一种盘管式恒水位补水装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种盘管式恒水位补水装置，属于恒定水压补水技术领域。该装置包括土样，其特征在于，还包括盘管、加水装置和托盘，所述盘管的进水端通过第一三通阀与加水装置以及大气相连，所述盘管的出水端通过第二三通阀与土样的输水管以及大气相连，通过调节托盘高度来控制补水水位。该装置适用于土冻胀实验以及土入渗量和蒸发量的监测中，并准确读出流入土样中的水量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种盘管式恒水位补水装置，属于恒定水压补水
。该装置包括土样，其特征在于，还包括盘管、加水装置和托盘，所述盘管的进水端通过第一三通阀与加水装置以及大气相连，所述盘管的出水端通过第二三通阀与土样的输水管以及大气相连，通过调节托盘高度来控制补水水位。该装置适用于土冻胀实验以及土入渗量和蒸发量的监测中，并准确读出流入土样中的水量。【专利说明】一种盘管式恒水位补水装置
本技术属于恒定水压补水
，特别涉及一种盘管式恒水位补水装置。
技术介绍
在土冻胀实验以及土入渗量和蒸发量的监测中，需要提供恒定水压的自动补水条件。参见图1，现有的补水装置是根据马里奥特瓶(简称马氏瓶)原理提供恒定水压的补水条件。平衡杯10中的水流入土样I中后，引起平衡杯10水位下降，外界大气通过进气管11和马氏瓶12中空气相连，马氏瓶12中水通过补水管13流向平衡杯10中，使得平衡杯10中水位恢复到平衡水位。通过马氏瓶12上的刻度读出马氏瓶12中水位下降值就能算出流入土样I中的水量。但是马氏瓶存在一些缺点:(1)由于马氏瓶横截面积较大，通过刻度计算补水量并不精确；(2)马氏瓶存在水位不准，反应不灵敏的现象；(3)平衡杯中水会蒸发，增大测量误差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可以适用于土冻胀实验以及土入渗量和蒸发量的监测中，并准确读出流入土样中的水量的盘管式恒水位补水装置。本技术所采用的技术方案是:一种盘管式恒水位补水装置，包括土样，还包括盘管、加水装置和托盘，所述盘管的进水端通过第一三通阀与加水装置以及大气相连，所述盘管的出水端通过第二三通阀与土样的输水管以及大气相连。进一步地，所述盘管放置在托盘上，所述托盘和所述加水装置固定在支架上。优选地，所述加水装置为加水漏斗。进一步地，所述盘管由圆形管材盘绕成圆环状。更进一步地，所述圆形管材表面有刻度。优选地，所述圆形管材材料为玻璃或塑料。优选地，所述第一三通阀和第二三通阀带有开关。本技术具有以下优点:本装置结构简单，生产成本低，特别适用于土冻胀实验以及土入渗量和蒸发量的监测；本装置中的盘管横截面小，并且盘管内有刻度，这样就可以通过刻度精确计算补水量；同时该装置灵敏度高，水在盘管内基本上不会发生蒸发现象。【专利附图】【附图说明】图1为马氏瓶的工作原理图；图2为本技术实施例提供I的一种盘管式恒水位补水装置的结构示意图；图3为本技术实施例提供I的一种盘管式恒水位补水装置中盘管的结构示意图；图4为本技术实施例提供2的一种盘管式恒水位补水装置的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施方式对本技术作进一步详细的说明。实施例1参照图2和图3，本实施例提供的一种盘管式恒水位补水装置，包括土样I和盘管2。盘管2的进水端通过第一三通阀3与加水装置4以及大气相连。盘管2的出水端通过第二三通阀5与土样I的输水管6以及大气相连。盘管2放置在托盘7上。托盘7和加水装置4固定在支架8上，加水装置4为加水漏斗。本实施例中盘管2由圆形管材盘绕成圆环状，材料为塑料，盘管2表面有刻度，刻度的尺寸为1cm。