一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，屬于恒定水壓補(bǔ)水【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置包括土樣，其特征在于，還包括盤管、加水裝置和托盤，所述盤管的進(jìn)水端通過(guò)第一三通閥與加水裝置以及大氣相連，所述盤管的出水端通過(guò)第二三通閥與土樣的輸水管以及大氣相連，通過(guò)調(diào)節(jié)托盤高度來(lái)控制補(bǔ)水水位。該裝置適用于土凍脹實(shí)驗(yàn)以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)中，并準(zhǔn)確讀出流入土樣中的水量。
【專利說(shuō)明】一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于恒定水壓補(bǔ)水【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在土凍脹實(shí)驗(yàn)以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)中，需要提供恒定水壓的自動(dòng)補(bǔ)水條件。參見圖1，現(xiàn)有的補(bǔ)水裝置是根據(jù)馬里奧特瓶(簡(jiǎn)稱馬氏瓶)原理提供恒定水壓的補(bǔ)水條件。平衡杯10中的水流入土樣I中后，引起平衡杯10水位下降，外界大氣通過(guò)進(jìn)氣管11和馬氏瓶12中空氣相連，馬氏瓶12中水通過(guò)補(bǔ)水管13流向平衡杯10中，使得平衡杯10中水位恢復(fù)到平衡水位。通過(guò)馬氏瓶12上的刻度讀出馬氏瓶12中水位下降值就能算出流入土樣I中的水量。
[0003]但是馬氏瓶存在一些缺點(diǎn):(1)由于馬氏瓶橫截面積較大，通過(guò)刻度計(jì)算補(bǔ)水量并不精確；(2)馬氏瓶存在水位不準(zhǔn)，反應(yīng)不靈敏的現(xiàn)象；(3)平衡杯中水會(huì)蒸發(fā)，增大測(cè)量誤差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種可以適用于土凍脹實(shí)驗(yàn)以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)中，并準(zhǔn)確讀出流入土樣中的水量的盤管式恒水位補(bǔ)水裝置。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，包括土樣，還包括盤管、加水裝置和托盤，所述盤管的進(jìn)水端通過(guò)第一三通閥與加水裝置以及大氣相連，所述盤管的出水端通過(guò)第二三通閥與土樣的輸水管以及大氣相連。
[0007]進(jìn)一步地，所述盤管放置在托盤上，所述托盤和所述加水裝置固定在支架上。
[0008]優(yōu)選地，所述加水裝置為加水漏斗。
[0009]進(jìn)一步地，所述盤管由圓形管材盤繞成圓環(huán)狀。
[0010]更進(jìn)一步地，所述圓形管材表面有刻度。
[0011]優(yōu)選地，所述圓形管材材料為玻璃或塑料。
[0012]優(yōu)選地，所述第一三通閥和第二三通閥帶有開關(guān)。
[0013]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，特別適用于土凍脹實(shí)驗(yàn)以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)；本裝置中的盤管橫截面小，并且盤管內(nèi)有刻度，這樣就可以通過(guò)刻度精確計(jì)算補(bǔ)水量；同時(shí)該裝置靈敏度高，水在盤管內(nèi)基本上不會(huì)發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為馬氏瓶的工作原理圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供I的一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供I的一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置中盤管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供2的一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例1
[0021]參照?qǐng)D2和圖3，本實(shí)施例提供的一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，包括土樣I和盤管
2。盤管2的進(jìn)水端通過(guò)第一三通閥3與加水裝置4以及大氣相連。盤管2的出水端通過(guò)第二三通閥5與土樣I的輸水管6以及大氣相連。盤管2放置在托盤7上。托盤7和加水裝置4固定在支架8上，加水裝置4為加水漏斗。本實(shí)施例中盤管2由圓形管材盤繞成圓環(huán)狀，材料為塑料，盤管2表面有刻度，刻度的尺寸為1cm。
