液体中的泥沙；水箱13，水箱13设置在过滤器12下方，所述水箱13的出水口连通二号泵14的入口，所述水箱13储备流体所需用水；二号泵14，二号泵14 的出口连通水管15一端，所述水管15另一端连通容器的入水口16，所述二号泵14将水箱13中的水泵入容器1的容腔2中，以达到水的循环利用的效果。

所述流体管道8结构包括，总管道81，总管道81左端连通一号泵9的出口，所述总管道81右端连通支管左端，所述总管道81接受一号泵9泵出的流体；支管，支管呈管状结构，所述支管的左端连接总管道81，所述支管右端连通岩体模拟箱10中的岩体，所述支管控制流体的速度。

所述支管有五根，所述五根支管从后到前分别为一号支管83、二号支管 84、三号支管85、四号支管86、五号支管87，所述二号支管84的口径为一号支管83口径的4/3，所述二号支管84的口径为一号支管83口径的5/3，所述三号支管86的口径为一号支管83口径的2/1，所述四号支管86的口径为一号支管83的7/3，所述五号支管87的口径为一号支管83的8/3，所述五根支管可通过不同速度的流体。

所述每根支管的左端设置有一号阀门82，所述一号阀门82控制支管的流通。

所述入料口6的顶部呈漏斗状，所述漏斗状的入料口6可避免倾倒泥沙时洒出。

所述搅拌叶5呈弧形结构，所述搅拌叶5弧形搅拌叶5可将容腔2底部的泥沙向上卷动，可防止泥沙在容腔2底部积淤。

所述过滤器12中设置有两层过滤网，所述第一层过滤网为60目，所述第二层过滤网为100目，所述过滤器12可过滤掉排除液体中的泥沙。

所述容器1底侧壁的通孔中设置有排淤口17，所述排淤口17在清洗容腔 2时排掉泥水。

所述排淤口17上设置有一号阀门18，所述一号阀门18可控制排淤口17 的流通。

所述入水口16设置在容器1的顶侧壁的通孔内，以便于水的流入。

所述泵的型号选用为1PN，所述型号的泵为泥浆泵，所述泵的流量为 7.2m³/h。

本实用新型的工作原理：使用时，二号泵14抽取水箱13中定量的水注入容腔2内，向入料口6中投入定量的泥沙；电机3驱动动力轴4转动，动力轴4带动搅拌叶5转动，搅拌叶5将容腔2底部的泥沙向上卷动，使泥沙均匀混合在水中；一号泵9以一定流量将容腔2中的流体向流体管道8中泵入，打开所需速度对应的支管的一号阀门82，总管道81中的流体流入岩体模拟箱 10，所述流体流入岩体下层；岩体模拟箱10中的流体从排液口11排入过滤器中，过滤器12过滤掉流体中的泥沙，过滤后的水流入水箱13中；二号泵 14可向水泵入容腔2中。本实用新型设置搅拌器可均匀搅拌流体。本实用新型设置回收装置可循环利用水达到环保的效果。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置，其特征在于，包括，容器(1)，容器(1)呈圆柱体空腔结构，所述容器(1)空腔为容腔(2)，所述容器(1)的顶侧壁通孔内设置有入料口(6)，所述容器(1)的右侧壁通孔内设置有出料口(7)，所述容器(1)的容腔(2)内配制流体；搅拌器，搅拌器设置在容器(1)中，所述搅拌器结构包括，电机(3)，电机(3)设置在容器(1)的左边，所述电机(3)固定安装在容器(1)左侧壁上，所述电机(3)右端连接动力轴(4)，所述电机(3)带动动力轴(4)转动；动力轴(4)，动力轴(4)呈圆柱体结构，所述动力轴(4)设置在容腔(2)的中心轴线部位，所述动力轴(4)固定连接有搅拌叶(5)，所述动力轴(4)转动带动搅拌叶(5)转动，使搅拌叶(5)搅动容腔(2)中的流体，使泥沙混合均匀；流动装置，流动装置设置在容器(1)的右边，所述流动装置包括，一号泵(9)，一号泵(9)的入口与出料口(7)连通，所述一号泵(9)的出口与流体管道(8)左端连通，所述一号泵(9)将容腔内流体以设定速度和流量泵入流体管道(8)中；流体管道(8)，流体管道(8)的右端连通岩体模拟箱(10)中的岩体，所述流体管道(8)的流体涌入岩体下层，以模拟突涌水涌入岩体；回收装置，回收装置设置在岩体模拟箱(10)下，所述回收装置结构包括，过滤器(12)，过滤器(12)的顶端入口上方正对岩体模拟箱(10)的排液口，所述过滤器(12)底端出口连通水箱(13)，所述过滤器(12)过滤岩体模拟箱(10)中排出液体中的泥沙；水箱(13)，水箱(13)设置在过滤器(12)下方，所述水箱(13)的出水口连通二号泵(14)的入口，所述水箱(13)储备流体所需用水；二号泵(14)，二号泵(14)的出口连通水管(15)一端，所述水管(15)另一端连通容器的入水口(16)，所述二号泵(14)将水箱(13)中的水泵入容器(1)的容腔(2)中，以达到水的循环利用的效果。

2.根据权利要求1所述的一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置，其特征在于：所述流体管道(8)结构包括，总管道(81)，总管道(81)左端连通一号泵(9)的出口，所述总管道(81)右端连通支管左端，所述总管道(81)接受一号泵(9)泵出的流体；支管，支管呈管状结构，所述支管的左端连接总管道(81)，所述支管右端连通岩体模拟箱(10)中的岩体，所述支管控制流体的速度。

3.根据权利要求2所述的一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置，其特征在于：所述支管有五根，所述五根支管从后到前分别为一号支管(83)、二号支管(84)、三号支管(85)、四号支管(86)、五号支管(87)，所述二号支管(84)的口径为一号支管(83)口径的4/3，所述二号支管(84)的口径为一号支管(83)口径的5/3，所述三号支管(85)的口径为一号支管(83)口径的2/1，所述四号支管(86)的口径为一号支管(83)的7/3，所述五号支管(87)的口径为一号支管(83)的8/3，所述五根支管可通过不同速度的流体。

4.根据权利要求3所述的一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置，其特征在于：所述每根支管的左端设置有一号阀门(82)，所述一号阀门(82)控制支管的流通。

5.根据权利要求1所述的一种岩体裂隙突涌水模型试验中流体流动模拟装置，其特征在于：所述入料口(6)的顶部呈漏斗状，所述漏斗状的入料口(6)可避免倾倒泥沙时洒出。

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