一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置，包括箱体、轴转动控制机构、圆盘组、进水装置、排水装置，箱体底部向内凹陷形成凹陷部，凹陷部底部设有通孔；轴转动控制机构包括空心转轴、电机和轴承，空心转轴第一端通过轴承与电机连接，第二端穿过箱体凹陷部底部通孔延伸至箱体内部；圆盘组包括在周向和径向上形态具有周期性的第一圆盘和第二圆盘；空心转轴穿过第二圆盘中心与第二圆盘固定连接；第一圆盘与第二圆盘之间形成空隙空间；进水装置包括进水管和水泵，排水装置包括排水管。本发明专利技术装置的介质空隙空间的变化具有周期性，是已知的并主动变化的，该装置可有效地观测空隙空间变化过程中的污染物运移情况。

An experimental device for monitoring pollutant transport in variable void space

【技术实现步骤摘要】
一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置
本专利技术涉及地下水探测实验装置，具体涉及一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置。
技术介绍
地下水赋存于地下介质的空隙空间中，当污染物侵入地下水时，其运移路径主要发生在地下介质的空隙空间中，因此，地下介质的空隙空间对污染物运移具有重要影响。然而，地下介质空隙空间大小、形状并不是一成不变的，当地下含水层受到外力干扰时，地下介质的空隙空间的大小、形状会发生改变，比如，地下水水位下降导致的粘土承压含水层在释水过程中，由于有效孔隙应力的变化，使粘土承压含水层的空隙空间发生变化，这种变化将会影响侵入地下水的污染物运移过程。尽管这一问题被广泛地关注，但是如何在实验室内研究、观测在地下介质空隙空间变化过程中的污染物运移规律依然没有被有效的解决。目前，国内外针对空隙空间变化过程中的污染物运移规律研究主要是被动改变空隙空间大小，或者是利用外力诱发地下介质空隙空间发生变化后，再观测污染物运移规律，并不能在空隙空间变化过程中，有效地观测污染物运移过程。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置，用于观测空隙空间变化过程中的污染物运移情况。技术方案：本专利技术公开了一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置，包括箱体、轴转动控制机构、圆盘组、进水装置、排水装置，箱体底部向内凹陷，在箱体底部形成凹陷部，在箱体内部周边形成环形凹槽；凹陷部的凹陷深度小于箱体高度，凹陷部底部设有通孔；轴转动控制机构包括空心转轴、电机和轴承，空心转轴第一端通过轴承与电机连接，第二端穿过箱体凹陷部底部延伸至箱体内部，空心转轴可相对箱体转动；圆盘组包括在周向和径向上形态具有周期性的第一圆盘和第二圆盘，第一盘在径向对称设有耳部，用于将第一圆盘固定架设于箱体口部边缘；空心转轴穿过第二圆盘中心与第二圆盘固定连接，用于支撑第二圆盘并带动第二圆盘周向转动；第一圆盘与第二圆盘之间形成空隙空间；进水装置包括进水管和水泵，进水管第一端与水泵连接，第二端穿过空心转轴延伸至第一圆盘和第二圆盘之间的空隙空间；排水装置包括排水管。进一步地，凹陷部底部的通孔边缘设有活动密封件，空心转轴与第二圆盘的连接处设有固定密封件。活动密封件用于将空心转轴与凹陷部底部连接存在的缝隙进行密封，同时不影响空心转轴的转动。进一步地，实验装置还包括安装于箱体凹陷部侧壁的辅助照明装置。辅助照明装置的设置可以优化试验过程中的光线环境，能够更清晰的观察到空间污染物的运移过程。进一步地，实验装置还包括图像采集装置，箱体外部边缘向上设有支撑架，图像采集装置可拆卸地安装在支撑架上。在整个实验过程中，图像采集装置相对圆盘组的位置固定，能够稳定观察空间污染物的运移。进一步地，第二圆盘与凹陷部内底面不接触。第二圆盘和凹陷部留有一定的距离可以减小第二转盘转动过程中的摩擦，更顺利地实现空隙空间的周期变化。进一步地，第一圆盘与第二圆盘相对面的尺寸相同，材质均采用透明有机玻璃。采用透明有机玻璃，一方面良好的透明性有助于图像采集装置在实验过程中更清晰地进行实验观察，另一方面有机玻璃比普通玻璃强度大，不易碎裂。进一步地，凹槽底面采用透明材料，有助于辅助照明装置的光线穿过。进一步地，进水管在位于箱体外部的管体上设有进水阀；排水管在位于箱体外部的管体上设有排水阀。进水阀可用于调节箱体内水位的高度，排水阀用于控制箱体内液体排出。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的实验装置将周期变化圆盘组、轴转动控制机构和图像采集系统结合，可以有效观测空隙空间变化对污染物运移过程的实时影响。而且本专利技术的实验装置的空隙空间变化是已知且具有周期性的，在实验过程中可对空隙空间的变化进行控制，能够更加清晰、有效地观察空隙空间中污染物的运移规律。附图说明图1为本专利技术实验装置的结构示意图；图2为实验装置圆盘组结构示意图；图3为实验装置箱体与圆盘组结构俯视图；图4为箱体及内部结构A-A向剖面图；图5为箱体及内部结构B-B向剖面图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步描述：如图1、4、5所示，本专利技术公开的监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置包括箱体1、轴转动控制机构2、圆盘组3、进水装置4、排水装置5、图像采集装置6和辅助照明装置7。