一种低渗介质气体渗透性测试装置及其安装、测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低渗介质气体渗透性测试装置及其安装、测试方法，测试装置包括：缸体，缸体上配置有进气管路和液压管路；盖体，盖设于缸体的敞开端，且盖体上配置有出气管路和气压平衡孔；被测试样，适配在容纳腔内的进气管路与出气管路之间；包覆组件，包覆密封在被测试样的外侧；压力可控油泵，其与液压管路的外端侧相连通；高压储气瓶，具有高压气体源；缓冲气瓶，其一端与高压储气瓶相连通，其另一端与进气管路的外端侧相连通；第一气路阀门、第二气路阀门以及第三气路阀门，第一气路阀门设置在高压储气瓶与缓冲气瓶之间，第二气路阀门和第三气路阀设置在缓冲气瓶与进气管路的外端侧之间。该测试装置能够有效测试被测试样的渗透率。渗透率。渗透率。

【技术实现步骤摘要】
一种低渗介质气体渗透性测试装置及其安装、测试方法


[0001]本专利技术涉及岩土材料测试领域，尤其涉及一种低渗介质气体渗透性测试装置及其安装、测试方法。

技术介绍

[0002]岩土材料是基础设施建设的重要材料，所以在工程生产和科学研究中被广泛使用。在某些工程建设中，如垃圾填埋场、水利设施建设、CO2地质封存等工程中，需对其渗透率进行研究与测定。其中，作为封堵屏蔽材料，膨润土因具有遇水膨胀以压缩孔隙空间而渗透率降低被广泛研究与使用。但在现有工作中多针对常规岩土材料进行测定与分析，面向低渗介质的装置与方法较少，它们难以适用于渗透率低且渗透耗时长的测试任务。已有的测量低渗介质的装置难以高效实时地记录渗透率数据，或功能单一，测试过程中的试样变形情况不能记录存储。所以这一细分领域需要新的配套装置及可靠的测试方法。