[0022]圓形管材外直徑為D，內(nèi)直徑為d，總長(zhǎng)度為L(zhǎng) ;圓形管材盤繞形成的盤管2近似為一圓環(huán)，外半徑為R，內(nèi)半徑為r。
[0023]圓形管材總長(zhǎng)度L、圓形管材外直徑D、盤管2外半徑R和盤管2內(nèi)半徑r之間近似滿足以下關(guān)系^ (R2_r2)=LD，式中π是圓周率。
[0024]盤管2最大出水量為Q,與圓形管材總長(zhǎng)度L和圓形管材內(nèi)直徑d之間滿足關(guān)系Q=Ji (d/2) 2L0
[0025]根據(jù)盤管2表面的刻度能讀出水位變化，進(jìn)而算出流出的水量:AQ= Ji (d/2)2 AL,式中AL是盤管刻度讀數(shù)差，AQ是從盤管中流出的水量。
[0026]盤管2最小刻度間距為1，建議:1=L/1000。
[0027]盤管2環(huán)形內(nèi)半徑r不宜過(guò)小，建議r≥5D
[0028]當(dāng)本裝置工作時(shí):先打開盤管2出水端與大氣相連的第二三通閥5的開關(guān)，關(guān)閉與輸水管6相連的第二三通閥5的開關(guān)。打開盤管2進(jìn)水端與加水漏斗相連的第一三通閥3的開關(guān)，并關(guān)閉與大氣相連的第一三通閥3的開關(guān)，這樣使水流進(jìn)盤管2并排出盤管中空氣。然后關(guān)閉盤管2進(jìn)水端與加水漏斗相連的第一三通閥3開關(guān)，并打開第一三通閥3與大氣相連的開關(guān)。最后關(guān)閉盤管2出水端與大氣相連的第二三通閥5的開關(guān)，再打開盤管2與輸水管6相連的第二三通閥5開關(guān)，通過(guò)盤管2中水位對(duì)應(yīng)的刻度來(lái)讀取土樣I中的水流量。
[0029]實(shí)施例2
[0030]根據(jù)盤管2最大出水量Q=Ji (d/2)2L公式可知，需要的補(bǔ)水量越大，則盤管2的總長(zhǎng)越長(zhǎng)，進(jìn)而由公式n (R2_r2)=LD可知，盤管2盤繞形成的外徑越大，因此托盤的面積越大。如果需要的補(bǔ)水量較大時(shí)，為了不過(guò)分增加托盤7的面積，可以采用兩個(gè)或多個(gè)盤管2上下疊置的形式，兩個(gè)盤管2之間用水接頭9連接，如圖4所示。
[0031]實(shí)施例3
[0032]本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是，盤管2為方形形狀，盤管2的材料為玻璃。
[0033]本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，特別適用于土凍脹實(shí)驗(yàn)以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)；本裝置中的盤管2水流截面小，并且盤管2有刻度，這樣就可以通過(guò)刻度精確計(jì)算補(bǔ)水量；同時(shí)該裝置靈敏度高，水在盤管2內(nèi)蒸發(fā)量很小。
[0034]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，包括土樣，其特征在于，還包括盤管、加水裝置和托盤，所述盤管的進(jìn)水端通過(guò)第一三通閥與加水裝置以及大氣相連，所述盤管的出水端通過(guò)第二三通閥與土樣的輸水管以及大氣相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，其特征在于，所述盤管放置在托盤上，所述托盤和所述加水裝置固定在支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，其特征在于，所述加水裝置為加水漏斗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，其特征在于，所述盤管由圓形管材盤繞成圓環(huán)狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，其特征在于，所述圓形管材表面有刻度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，其特征在于，所述圓形管材材料為玻璃或塑料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤管式恒水位補(bǔ)水裝置，其特征在于，所述第一三通閥和第二三通閥帶有開關(guān)。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK203595713SQ201320787845
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】周家作, 魏厚振, 韋昌富, 陳盼, 譚龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所