圆形管材外直径为D，内直径为d，总长度为L ;圆形管材盘绕形成的盘管2近似为一圆环，外半径为R，内半径为r。圆形管材总长度L、圆形管材外直径D、盘管2外半径R和盘管2内半径r之间近似满足以下关系^ (R2_r2)=LD，式中π是圆周率。盘管2最大出水量为Q,与圆形管材总长度L和圆形管材内直径d之间满足关系Q=Ji (d/2) 2L0根据盘管2表面的刻度能读出水位变化，进而算出流出的水量:AQ= Ji (d/2)2 AL,式中AL是盘管刻度读数差，AQ是从盘管中流出的水量。盘管2最小刻度间距为1，建议:1=L/1000。盘管2环形内半径r不宜过小，建议r≥5D当本装置工作时:先打开盘管2出水端与大气相连的第二三通阀5的开关，关闭与输水管6相连的第二三通阀5的开关。打开盘管2进水端与加水漏斗相连的第一三通阀3的开关，并关闭与大气相连的第一三通阀3的开关，这样使水流进盘管2并排出盘管中空气。然后关闭盘管2进水端与加水漏斗相连的第一三通阀3开关，并打开第一三通阀3与大气相连的开关。最后关闭盘管2出水端与大气相连的第二三通阀5的开关，再打开盘管2与输水管6相连的第二三通阀5开关，通过盘管2中水位对应的刻度来读取土样I中的水流量。实施例2根据盘管2最大出水量Q=Ji (d/2)2L公式可知，需要的补水量越大，则盘管2的总长越长，进而由公式n (R2_r2)=LD可知，盘管2盘绕形成的外径越大，因此托盘的面积越大。如果需要的补水量较大时，为了不过分增加托盘7的面积，可以采用两个或多个盘管2上下叠置的形式，两个盘管2之间用水接头9连接，如图4所示。实施例3本实施例与实施例1不同的是，盘管2为方形形状，盘管2的材料为玻璃。本装置结构简单，生产成本低，特别适用于土冻胀实验以及土入渗量和蒸发量的监测；本装置中的盘管2水流截面小，并且盘管2有刻度，这样就可以通过刻度精确计算补水量；同时该装置灵敏度高，水在盘管2内蒸发量很小。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。【权利要求】1.一种盘管式恒水位补水装置，包括土样，其特征在于，还包括盘管、加水装置和托盘，所述盘管的进水端通过第一三通阀与加水装置以及大气相连，所述盘管的出水端通过第二三通阀与土样的输水管以及大气相连。2.根据权利要求1所述的盘管式恒水位补水装置，其特征在于，所述盘管放置在托盘上，所述托盘和所述加水装置固定在支架上。3.根据权利要求1或2所述的盘管式恒水位补水装置，其特征在于，所述加水装置为加水漏斗。4.根据权利要求1所述的盘管式恒水位补水装置，其特征在于，所述盘管由圆形管材盘绕成圆环状。5.根据权利要求4所述的盘管式恒水位补水装置，其特征在于，所述圆形管材表面有刻度。6.根据权利要求5所述的盘管式恒水位补水装置，其特征在于，所述圆形管材材料为玻璃或塑料。7.根据权利要求1所述的盘管式恒水位补水装置，其特征在于，所述第一三通阀和第二三通阀带有开关。【文档编号】G01N33/24GK203595713SQ201320787845【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日 【专利技术者】周家作, 魏厚振, 韦昌富, 陈盼, 谭龙 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盘管式恒水位补水装置，包括土样，其特征在于，还包括盘管、加水装置和托盘，所述盘管的进水端通过第一三通阀与加水装置以及大气相连，所述盘管的出水端通过第二三通阀与土样的输水管以及大气相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周家作，魏厚振，韦昌富，陈盼，谭龙，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：实用新型
国别省市：