一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)，包括空壓機(jī)，空壓機(jī)通過輸氣管與穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置相連，穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置通過輸水管與流量監(jiān)測(cè)儀、壓力變送器依次連接，壓力變送器連接點(diǎn)源加水裝置，穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置通過加水管與增壓泵相連；點(diǎn)源加水裝置底部和外側(cè)均設(shè)置有出水孔。本實(shí)用新型通過在點(diǎn)源加水裝置內(nèi)部填充相似材料并預(yù)埋入模型試驗(yàn)臺(tái)架模擬地質(zhì)工程儲(chǔ)、導(dǎo)水構(gòu)造，可為注漿模型試驗(yàn)提供穩(wěn)定的動(dòng)水環(huán)境，輸水過程中壓力、流量等重要指標(biāo)均可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采集和顯示，根據(jù)反饋信息可實(shí)時(shí)調(diào)整輸水壓力、流量以滿足模型試驗(yàn)要求。改變了目前注漿模型試驗(yàn)多在無水或靜水條件下進(jìn)行，不符合注漿工程實(shí)際情況的現(xiàn)狀。
【專利說明】一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國(guó)隧道、礦山等地下工程建設(shè)過程中時(shí)常發(fā)生突水、突泥等地質(zhì)災(zāi)害，輕則 延誤工期，重則造成大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。目前多采用注漿加固的方法解決此類問 題，效果明顯，但是突水、突泥災(zāi)害事故依然頻發(fā)，究其原因在于目前注漿施工過多依賴于 經(jīng)驗(yàn)性，缺乏科學(xué)、合理的理論指導(dǎo)，注漿理論的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工程實(shí)踐。
[0003] 模型試驗(yàn)方法可以比較全面真實(shí)地模擬復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)一些新的力學(xué)現(xiàn)象 和規(guī)律，為建立新的理論和數(shù)學(xué)模型提供依據(jù)，是研究注漿理論的一種重要手段。
[0004] 目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了一些注漿模型試驗(yàn)，取得了一定成果，但試驗(yàn)多是在無水 或者靜水條件下進(jìn)行，與注漿工程多是在動(dòng)水環(huán)境下進(jìn)行的現(xiàn)狀不符，這也導(dǎo)致了研究成 果具有較大的局限性，限制了注漿理論的發(fā)展。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型為了解決上述問題，提出了一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過 在點(diǎn)源加水裝置內(nèi)部填充相似材料并預(yù)埋入模型試驗(yàn)臺(tái)架模擬地質(zhì)工程儲(chǔ)、導(dǎo)水構(gòu)造，可 為注漿模型試驗(yàn)提供穩(wěn)定的動(dòng)水環(huán)境，輸水過程中壓力、流量等重要指標(biāo)均可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采 集和顯示，根據(jù)反饋信息可實(shí)時(shí)調(diào)整輸水壓力、流量以滿足模型試驗(yàn)要求。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)，包括空壓機(jī)，空壓機(jī)通過輸氣管與穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置 相連，穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置通過輸水管與流量監(jiān)測(cè)儀、壓力變送器依次連接，壓力變送器連接點(diǎn) 源加水裝置，穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置通過加水管與增壓泵相連；點(diǎn)源加水裝置底部和外側(cè)均設(shè)置 有出水孔。
[0008] 所述穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置包括腔體、承壓板和密封裝置，承壓板通過密封裝置固定于 腔體上，所述腔體上設(shè)有輸氣閥、加水閥，輸氣閥連接輸氣管，加水閥連接加水管，所述承壓 板上設(shè)有輸水閥，輸水閥與輸水管連接。
[0009] 所述點(diǎn)源加水裝置，包括腔體、承壓板和密封裝置，承壓板通過密封裝置固定于腔 體上，所述承壓板上設(shè)有加水閥。
[0010] 所述密封裝置包括彈性墊，承壓板通過彈性墊固定于腔體上，彈性墊與腔體、彈性 墊與承壓板之間的縫隙通過密封膠密封。
[0011] 所述壓力變送器、流量監(jiān)測(cè)儀通過數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接。
[0012] 所述輸氣管上連接有限壓閥，其限壓范圍為0-lMpa。
