[实用新型]伸缩溢流式恒压试验供水装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程测验仪器技术领域，具体是一种伸缩溢流式恒压试验供水装置。

背景技术

土的渗透及渗透变形特性是土的重要物理力学性质之一，是进行水利水电工程枢纽渗流控制、基础及边坡渗流稳定分析、建筑基坑渗透稳定性评价、渗流量计算、区域地下水资源管理与评价等所需要的基本参数之一。进行渗透变形试验的过程中，对试样施加的渗透比降从低到高逐渐增加，需要不同级别的恒压水头，随着渗透比降的增加，出流量也相应增大。

现有技术其中一种获得恒定水头方法是采用溢流式水箱供水，主要由溢流式水箱、进水管、出水管、溢水管以及升降系统组成，水流从进水管不断进入水箱内，通过溢水管溢出，从而使出水管内的水头保持在水箱高度，通过调整溢流水箱的高度，获得试验所需的各级水头。这种方法的主要不足之处在于：由于吊桶需要上下升降，因此进水管、出水管、溢水管必须采用软管，试验水头越高软管越长，当吊桶降低时，三根软管在地面缠绕，占地面积大，当试验室内布置多套这种供水系统时，严重影响试验室环境。当试验需要流量很大时，水箱容量有限不能满足供水要求，需要增大水箱的容量从而使得重量大大增加，升降非常不便。

现有技术另一种方法是电磁阀控制式供水系统，其主要工作原理是通过水位测针控制供水筒内的水位上限和水位下限，其波动范围小于1mm。当筒内水位低于水位下限时，电磁阀打开，往筒内进水；当筒内水位高于水位上限时，电磁阀关闭，停止向筒内供水，从而实现水头恒定。当试验用水量很大时，由于筒内水位下降较快，可能导致电磁阀频繁地开启而影响其使用寿命，这时可通过配流管向供水同内配流，但要保证通过配流管的过水流量小于通过电磁阀的过水流量，否则水位将会高于水位测针上限。电磁阀控制式供水系统的优点主要在于克服了溢流吊桶式供水系统水管占地和相互缠绕的问题，使得试验室更加美观。但也存在一些不足之处：该系统需要有电才能工作，遇停电则试验无法进行；电磁阀在关闭和开启时水流产生冲击力，造成水压脉动，其水位稳定性不如溢流水箱式供水系统；电磁阀的流量有限，当试验流量过大时，水流来不及补充，造成水位下降；电磁阀有一定的使用寿命，超长时间使用后会启闭失效，当水中含有过多杂质时，也容易造成电磁阀启闭失效，此外还需要配备较复杂的配电柜。

此外还有采用变频恒压水泵获得稳定水头的方法，其原理主要是通过变频器来调节水泵的转速，从而实现压力的自动调节功能。当进水压力低于设定压力时，变频器频率增高，水泵转速加快，使供水压力提高；当进水压力高于设定压力时，变频器频率降低，水泵转速减慢，使供水压力减小，从而使供水压力稳定在设定压力处。变频恒压水泵供水的主要不足之处在于水头稳定精度不足，当需流量极小时，系统将认为此时不需要供水，为节约电能和延长泵的使用寿命，水泵将停止运转；而且，若需流量很小，泵的转速极低，也会造成供水压力欠稳，会对试验成果造成严重影响。

综上所述，目前已有的恒压供水设备存在的问题主要有：

1、常规溢流式水箱占地面积大，严重影响试验室环境。

2、溢流式水箱容量有限、电磁阀控制式供水系统流量有限，不能适应大流量恒压供水要求。

3、当采用超大容量水箱时，由于重量过大造成升降不便。

4、当采用电磁阀、变频恒压水泵时，试验受停电影响较大。

5、电磁阀、变频恒压水泵试验水头精度差，水压力波动对试验造成很大影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种伸缩溢流式恒压试验供水装置，解决了目前常见的恒压供水装置的不足，占地面积小，安装简便，供水不受停电的影响，实现在供水压力在0－最高压力之间的无级调压，供水流量和水压可以任意调节，水压力稳定精度小于1mm，可实现高压力、大流量恒压供水的要求。

一种伸缩溢流式恒压试验供水装置，包括有机玻璃筒、与有机玻璃筒连通的进水管和出水管、安装在有机玻璃筒中的伸缩式溢流管、套设在伸缩式溢流管外可透水的导向管、与伸缩式溢流管连接的配重块、与配重块连接的升降单元，所述伸缩式溢流管由多层嵌套的不锈钢管组成，所述配重块与最外层的不锈钢管连接，所述配重块与最外层的不锈钢管的连接处设有溢水口，所述伸缩式溢流管的底部设有溢流出口，所述升降单元通过升降配重块可将所述伸缩式溢流管中多层嵌套的不锈钢管拉升或压缩。

如上所述的伸缩溢流式恒压试验供水装置，所述伸缩式溢流管在完全拉伸时其高度与有机玻璃筒的高度相同。