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CN203729381U - 一种可调式恒压实验供水系统 - Google Patents

一种可调式恒压实验供水系统 Download PDF

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Abstract

一种可调式恒压实验供水系统,属于土工试验技术领域。该系统包括高压供水系统、压力控制系统、减压恒压系统,高压供水系统包括水泵,储水箱,过滤阀和止回阀,所述水泵,过滤阀和止回阀依次串接于主管上;压力控制系统包括膨胀罐,安全阀,压力控制器和电源箱,所述膨胀罐,安全阀和压力控制器依次并接于主管上,所述电源箱供电给压力控制器,其内设有接触器,所述接触器与水泵和压力控制器连接;减压恒压系统包括一级减压阀,二级减压阀,一级压力表,二级压力表,止回阀,排气阀和集分水器,所述一级减压阀与一级压力表,止回阀和排气阀连接构成一级支管,所述二级减压阀与二级压力表,止回阀和排气阀连接构成二级支管,所述一级支管与二级支管通过三通球阀与主管连接,并通过三通接头与集分水器连接,所述集分水器分水端配有球阀。本实用新型可以精确调节入渗压力,结构简单,操作方便,稳定性高,有效提高渗流实验精度和效率。

Description

一种可调式恒压实验供水系统
技术领域
本实用新型涉及一种可调式恒压实验供水系统,用于土工试验技术领域。
背景技术
目前用于土体渗流实验的供水装置,多根据马氏瓶原理设计而成,通过改变马氏瓶的位置来调节入渗压力,然采用马氏瓶渗流时入渗压力的稳定性较差,其调节范围受限于马氏瓶位置,且渗流量受限于马氏瓶容积,难以保证土体渗流实验的广度和精度,导致实验成果偏离实际,不具备参考意义。此外,马氏瓶渗流实验效率较低,单一马氏瓶仅能渗流一个试样,尤其是非饱和土的渗流实验周期较长,需水量较大,压力控制精度要求较高,传统的马氏瓶供水装置无法满足批量实验需求。
发明内容
为克服传统渗流实验供水装置压力控制精度不高,受限于马氏瓶的位置和容积,及实验效率较低等缺点,本实用新型提供一种可调式恒压实验供水系统,该供水系统不仅操作方便,精确调节入渗压力,而且具有较高的稳定性,提高实验效率,使渗流实验数据更可靠,更具指导价值。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种可调式恒压实验供水系统,包括高压供水系统、压力控制系统、减压恒压系统,高压供水系统包括水泵,储水箱,过滤阀和止回阀,所述水泵,过滤阀和止回阀依次串接于主管上;压力控制系统包括膨胀罐,安全阀,压力控制器和电源箱,所述膨胀罐,安全阀和压力控制器依次并接于主管上,所述电源箱供电给压力控制器,其内设有接触器,所述接触器与水泵和压力控制器连接;减压恒压系统包括一级减压阀,二级减压阀,一级压力表,二级压力表,止回阀,排气阀和集分水器,所述一级减压阀与一级压力表,止回阀和排气阀连接构成一级支管,所述二级减压阀与二级压力表,止回阀和排气阀连接构成二级支管,所述一级支管与二级支管通过三通球阀与主管连接,并通过三通接头与集分水器连接,所述集分水器分水端配有直通球阀。
上述水泵为三缸柱塞泵,其理论流量为8L/min,工作压力为6MPa,上述储水箱为有机玻璃箱,其储水容积为100L,上述过滤阀和止回阀由黄铜制成,上述主管为不锈钢管,其公称通径为DN15;上述膨胀罐为囊式气压罐,其储水容积为24L,工作压力为1.6MPa,上述安全阀为可调式弹簧安全阀,由黄铜制成,其起跳压力调节范围为1.0-2.0MPa,上述压力控制器为光电感应水泵压力开关,可调控压力范围为0一1.6MPa,上述电源箱由不锈钢制成,上述接触器为交流接触器;上述一级减压阀为活塞式可调式减压阀,由黄铜制成,其输出压力调节范围为0.1-0.8MPa,上述一级压力表量程为0一1.6MPa,上述二级减压阀为活塞式可调式减压阀,由不锈钢制成,其输出压力调节范围为1.0-2.5MPa,上述二级压力表量程为0-2.5MPa,上述止回阀和排气阀由黄铜制成,上述集分水器为一进五出式分流器,由不锈钢制成,上述一级支管,二级支管,三通球阀和三通接头由不锈钢制成,其公称通径为DN15。
