CN219038767U - 一种梯度比渗透仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种检测土工合成材料耐淤堵性能的梯度比渗透仪，包括用于盛放测试用水的测试水箱，测试水箱的底壁上设有出水管，出水管连通测试水箱和夹持器，出水管上设有出水阀门，测试水箱内的测试用水可基于自重导入夹持器，测试水箱为密闭容器，测试水箱的顶壁设置有大气连通管，大气连通管的一端穿过测试水箱的顶壁并插入测试水箱内的测试用水中，大气连通管的另一端暴露于大气中。通过测试水箱控制压头，不需要设置溢流管控制水头，设备更加整洁，省略了循环水泵，设备运行成本更低，降低了测试误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程检测领域，尤其涉及用于检测土工合成材料耐淤堵性能的梯度比渗透仪。
背景技术
土工合成材料是土工织物、土工膜、土工复合材料和特种土工合成材料等高分子聚合物材料的总称，其广泛应用于水利、水电、公路、建筑、海港、采矿、军工等工程领域。耐淤堵性能是土工合成材料透水性能的表示指标之一。为检测土工合成材料的耐淤堵性能，现有的梯度比渗透仪为维持恒定的进水压头，采用精密的恒压泵固然可行，但价格昂贵。故实验室更多使用的结构参见图1，即通常在水箱上布设溢流管5，通过泵等将水源源不断通过进水管4的供入水箱，而后由出水口6(即梯度比渗透仪接口位置)排出，其恒定的压头为如图中H所示，为调整压头H，维持梯度比渗透仪接口(即出水口6)竖直位置不变，调整横梁7在竖直杆8的竖直高度。溢流管路的布置使得排水是个问题，且必须配备相应的管路使得管线复杂，维护成本高。另外需要供水泵不断的供水，浪费能耗是一方面，泵的振动也会对试验精度造成一定的影响。
发明内容
基于现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提出一种梯度比渗透仪，不需要设置溢流而控制水头稳定，包括：支撑架、测试水箱和夹持器；
支撑架用于支撑测试水箱和夹持器；
夹持器用于夹持待测试的土工合成材料；
测试水箱用于盛放测试用水，测试水箱的底壁上设有出水管，出水管连通测试水箱和夹持器，出水管上设有出水阀门，测试水箱内的测试用水可基于自重导入夹持器；
其中，测试水箱为密闭容器，测试水箱的顶壁设置有大气连通管，大气连通管的一端穿过测试水箱的顶壁并插入测试水箱内的测试用水中，大气连通管的另一端暴露于大气中。
进一步地，大气连通管通过滑动密封固定于测试水箱的顶壁。
进一步地，大气连通管的外周具有刻度标尺。
进一步地，测试水箱还设有进水管，进水管上设有进水阀门；和/或测试水箱的顶壁为可开启的密封盖。
进一步地，支撑架包括水平承载台、垂直支撑柱、第一支撑台和第二支撑台，垂直支撑柱竖直布置于水平承载台上，第一支撑台和第二支撑台分别布置于垂直支撑柱的不同高度上，第一支撑台用于承载测试水箱，第二支撑台用于承载夹持器。
进一步地，夹持器包括下夹持件和上夹持件，待测试的土工合成材料夹持固定于下夹持件和上夹持件之间，待测试的土工合成材料与下夹持件之间形成渗透水腔室，待测试的土工合成材料与上夹持件之间形成进水腔室，出水管连通至进水腔室，下夹持件设有连通渗透水腔室的渗透排水管，上夹持件设有连通进水腔室的排气管，排气管上设有排气阀门。
进一步地，下夹持件和上夹持件采用透明材质。
进一步地，测试水箱采用透明材质。
进一步地，测试水箱侧壁上设有刻度标尺。
本实用新型提出的梯度比渗透仪，不需要设置溢流管控制水头，设备更加整洁，省略了循环水泵，设备运行成本更低，降低了测试误差。
附图说明
图1为现有的控制恒定压头的结构示意图
图2为本实用新型的结构示意图
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：
参见图2，本实用新型提出一种梯度比渗透仪，包括：支撑架1、测试水箱2和夹持器3；支撑架1用于支撑测试水箱2和夹持器3；夹持器3用于夹持待测试的土工合成材料33，夹持器的布置并非本实用新型的改进，可以是现有的任意结构，例如众所周知的在土工合成材料33上部布置需求量的土样38，土样38距土工合成材料33的高度约100mm，夹持器3上布置多个测压管37，最高的测压管距土工合成材料33的高度约125mm，其次的是2个相对的测压管距土工合成材料33的高度约75mm，再次的2个相对的测压管距土工合成材料33的高度约25mm，最下方的测压管位于土工合成材料33的下方约25mm；测试水箱2用于盛放测试用水，测试水箱2的底壁21上设有出水管26，出水管26连通测试水箱2和夹持器3，出水管26上设有出水阀门27，测试水箱2内的测试用水可基于自重导入夹持器3。
其中测试水箱2为密闭容器，测试水箱2的顶壁23设置有大气连通管22，大气连通管22的一端穿过测试水箱2的顶壁23并插入测试水箱2内的测试用水中，大气连通管22的另一端暴露于大气中。由于容器密闭，而大气连通管22连通大气，即大气连通管22底端面压力为大气压，故测试实际水头即为大气连通管22底端与夹持器3上最高测压管37的位差H。
优选实施方式中，大气连通管22通过滑动密封固定于测试水箱2的顶壁23，这样可以调整大气连通管22在测试水箱2内插入深度h，由此调整需要的水头H。