[0013] 所述腔體為筒狀結(jié)構(gòu)。
[0014] 本實(shí)用新型的有益效果為：
[0015] 1.可為注漿模型試驗(yàn)提供穩(wěn)定的動(dòng)水環(huán)境，改變目前注漿模型試驗(yàn)多在無水或靜 水條件下進(jìn)行的現(xiàn)狀；
[0016] 2.根據(jù)儲(chǔ)水構(gòu)造類型，可將點(diǎn)源加水裝置放置在任意位置，模擬構(gòu)造的空間結(jié)構(gòu)； 加水裝置剛度較大，不受外界影響，能夠?yàn)槟Ｐ驮囼?yàn)連續(xù)供水。
[0017] 3.設(shè)有限壓閥，根據(jù)所模擬實(shí)際地質(zhì)工程含、導(dǎo)水構(gòu)造水壓實(shí)際情況可在0? IMpa范圍內(nèi)任意設(shè)定輸水壓力，滿足模型試驗(yàn)的要求；
[0018] 4.設(shè)有壓力變送器與流量監(jiān)測(cè)儀，采用16位高精度采集卡及最新的USB通訊方式 監(jiān)測(cè)采集輸水壓力、流量信息并可實(shí)時(shí)精確顯示，為實(shí)時(shí)調(diào)整輸水參數(shù)提供反饋信息；
[0019] 5.設(shè)有由不銹鋼材料承壓板、橡膠墊和密封膠組成的密封裝置，保證穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水 裝置的密封性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本實(shí)用新型總體示意圖；
[0021] 圖2是本實(shí)用新型穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置正視圖；
[0022] 圖3是本實(shí)用新型穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置側(cè)視圖；
[0023] 圖4是本實(shí)用新型穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置俯視圖；
[0024] 圖5是本實(shí)用新型點(diǎn)源加水裝置正視圖；
[0025] 圖6是本實(shí)用新型點(diǎn)源加水裝置俯視圖。
[0026] 其中1.空壓機(jī)、2.限壓閥、3.輸氣管、4.輸氣閥、5.穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置、6.增壓泵、 7.加水管、8.加水閥、9.支架、10.承壓板、11.輸水閥、12.輸水管、13.流量監(jiān)測(cè)儀、14.壓 力變送器、15.點(diǎn)源加水裝置、16.模型試驗(yàn)臺(tái)架、17.出水孔。

【具體實(shí)施方式】：
[0027] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0028] 如圖卜圖6所不，一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)，包括空壓機(jī)1，空壓機(jī)1通過輸氣 管3與穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5相連，穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5通過輸水管12與流量監(jiān)測(cè)儀13、壓力變 送器14依次連接，壓力變送器14連接點(diǎn)源加水裝置15,穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5通過加水管7與 增壓泵6相連；點(diǎn)源加水裝置15底部和外側(cè)均設(shè)置有出水孔17。
[0029] 穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5包括腔體、承壓板10和密封裝置，承壓板10通過密封裝置固定 于腔體上，腔體上設(shè)有輸氣閥3、加水閥8,輸氣閥3連接輸氣管3,加水閥8連接加水管7， 所述承壓板10上設(shè)有輸水閥11，輸水閥11與輸水管12連接。
[0030] 點(diǎn)源加水裝置15,包括腔體、承壓板和密封裝置，承壓板通過密封裝置固定于腔體 上，所述承壓板上設(shè)有加水閥8。
[0031] 密封裝置包括彈性墊，承壓板通過彈性墊固定于腔體上，彈性墊與腔體、彈性墊與 承壓板之間的縫隙通過密封膠密封。
[0032] 空壓機(jī)1與限壓閥2相連，提供輸水動(dòng)力。
[0033] 輸氣管3與限壓閥2相連，通過調(diào)節(jié)限壓閥2,可以在0?IMpa范圍內(nèi)任意設(shè)定輸 水壓力，滿足模型試驗(yàn)對(duì)不同輸水壓力的要求。
[0034] 輸氣管3通過輸氣閥4與穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5相連，輸水過程中打開輸氣閥4,輸氣 管3中的壓縮氣體進(jìn)入穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5。
[0035] 增壓泵6、加水管7和加水閥8相連，為加水系統(tǒng)提供穩(wěn)定、連續(xù)水源。
[0036] 加水閥8與穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5相連，輸水開始前或者輸水過程中需要加水時(shí)打開 加水閥8向穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5中加水，試驗(yàn)結(jié)束后加水閥8兼有泄壓功能，釋放出穩(wěn)壓儲(chǔ)輸 水裝置5中殘余的壓縮氣體。