本实用新型的有益效果是,①水泵为三缸柱塞泵,能提供较高的出水压力和流量,可满足多级压力控制和批量实验需求,提高渗流实验和效率,出口配有过滤阀和止回阀,有效防止水中固体颗粒对各阀门仪表的不良作用,降低水流逆行对水泵的不利影响;②膨胀罐为囊式气压罐,使水流与气囊直接接触,避免水流对金属罐体的侵蚀作用,在渗流实验中有效吸收因阀门、水泵等启闭所引起的水锤冲击,配合安全阀和压力控制器使用,避免水泵频繁启动,实现水泵启闭自动化,进而减少用电,延长水泵使用寿命,保证渗流实验长期安全稳定运行;③采用双级可调式减压阀,可满足不同实验压力需求,即在入口压力相对稳定的情况下,其可保证出口压力恒定在不同的压力等级,配有止回阀和排气阀,有效防止水流逆行对减压阀的不利影响,降低气体引起的渗流实验误差,提高渗流实验广度和精度;④利用集分水器可满足多组实验同时运行,有效提高渗流实验效率,配有直通球阀可控制出水流量,满足不同实验需求且互不影响。⑤本系统结构简单,操作方便,成本较低,对于压力控制精度要求较高、需水量较大且周期较长的批量渗流实验具有显著的适用性。可调式恒压实验供水系统对操作经验要求不高,适用性较强,对于提高渗流实验结果的参考价值具有重要意义。
附图说明
图1是本实用新型的实施例一的系统连接结构示意图
图2是本实用新型的实施例二的系统连接结构示意图
图中:1.水泵,2.储水箱,3.过滤阀,4.止回阀,5.主管,6.膨胀罐,7.安全阀,8.压力控制器,9.电源箱,10.接触器,11.一级减压阀,12.一级压力表,13.二级减压阀,14.二级压力表,15.排气阀,16.集分水器,17.一级支管,18.二级支管,19.三通球阀,20.三通接头,21.直通球阀
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例一
一种可调式恒压实验供水系统,包括高压供水系统、压力控制系统、减压恒压系统,高压供水系统包括水泵1,储水箱2,过滤阀3和止回阀4,所述水泵1,过滤阀3和止回阀4依次串接于主管5上;压力控制系统包括膨胀罐6,安全阀7,压力控制器8和电源箱9,所述膨胀罐6,安全阀7和压力控制器8依次并接于主管5上,所述电源箱9供电给压力控制器8,其内设有接触器10,所述接触器10与水泵1和压力控制器8连接;减压恒压系统包括一级减压阀11,一级压力表12,二级减压阀13,二级压力表14,止回阀4,排气阀15和集分水器16,所述一级减压阀11与一级压力表12,止回阀4和排气阀15连接构成一级支管17,所述二级减压阀13与二级压力表14,止回阀4和排气阀15连接构成二级支管18,所述一级支管17与二级支管18通过三通球阀19与主管5连接,并通过三通接头20与集分水器16连接,所述集分水器16分水端设有直通球阀21;上述水泵1为三缸柱塞泵,其理论流量为8L/min,工作压力为6MPa,上述储水箱2为有机玻璃箱,其储水容积为100L,上述过滤阀3和止回阀4由黄铜制成,上述主管5为不锈钢管,其公称通径为DN15;上述膨胀罐6为囊式气压罐,其储水容积为24L,工作压力为1.6MPa,上述安全阀7为可调式弹簧安全阀,由黄铜制成,其起跳压力调节范围为1.0-2.0MPa,上述压力控制器8为光电感应水泵压力开关,可调控压力范围为0-1.6MPa,上述电源箱9由不锈钢制成,上述接触器10为交流接触器;上述一级减压阀11为活塞式可调式减压阀,由黄铜制成,其输出压力调节范围为0.1-0.8MPa,上述一级压力表12量程为0-1.6MPa,上述二级减压阀13为活塞式可调式减压阀,由不锈钢制成,其输出压力调节范围为1.0-2.5MPa,上述二级压力表14量程为0-2.5MPa,上述止回阀4和排气阀15由黄铜制成,上述集分水器16为一进五出式分流器,由不锈钢制成,上述一级支管17,二级支管18,三通球阀19和三通接头20由不锈钢制成,其公称通径为DN15。
