[发明专利]一种测试岩溶地区竖埋管钻孔回填材料抗冲刷性能的装置

说明书

本发明公开一种测试岩溶地区竖埋管钻孔回填材料抗冲刷性能的装置，包括制样机构和试验机构，制样机构包括制样管，制样管内设有小型击实器，制样管用于制作回填材料试样，试验机构包括亚克力水箱和冲刷水槽，亚克力水箱和冲刷水槽连通，冲刷水槽内设有回填材料试样。本发明针对岩溶地区地源热泵竖直埋管钻孔回填时，一些种类的地源热泵竖直埋管钻孔回填材料易被地下水流冲刷带走导致难以完成钻孔回填，使工程成本大大增加并且严重影响地源热泵竖直埋管换热器与周围地层间换热效果的情况。实现了对不同冲刷工况的真实模拟，可准确测试地源热泵竖直埋管钻孔回填材料抗冲刷性能，为合理选择岩溶地区地源热泵竖直埋管钻孔回填材料提供便利。

技术领域

本发明涉及浅层地热能利用技术领域，特别是涉及一种测试岩溶地区竖埋管钻孔回填材料抗冲刷性能的装置。

背景技术

浅层地热能是指地球浅表层数百米内的土壤、砂石和地下水中所蕴藏的低温热能，是可再生能源的重要组成部分。与传统能源相比，浅层地热能具有储量巨大、分布广泛、清洁环保、可循环利用等优点。因此，合理开发利用浅层地热能是解决能源短缺问题、平衡发展与消耗矛盾的必要技术手段之一，是近年来的研究热点问题。当前浅层地热能主要通过地源热泵技术进行开采，地源热泵技术通过地埋管换热器与地热能进行冷热量交换实现对建筑物供冷供热。回填是地源热泵竖直埋管换热器施工过程中的重要环节，即在钻孔完毕、安置完U形管后，向钻孔中注入回填材料。回填材料介于地源热泵竖直埋管换热器与钻孔壁之间，是联接地源热泵竖直埋管换热器与土层的传热介质，是保证地源热泵竖直埋管换热器换热性能和施工质量的重要材料。

在岩溶地区，由于地层中存在大量溶洞并且地下水渗流丰富，导致在地源热泵竖直埋管钻孔回填时，一些种类的回填材料因抗冲刷性能较差易被地下水流冲刷带走，难以完成钻孔回填。这样一方面使工程成本大大增加，另一方面，由于回填材料被水流冲刷带走，导致地源热泵竖直埋管换热器与周围地层间接触热阻增大，严重影响地源热泵竖直埋管换热器与周围地层间的换热效果。

因此，亟需一种新型的测试岩溶地区竖埋管钻孔回填材料抗冲刷性能的装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种测试岩溶地区竖埋管钻孔回填材料抗冲刷性能的装置，以解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种测试岩溶地区竖埋管钻孔回填材料抗冲刷性能的装置，包括制样机构和试验机构，所述制样机构包括制样管，所述制样管内设有小型击实器，所述制样管用于制作回填材料试样，所述试验机构包括亚克力水箱和冲刷水槽，所述亚克力水箱和所述冲刷水槽连通，所述冲刷水槽内设有所述回填材料试样。

优选的，所述小型击实器包括底座和击锤，所述击锤固接在所述底座的顶面，所述底座和所述击锤靠近所述底座的一端位于所述制样管内。

优选的，所述底座和所述击锤的中心分别设有通孔，所述通孔内滑动连接有金属杆。

优选的，所述亚克力水箱内底部设有变频水泵，所述变频水泵通过入水管与所述冲刷水槽连通，所述冲刷水槽远离所述入水管的一侧连通有出水管。

优选的，所述入水管和所述出水管靠近所述冲刷水槽的一侧分别安装有控流球阀，所述入水管上安装有流量计，所述流量计位于所述控流球阀和所述冲刷水槽之间。

优选的，所述出水管位于所述亚克力水箱内的一端固接有滤布袋。

优选的，所述冲刷水槽的底面两侧对称固接有金属支架，所述冲刷水槽内靠近所述入水管的一侧固接有塑料多孔板，所述塑料多孔板靠近所述入水管的一侧为缓冲区，所述塑料多孔板靠近所述出水管的一侧为稳流区，所述回填材料试样位于所述稳流区内。

优选的，所述冲刷水槽的外侧设有水泵调频控制器，所述水泵调频控制器与所述变频水泵电性连接。

优选的，所述亚克力水箱内设有变频加热器，所述变频加热器位于外部控制器电性连接。