如图3、4、5所示，箱体1底部向内凹陷，在箱体外形成凹陷部101，在箱体内部形成环形凹槽；凹陷部的凹陷深度小于箱体高度，以便箱体内上部留有一定空间容纳圆盘组3；凹陷部底部中间设有通孔102。轴转动控制机构2包括空心转轴201、电机202和轴承203，空心转轴201第一端通过轴承203与电机202连接，电机202启动后可带动空心转轴旋转，空心转轴的另一端穿过通孔102延伸至箱体内部；在本专利技术的一实施例中可选用NMRV030光轴减速马达作为电机。空心转轴与箱体不接触，可相对箱体转动，为保证箱体的底部的密封性，在通孔边缘设置活动密封件，在保证箱体底部密封的前提下，不影响空心转轴的转动。在本专利技术的一实施例中，活动密封件可通过在凹槽部通孔设置环形基座，并在环形基座上圆周分布多个弹性密封片，相邻弹性密封片边缘重叠，一端与通孔处的环形基座连接，另一端抵靠在空心转轴外周面。如图2所示，圆盘组3包括第一圆盘301和第二圆盘302，第一圆盘301在径向对称设有耳部，通过耳部可将第一圆盘301架设在箱体口部边缘，圆盘的厚度应当大于耳部，以便第一圆盘301下表面能低于箱体外沿。空心转轴201穿过第二圆盘302的中心，并与第二圆盘302固定连接，用于支撑第二圆盘302并带动第二圆盘302周向转动。第一圆盘301的下表面和第二圆盘302的上表面在周向和径向形态上具有周期性，两个周期性表面相对放置，中间形成周期性空隙空间303。如图1所示，进水装置4包括进水管401和水泵402，进水管401一端连接水泵402，另一端穿过空心转轴201延伸至空隙空间303中，在本专利技术的实施例中，可选用蠕动泵来作为水泵402。为保证空心转轴201与空隙空间303连接处的密封性，在连接处设有固定密封件8，例如环形硅胶密封条。进水管401在位于箱体外部的管体上设有进水阀403，用于在实验过程中调节装置进水流速；排水装置5包括排水管501，且排水管在位于箱体外部的管体上设有排水阀502，可用来调节装置排水流速。如图1所示，为了保证在实验的过程中，能够稳定观测污染物的运移过程，在箱体1边缘设置倒L形支架，在位于圆盘正上方的支架处可拆卸地安装有图像采集装置用于观测实验过程。图像采集装置可以采用CCD相机。在本专利技术的另一实施例中，支架还可采用倒U形。如图4、5所示，箱体底部凹槽部101可为辅助照明装置7提供容纳空间，辅助照明装置7可设置于凹槽部的侧壁上，可采用若干实验照明灯来作为辅助照明装置，并在尾部设置吸盘吸附在凹槽部侧壁上。在箱体1内部凹槽部的底部与第二圆盘302不接触，如此可减小第二圆盘302转动过程中的摩擦。作为一种优选的实施方式，本专利技术的实验装置中的第一圆盘301和第二圆盘302想对面的尺寸相同，且二者在周向和径向上具有相同的周期。优选地，第一圆盘301、第二圆盘302及箱体凹槽底面均采用透明有机玻璃，可以更清晰地观察实验过程。在使用本专利技术的实验装置进行操作时，可按照以下步骤进行：(1)设定实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置，其特征在于：包括箱体、轴转动控制机构、圆盘组、进水装置、排水装置；所述箱体底部向内凹陷，在箱体底部形成凹陷部，在箱体内部周边形成环形凹槽；所述凹陷部的凹陷深度小于箱体高度，凹陷部底部设有通孔；所述轴转动控制机构包括空心转轴、电机和轴承，所述空心转轴第一端通过轴承与电机连接，第二端穿过箱体凹陷部底部通孔延伸至箱体内部，所述空心转轴可相对箱体转动；所述圆盘组包括在周向和径向上形态具有周期性的第一圆盘和第二圆盘，第一盘在径向对称设有耳部，用于将第一圆盘固定架设于箱体口部边缘；所述空心转轴穿过第二圆盘中心与第二圆盘固定连接，用于支撑第二圆盘并带动第二圆盘周向转动；所述第一圆盘与第二圆盘之间形成空隙空间；所述进水装置包括进水管和水泵，所述进水管第一端与水泵连接，第二端穿过所述空心转轴延伸至第一圆盘和第二圆盘之间的空隙空间；所述排水装置包括排水管。

【技术特征摘要】
1.一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置，其特征在于：包括箱体、轴转动控制机构、圆盘组、进水装置、排水装置；所述箱体底部向内凹陷，在箱体底部形成凹陷部，在箱体内部周边形成环形凹槽；所述凹陷部的凹陷深度小于箱体高度，凹陷部底部设有通孔；所述轴转动控制机构包括空心转轴、电机和轴承，所述空心转轴第一端通过轴承与电机连接，第二端穿过箱体凹陷部底部通孔延伸至箱体内部，所述空心转轴可相对箱体转动；所述圆盘组包括在周向和径向上形态具有周期性的第一圆盘和第二圆盘，第一盘在径向对称设有耳部，用于将第一圆盘固定架设于箱体口部边缘；所述空心转轴穿过第二圆盘中心与第二圆盘固定连接，用于支撑第二圆盘并带动第二圆盘周向转动；所述第一圆盘与第二圆盘之间形成空隙空间；所述进水装置包括进水管和水泵，所述进水管第一端与水泵连接，第二端穿过所述空心转轴延伸至第一圆盘和第二圆盘之间的空隙空间；所述排水装置包括排水...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦智，张学羿，周志芳，王锦国，陈舟，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32