技术实现思路

[0003]本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种低渗介质气体渗透性测试装置，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
[0004]根据本专利技术第一方面的一种低渗介质气体渗透性测试装置，包括：
[0005]缸体，限定出一端敞开的容纳腔，所述缸体上配置有与其容纳腔相连通的进气管路和液压管路；
[0006]盖体，可拆卸地盖设于所述缸体的敞开端，以密封所述容纳腔，且所述盖体上配置有与容纳腔相连通的出气管路和气压平衡孔；其中，所述气压平衡孔通过气压平衡螺栓密封；
[0007]被测试样，适配在所述容纳腔内的所述进气管路与所述出气管路之间；
[0008]包覆组件，包覆密封在所述被测试样的外侧，且至少密封所述被测试样与所述进气管路之间以及所述被测试样与所述出气管路之间的连接部分；
[0009]压力可控油泵，其与所述液压管路的外端侧相连通，用于向所述容纳腔泵入可调节压力的液压油；
[0010]高压储气瓶，具有高压气体源；
[0011]缓冲气瓶，其一端与所述高压储气瓶相连通，其另一端与所述进气管路的外端侧相连通；
[0012]第一气路阀门、第二气路阀门以及第三气路阀门，所述第一气路阀门设置在所述高压储气瓶与所述缓冲气瓶之间，第二气路阀门和第三气路阀门设置在所述缓冲气瓶与所述进气管路的外端侧之间，其中，所述第二气路阀门靠近所述缓冲气瓶设置，所述第三气路阀门靠近所述进气管路的外端侧设置。
[0013]在本专利技术的一个示例中，所述包覆组件包括：
[0014]形成于所述缸体底部的底座，所述被测试样适配在所述底座上，且所述进气管路
穿设所述底座并延伸至所述被测试样的下端；
[0015]压块，压覆在所述被测试样的上端，且所述出气管路穿设所述压块并延伸至所述被测试样的上端；
[0016]密封套，包覆密封在所述被测试样的外侧，且上下两端分别延伸至压块和底座上，以密封所述被测试样与底座之间的连接部分、以及被测试样与所述压块之间的连接部分。
[0017]在本专利技术的一个示例中，所述包覆组件还包括：
[0018]过滤板，所述过滤板分别适配在所述压块与所述被测试样之间、以及所述底座与所述被测试样之间，用于过滤杂质颗粒。
[0019]在本专利技术的一个示例中，所述过滤板为透水石。
[0020]在本专利技术的一个示例中，所述密封套包括：
[0021]橡胶套，包覆在所述被测试样的外侧，且上下两端分别延伸至压块和底座上；
[0022]至少两个扎箍，分别扎紧在所述橡胶套位于所述底座和所述压块的外侧上。
[0023]在本专利技术的一个示例中，所述底座、所述压块以及所述被测试样至少被所述包覆组件包覆的部分的外径相等。
[0024]在本专利技术的一个示例中，还包括：环向变形计，
[0025]套设在所述被测试样的外侧，用于测量所述被测试样的环向变形量。
[0026]在本专利技术的一个示例中，还包括：至少两个气压表，
[0027]其中至少一个配置在所述第一气路阀门与所述缓冲气瓶之间，其中至少另一个配置在所述第二气路阀门与所述第三气路阀门之间。
[0028]根据本专利技术第二方面的一种低渗介质气体渗透性测试装置的安装方法包括如下步骤：
[0029]S10：将缸体放置在水平面上，并将被测试样放置在底座上，并在被测试样的上端设置压块；
[0030]S20：将橡胶套包覆在所述被测试样的外侧，且上下两端分别延伸至压块和底座上，并使用至少两个扎箍，分别扎紧在所述橡胶套位于所述底座和所述压块的外侧上；
[0031]S30：将盖体盖设于缸体的敞开端，并使用紧固件将盖体与缸体之间密封连接；其中，所述出气管路可调节地设置在所述盖体上，在所述盖体盖设于所述缸体的敞开端之前，调节与压块一体连接的出气管路使得压块连接在被测试样的上端，在所述盖体盖设于所述缸体的敞开端之后，调节并密封出气管路与盖体相连接的部分；
[0032]S40：由所述进气管路的外端侧依次连接缓冲气瓶和高压储气瓶，其中，在所述高压储气瓶与所述缓冲气瓶之间设置第一气路阀门，在所述缓冲气瓶与所述进气管路的外端侧之间设置第二气路阀门和第三气路阀门，且所述第二气路阀门靠近所述缓冲气瓶设置，所述第三气路阀门靠近所述进气管路的外端侧设置。
[0033]根据本专利技术第三方面的一种低渗介质气体渗透性测试装置的测试方法，包括如下步骤：
[0034]S110：打开气压平衡螺栓，使得容纳腔通过气压平衡孔与外部相连通，同时，打开压力可控油泵向容纳腔内注入液压油，直至液压油由气压平衡孔内流出，关闭气压平衡螺栓，并调节控制压力可控油泵增加容纳腔内油压至预设测算围压p
c
；
[0035]S120：打开第一气路阀门关闭第二气路阀门和第三气路阀门，使得高压储气瓶中
的高压气体源进入容积为v1的缓冲气瓶内，直至位于第一气路阀门与所述缓冲气瓶之间的气压表数值达到气压p1，关闭第一气路阀门；
[0036]S130：打开第二气路阀门，至第二气路阀门与第三气路阀门之间的气压表与位于第一气路阀门与所述缓冲气瓶之间的气压表数值相等且保持稳定后将第二气路阀门进行关闭，读取气压表数值为p2；由此获取第三气路阀门与第二气路阀门之间气体容积v2：
[0037][0038]S140：打开第三气路阀门，第三气路阀门和第二气路阀门之间的气体经由进气管路缓慢流经被测试样，最后经由出气管路排放至空气中，全程记录第二气路阀门与第三气路阀门之间的气压表的数据变化，计算该期间数据均值p
mean
‑
a
和气压变化量Δp
a
，自打开第三气路阀门耗时Δt；则基于入口端压力的气体渗透率k1公式为：
[0039][0040]其中，μ为测试气体黏度系数，h和A为试样的高度和横截面积，p0为大气压力；
[0041]S150：打开气压平衡螺栓，使用压力可控油泵对缸内液压油进行抽取，抽取完毕后，拆测试装置并取下被测试样。