[0037] 支架9支撐穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5,保證其在輸水過程中平衡穩(wěn)定。
[0038] 承壓板10配合橡膠墊和密封膠組成密封裝置，保證穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5的密封性， 避免漏水現(xiàn)象。
[0039] 輸水閥11與穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置5相連，輸水管12與輸水閥11相連，注漿過程中壓 縮氣體壓送水通過輸水閥11進(jìn)入輸水管12。
[0040] 輸水管12設(shè)有流量監(jiān)測(cè)儀13和壓力變送器14,輸水過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集輸水壓 力、流量信息并反饋至計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示。
[0041] 水通過輸水管12和加水閥8進(jìn)入點(diǎn)源加水裝置15,滲入填充材料并通過圓形出水 孔17流出進(jìn)入模型試驗(yàn)臺(tái)架16,為模擬注漿提供穩(wěn)定動(dòng)水環(huán)境。
[0042] 模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)使用方法：試驗(yàn)前根據(jù)模型試驗(yàn)所依托注漿工程儲(chǔ)、導(dǎo)水 構(gòu)造類型制備相似材料并加入點(diǎn)源加水裝置腔體內(nèi)，隨后預(yù)埋入模型試驗(yàn)臺(tái)架，為空壓機(jī)、 增壓泵、計(jì)算機(jī)、壓力變送器和流量監(jiān)測(cè)儀接通電源，通過增壓泵向穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置加入適 量水，通過限壓閥設(shè)定輸水壓力，開啟空壓機(jī)，壓縮氣體通過輸氣管進(jìn)入穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置， 壓送水進(jìn)入輸水管，在此過程中支架可以保證穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置的平衡，壓縮氣體壓送穩(wěn)壓 儲(chǔ)輸水裝置內(nèi)的水通過輸水管進(jìn)入點(diǎn)源加水裝置，隨后水滲入腔體內(nèi)填充材料，并通過裝 置周邊和底部圓形出水孔后進(jìn)入模型試驗(yàn)臺(tái)架，為下一步的模擬注漿工作提供穩(wěn)定動(dòng)水環(huán) 境。在此過程中，輸水管線中設(shè)置的壓力變送器與流量監(jiān)測(cè)儀將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳至計(jì)算機(jī)， 可實(shí)時(shí)顯示輸水壓力、流量信息，根據(jù)模型試驗(yàn)的要求可實(shí)時(shí)調(diào)整輸水壓力、流量。
[〇〇43] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新 型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)，其特征是：包括空壓機(jī)，空壓機(jī)通過輸氣管與穩(wěn)壓儲(chǔ) 輸水裝置相連，穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置通過輸水管與流量監(jiān)測(cè)儀、壓力變送器依次連接，壓力變送 器連接點(diǎn)源加水裝置，穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置通過加水管與增壓泵相連；點(diǎn)源加水裝置底部和外 側(cè)均設(shè)置有出水孔；所述穩(wěn)壓儲(chǔ)輸水裝置包括腔體、承壓板和密封裝置，承壓板通過密封裝 置固定于腔體上，所述腔體上設(shè)有輸氣閥、加水閥，輸氣閥連接輸氣管，加水閥連接加水管， 所述承壓板上設(shè)有輸水閥，輸水閥與輸水管連接；所述點(diǎn)源加水裝置，包括腔體、承壓板和 密封裝置，承壓板通過密封裝置固定于腔體上，所述承壓板上設(shè)有加水閥。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)，其特征是：所述密封裝置包括彈 性墊，承壓板通過彈性墊固定于腔體上，彈性墊與腔體、彈性墊與承壓板之間的縫隙通過密 封膠密封。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)，其特征是：所述壓力變送器、流量 監(jiān)測(cè)儀通過數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)，其特征是：所述輸氣管上連接有 限壓閥，其限壓范圍為O-IMpa。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種模型試驗(yàn)穩(wěn)壓加水系統(tǒng)，其特征是：所述腔體為筒狀結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK203881736SQ201420217108
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】張霄, 張慶松, 李鵬, 嚴(yán)紹洋, 劉軍, 張偉杰, 李夢(mèng)天, 張連震, 王倩 申請(qǐng)人:山東大學(xué)