渗透仪组装完成后，由于测试水箱2底部至夹持器3上最高测压管37的位差L、以及测试水箱2的规格尺寸都是确定值，为方便的知晓大气连通管22的插入深度h或者实际测试水头H，大气连通管22的外周具有刻度标尺，该刻度标尺直接展示插入深度h，该刻度标尺也可以展示为考虑设备各元部件尺寸换算后的实际测试水头H。
为便于向密闭的测试容器2补充测试用水，测试水箱2还设有进水管24，进水管24上设有进水阀门25，实际使用时，将大气连通管22拔至最高处，开启进水阀门25注水至高位，而后关闭阀门在插入进水阀门25至需求位置即可；当然也可以将测试水箱2的顶壁23设置为可开启的密封盖，开盖注水至高位而后闭盖密封即可。
进一步地，支撑架1包括水平承载台11、垂直支撑柱12、第一支撑台13和第二支撑台14，垂直支撑柱12竖直布置于水平承载台11上，第一支撑台13和第二支撑台14分别布置于垂直支撑柱12的不同高度上，第一支撑台13用于承载测试水箱2，第二支撑台14用于承载夹持器3。
进一步地，夹持器3包括下夹持件31和上夹持件32，待测试的土工合成材料33夹持固定于下夹持件31和上夹持件32之间，待测试的土工合成材料33与下夹持件31之间形成渗透水腔室，待测试的土工合成材料33与上夹持件32之间形成进水腔室，出水管26连通至进水腔室，下夹持件31设有连通渗透水腔室的渗透排水管34，上夹持件32设有连通进水腔室的排气管35，排气管35上设有排气阀门36。排气阀门36的设置可快速的将进水腔室内的空气排尽。
当然，作为另外一种测试方法，测试水箱2的出水管26也可以连通渗透排水管34以使测试用水从土工合成材料33的下方向上方渗透，显然的，此时测试压头的即相当于大气连通管22底端与夹持器3上最下方测压管的位差。
为便于观测进水腔室和渗透水腔室内的状况，上夹持件32和下夹持件31优选采用透明材质。
为便于观测测试水箱2内的水位，测试水箱2采用透明材质，优选测试水箱)侧壁上设有刻度标尺，这样的好处可能还在于可以指示大气连通管22的插入位置。
需要说明的是，本实用新型的梯度比渗透仪本质上也可以用作垂直渗透仪使用，此时不添加土样38,并停用或取消设置相应的测压管37即可。
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 (9)
1.一种梯度比渗透仪，包括：支撑架(1)、测试水箱(2)和夹持器(3)；
支撑架(1)用于支撑所述测试水箱(2)和夹持器(3)；
夹持器(3)用于夹持待测试的土工合成材料(33)；
所述测试水箱(2)用于盛放测试用水，所述测试水箱(2)的底壁(21)上设有出水管(26)，所述出水管(26)连通所述测试水箱(2)和所述夹持器(3)，所述出水管(26)上设有出水阀门(27)，所述测试水箱(2)内的测试用水可基于自重导入所述夹持器(3)；
其特征在于：所述测试水箱(2)为密闭容器，所述测试水箱(2)的顶壁(23)设置有大气连通管(22)，所述大气连通管(22)的一端穿过所述测试水箱(2)的顶壁(23)并插入所述测试水箱(2)内的测试用水中，所述大气连通管(22)的另一端暴露于大气中。
2.根据权利要求1所述的梯度比渗透仪，其特征在于：所述大气连通管(22)通过滑动密封固定于所述测试水箱(2)的顶壁(23)。
3.根据权利要求2所述的梯度比渗透仪，其特征在于：所述大气连通管(22)的外周具有刻度标尺。
4.根据权利要求2或3所述的梯度比渗透仪，其特征在于：所述测试水箱(2)还设有进水管(24)，所述进水管(24)上设有进水阀门(25)；和/或所述测试水箱(2)的顶壁(23)为可开启的密封盖。
5.根据权利要求1所述的梯度比渗透仪，其特征在于：所述支撑架(1)包括水平承载台(11)、垂直支撑柱(12)、第一支撑台(13)和第二支撑台(14)，所述垂直支撑柱(12)竖直布置于所述水平承载台(11)上，所述第一支撑台(13)和第二支撑台(14)分别布置于所述垂直支撑柱(12)的不同高度上，所述第一支撑台(13)用于承载所述测试水箱(2)，所述第二支撑台(14)用于承载所述夹持器(3)。
6.根据权利要求1所述的梯度比渗透仪，其特征在于：所述夹持器(3)包括下夹持件(31)和上夹持件(32)，所述待测试的土工合成材料(33)夹持固定于所述下夹持件(31)和上夹持件(32)之间，所述待测试的土工合成材料(33)与所述下夹持件(31)之间形成渗透水腔室，所述待测试的土工合成材料(33)与所述上夹持件(32)之间形成进水腔室，所述出水管(26)连通至进水腔室，所述下夹持件(31)设有连通渗透水腔室的渗透排水管(34)，所述上夹持件(32)设有连通进水腔室的排气管(35)，所述排气管(35)上设有排气阀门(36)。
7.根据权利要求6所述的梯度比渗透仪，其特征在于：所述下夹持件(31)和上夹持件(32)采用透明材质。
8.根据权利要求1所述的梯度比渗透仪，其特征在于：所述测试水箱(2)采用透明材质。
9.根据权利要求8所述的梯度比渗透仪，其特征在于：所述测试水箱(2)侧壁上设有刻度标尺。
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2023
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