[0042]根据本专利技术第三方面的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低渗介质气体渗透性测试装置，其特征在于，包括：缸体(110)，限定出一端敞开的容纳腔(111)，所述缸体(110)上配置有与其容纳腔(111)相连通的进气管路(112)和液压管路(113)；盖体(120)，可拆卸地盖设于所述缸体(110)的敞开端，以密封所述容纳腔(111)，且所述盖体(120)上配置有与容纳腔(111)相连通的出气管路(121)和气压平衡孔(122)；其中，所述气压平衡孔(122)通过气压平衡螺栓(123)密封；被测试样(130)，适配在所述容纳腔(111)内的所述进气管路(112)与所述出气管路(121)之间；包覆组件(140)，包覆密封在所述被测试样(130)的外侧，且至少密封所述被测试样(130)与所述进气管路(112)之间以及所述被测试样(130)与所述出气管路(121)之间的连接部分；压力可控油泵(150)，其与所述液压管路(113)的外端侧相连通，用于向所述容纳腔(111)泵入可调节压力的液压油；高压储气瓶(160)，具有高压气体源；缓冲气瓶(170)，其一端与所述高压储气瓶(160)相连通，其另一端与所述进气管路(112)的外端侧相连通；第一气路阀门(180)、第二气路阀门(190)以及第三气路阀门(200)，所述第一气路阀门(180)设置在所述高压储气瓶(160)与所述缓冲气瓶(170)之间，第二气路阀门(190)和第三气路阀门(200)设置在所述缓冲气瓶(170)与所述进气管路(112)的外端侧之间，其中，所述第二气路阀门(190)靠近所述缓冲气瓶(170)设置，所述第三气路阀门(200)靠近所述进气管路(112)的外端侧设置。2.根据权利要求1所述的低渗介质气体渗透性测试装置，其特征在于，所述包覆组件(140)包括：形成于所述缸体(110)底部的底座(141)，所述被测试样(130)适配在所述底座(141)上，且所述进气管路(112)穿设所述底座(141)并延伸至所述被测试样(130)的下端；压块(142)，压覆在所述被测试样(130)的上端，且所述出气管路(121)穿设所述压块(142)并延伸至所述被测试样(130)的上端；密封套(143)，包覆密封在所述被测试样(130)的外侧，且上下两端分别延伸至压块(142)和底座(141)上，以密封所述被测试样(130)与底座(141)之间的连接部分、以及被测试样(130)与所述压块(142)之间的连接部分。3.根据权利要求2所述的低渗介质气体渗透性测试装置，其特征在于，所述包覆组件(140)还包括：过滤板(144)，所述过滤板(144)分别适配在所述压块(142)与所述被测试样(130)之间、以及所述底座(141)与所述被测试样(130)之间，用于过滤杂质颗粒。4.根据权利要求3所述的低渗介质气体渗透性测试装置，其特征在于，所述过滤板(144)为透水石。5.根据权利要求2所述的低渗介质气体渗透性测试装置，其特征在于，所述密封套(143)包括：橡胶套(1431)，包覆在所述被测试样(130)的外侧，且上下两端分别延伸至压块(142)
和底座(141)上；至少两个扎箍(1432)，分别扎紧在所述橡胶套(1431)位于所述底座(141)和所述压块(142)的外侧上。6.根据权利要求1至权利要求5中任意一项所述的低渗介质气体渗透性测试装置，其特征在于，还包括：环向变形计(210)，套设在所述被测试样(130)的外侧，用于测量所述被测试样(130)的环向变形量。7.根据权利要求1至权利要求5中任意一项所述的低渗介质气体渗透性测试装置，其特征在于，还包括：至少两个气压表(220)，其中至少一个配置在所述第一气路阀门(180)与所述缓冲气瓶(170)之间，其中至少另一个配置在所述第二气路阀门(190)与所述第三气路阀门(200)之间。8.一种如权利要求1至权利要求7中任意一项所述的低渗介质气体渗透性测试装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：将缸体(110)放置在水平面上，并将被测试样(130)放置在如权利要求2所述的底座(141)上，并在被测试样(130)的上端设置如权利要求2所述的压块(142)上；S20：将如权利要求5所述的橡胶套(1431)包覆在所述被测试样(130)的外侧，且上下两端分别延伸至压块(142)和底座(141)上，并使用至少两个扎箍(1432)，分别扎紧在所述橡胶套(1431)位于所述底座(141)和所述压块(142)的外侧上；S30：将盖体(120)盖设于缸体(110)的敞开端，并使用紧固件将盖体(120)与缸体(110)之间密封连接；其中，所述出气管路(121)可调节地设置在所述盖体(120)上，在所述盖体(120)盖设于所述缸体(110)的敞开端之前，调节与压块(142)一体连接的出气管路(121)使得压块(142)连接在被测试样(130)的上端，在所述盖体(120)盖设于所述缸体(110)的敞开端之后，调节并密封出气管路(121)与盖体(120)相连接的部分；S40：由所述进气管路(112)的外端侧依次连接缓冲气瓶(170)和高压储气瓶(160)，其中，在所述高压储气瓶(160)与所述缓冲气瓶(170)之间设置第一气路阀门(180)，在所述缓冲气瓶(170)与所述进气管路(112)的外端侧之间设置第二气路阀门(190)和第三气路阀门(200)，且所述第二气路阀门(190)靠近所述缓冲气瓶(170)设置，所述第三气路阀门(200)靠近所述进气管路(112)的外端侧设置。9.一种如权利要求1至权利要7中任意一项所述的低渗介质气体渗透性测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S110：打开气压平衡螺栓(123)，使得容纳腔(111)通过气压平衡孔(122)与外部相连通，同时，打开压力可控油泵(150...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江峰，马士佳，李晓昭，张帆，孟庆彬，刘日成，林远健，
申请(专利权)人：徐州江恒能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：