一種盤管式恒水位補水裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種盤管式恒水位補水裝置，屬于恒定水壓補水【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置包括土樣，其特征在于，還包括盤管、加水裝置和托盤，所述盤管的進水端通過第一三通閥與加水裝置以及大氣相連，所述盤管的出水端通過第二三通閥與土樣的輸水管以及大氣相連，通過調(diào)節(jié)托盤高度來控制補水水位。該裝置適用于土凍脹實驗以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測中，并準確讀出流入土樣中的水量。
【專利說明】一種盤管式恒水位補水裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于恒定水壓補水【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種盤管式恒水位補水裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在土凍脹實驗以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測中，需要提供恒定水壓的自動補水條件。參見圖1，現(xiàn)有的補水裝置是根據(jù)馬里奧特瓶(簡稱馬氏瓶)原理提供恒定水壓的補水條件。平衡杯10中的水流入土樣I中后，引起平衡杯10水位下降，外界大氣通過進氣管11和馬氏瓶12中空氣相連，馬氏瓶12中水通過補水管13流向平衡杯10中，使得平衡杯10中水位恢復(fù)到平衡水位。通過馬氏瓶12上的刻度讀出馬氏瓶12中水位下降值就能算出流入土樣I中的水量。
[0003]但是馬氏瓶存在一些缺點:(1)由于馬氏瓶橫截面積較大，通過刻度計算補水量并不精確；(2)馬氏瓶存在水位不準，反應(yīng)不靈敏的現(xiàn)象；(3)平衡杯中水會蒸發(fā)，增大測量誤差。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種可以適用于土凍脹實驗以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測中，并準確讀出流入土樣中的水量的盤管式恒水位補水裝置。
[0005]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種盤管式恒水位補水裝置，包括土樣，還包括盤管、加水裝置和托盤，所述盤管的進水端通過第一三通閥與加水裝置以及大氣相連，所述盤管的出水端通過第二三通閥與土樣的輸水管以及大氣相連。
[0007]進一步地，所述盤管放置在托盤上，所述托盤和所述加水裝置固定在支架上。
[0008]優(yōu)選地，所述加水裝置為加水漏斗。
[0009]進一步地，所述盤管由圓形管材盤繞成圓環(huán)狀。
[0010]更進一步地，所述圓形管材表面有刻度。
[0011]優(yōu)選地，所述圓形管材材料為玻璃或塑料。
[0012]優(yōu)選地，所述第一三通閥和第二三通閥帶有開關(guān)。
[0013]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0014]本裝置結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，特別適用于土凍脹實驗以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測；本裝置中的盤管橫截面小，并且盤管內(nèi)有刻度，這樣就可以通過刻度精確計算補水量；同時該裝置靈敏度高，水在盤管內(nèi)基本上不會發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為馬氏瓶的工作原理圖；
[0016]圖2為本實用新型實施例提供I的一種盤管式恒水位補水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實用新型實施例提供I的一種盤管式恒水位補水裝置中盤管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實用新型實施例提供2的一種盤管式恒水位補水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0020]實施例1
[0021]參照圖2和圖3，本實施例提供的一種盤管式恒水位補水裝置，包括土樣I和盤管
2。盤管2的進水端通過第一三通閥3與加水裝置4以及大氣相連。盤管2的出水端通過第二三通閥5與土樣I的輸水管6以及大氣相連。盤管2放置在托盤7上。托盤7和加水裝置4固定在支架8上，加水裝置4為加水漏斗。本實施例中盤管2由圓形管材盤繞成圓環(huán)狀，材料為塑料，盤管2表面有刻度，刻度的尺寸為1cm。
[0022]圓形管材外直徑為D，內(nèi)直徑為d，總長度為L ;圓形管材盤繞形成的盤管2近似為一圓環(huán)，外半徑為R，內(nèi)半徑為r。
[0023]圓形管材總長度L、圓形管材外直徑D、盤管2外半徑R和盤管2內(nèi)半徑r之間近似滿足以下關(guān)系^ (R2_r2)=LD，式中π是圓周率。
[0024]盤管2最大出水量為Q,與圓形管材總長度L和圓形管材內(nèi)直徑d之間滿足關(guān)系Q=Ji (d/2) 2L0
[0025]根據(jù)盤管2表面的刻度能讀出水位變化，進而算出流出的水量:AQ= Ji (d/2)2 AL,式中AL是盤管刻度讀數(shù)差，AQ是從盤管中流出的水量。
[0026]盤管2最小刻度間距為1，建議:1=L/1000。
[0027]盤管2環(huán)形內(nèi)半徑r不宜過小，建議r≥5D
[0028]當本裝置工作時:先打開盤管2出水端與大氣相連的第二三通閥5的開關(guān)，關(guān)閉與輸水管6相連的第二三通閥5的開關(guān)。打開盤管2進水端與加水漏斗相連的第一三通閥3的開關(guān)，并關(guān)閉與大氣相連的第一三通閥3的開關(guān)，這樣使水流進盤管2并排出盤管中空氣。然后關(guān)閉盤管2進水端與加水漏斗相連的第一三通閥3開關(guān)，并打開第一三通閥3與大氣相連的開關(guān)。最后關(guān)閉盤管2出水端與大氣相連的第二三通閥5的開關(guān)，再打開盤管2與輸水管6相連的第二三通閥5開關(guān)，通過盤管2中水位對應(yīng)的刻度來讀取土樣I中的水流量。
[0029]實施例2
[0030]根據(jù)盤管2最大出水量Q=Ji (d/2)2L公式可知，需要的補水量越大，則盤管2的總長越長，進而由公式n (R2_r2)=LD可知，盤管2盤繞形成的外徑越大，因此托盤的面積越大。如果需要的補水量較大時，為了不過分增加托盤7的面積，可以采用兩個或多個盤管2上下疊置的形式，兩個盤管2之間用水接頭9連接，如圖4所示。
[0031]實施例3
[0032]本實施例與實施例1不同的是，盤管2為方形形狀，盤管2的材料為玻璃。
[0033]本裝置結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，特別適用于土凍脹實驗以及土入滲量和蒸發(fā)量的監(jiān)測；本裝置中的盤管2水流截面小，并且盤管2有刻度，這樣就可以通過刻度精確計算補水量；同時該裝置靈敏度高，水在盤管2內(nèi)蒸發(fā)量很小。
[0034]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種盤管式恒水位補水裝置，包括土樣，其特征在于，還包括盤管、加水裝置和托盤，所述盤管的進水端通過第一三通閥與加水裝置以及大氣相連，所述盤管的出水端通過第二三通閥與土樣的輸水管以及大氣相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤管式恒水位補水裝置，其特征在于，所述盤管放置在托盤上，所述托盤和所述加水裝置固定在支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盤管式恒水位補水裝置，其特征在于，所述加水裝置為加水漏斗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤管式恒水位補水裝置，其特征在于，所述盤管由圓形管材盤繞成圓環(huán)狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的盤管式恒水位補水裝置，其特征在于，所述圓形管材表面有刻度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的盤管式恒水位補水裝置，其特征在于，所述圓形管材材料為玻璃或塑料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤管式恒水位補水裝置，其特征在于，所述第一三通閥和第二三通閥帶有開關(guān)。
【文檔編號】G01N33/24GK203595713SQ201320787845
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】周家作, 魏厚振, 韋昌富, 陳盼, 譚龍 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所