本实用新型的操作步骤为:第一,准备:将储水箱注满水,检查各管件、阀门和电源线的连接情况,关闭一级减压阀和二级减压阀,同时关闭三通球阀和直通球阀,开启排气阀;第二,设置:根据渗流实验需求,通过压力控制器设置水泵启闭压力,如实验工作压力为0.5MPa,可设置水泵启动压力为0.7MPa,水泵关闭压力为1.2MPa,即当系统压力小于等于0.7MPa时,水泵启动,当系统压力等于1.2MPa时,水泵关闭,设置安全阀的起跳压力为1.5MPa;第三,通电:接通电源,电源箱供电给压力控制器和接触器,此时系统压力为0MPa,接触器通电给水泵,水泵开启,储水箱中的水通过主管流入膨胀罐;第四,排气:缓慢旋转三通球阀使主管与一级支管相通,逐渐增加一级减压阀的出口压力,气体在水压作用下首先进入一级支管,流经一级减压阀和止回阀,通过排气阀排出系统,待气体排尽关闭排气阀,逐一开启直通球阀,排除集分水器内的气体,待气体排尽关闭直通球阀和一级减压阀;第五,恒压:将集分水器分水端逐一与渗流装置连接,开启直通球阀,调节一级减压阀的出口压力至实验需求压力如0.5MPa,当压力控制系统达到上限压力如1.2MPa时,水泵关闭,此时渗流实验的入渗压力可恒定在0.5MPa;第六,稳压:随着渗流实验进行,膨胀罐中水量减少,水压逐渐降低,当达到下限压力如0.7MPa时,水泵自动开启直至压力控制系统达到上限压力如1.2MPa时关闭,保证一级减压阀的入口压力稳定在0.7MPa-1.2Mpa;第七,注意:当该级压力渗流实验结束时,关闭三通球阀和直通球阀,切断电源,若继续进行下一级渗流实验,需重复第一至第六步骤,当渗流试验需求压力大于1.0MPa时,需旋转三通球阀至主管与二级支管相通,通过调节安全阀的起跳压力,压力控制器的水泵启闭压力以及二级减压阀的出口压力,保证渗流实验安全稳定进行。
实施例二
一种可调式恒压实验供水系统,包括高压供水系统、压力控制系统、减压恒压系统,高压输水装置包括水泵1,储水箱2,过滤阀3和止回阀4,所述水泵1,过滤阀3和止回阀4依次串接于主管5上;压力控制系统包括膨胀罐6,安全阀7,压力控制器8和电源箱9,所述膨胀罐6,安全阀7和压力控制器8依次并接于主管5上,所述电源箱9供电给压力控制器8,其内设有接触器10,所述接触器10与水泵1和压力控制器8连接;减压恒压系统包括直通球阀21,一级减压阀11,二级减压阀12,一级压力表13,二级压力表14,止回阀4,排气阀15和集分水器16,所述直通球阀21与一级减压阀11,一级压力表12,止回阀4和排气阀15依次连接构成一级支管17,所述直通球阀21与二级减压阀13,二级压力表14,止回阀4和排气阀15连接构成二级支管18,所述一级支管17与二级支管18通过三通接头20与主管5连接,分别与两个集分水器16连接,所述集分水器16分水端设有直通球阀21;上述水泵1为三缸柱塞泵,其理论流量为8L/min,工作压力为6MPa,上述储水箱2为有机玻璃箱,其储水容积为200L,上述过滤阀3和止回阀4由黄铜制成,上述主管5为不锈钢管,其公称通径为DN15;上述膨胀罐6为囊式气压罐,其储水容积为24L,工作压力为1.6MPa,上述安全阀7为可调式弹簧安全阀,由黄铜制成,其起跳压力调节范围为1.0-2.0MPa,上述压力控制器8为光电感应水泵压力开关,可调控压力范围为0-1.6MPa,上述电源箱9由不锈钢制成,上述接触器10为交流接触器;上述一级减压阀11为活塞式可调式减压阀,由黄铜制成,其输出压力调节范围为0.1-0.8MPa,上述一级压力表12量程为0-1.6MPa,上述二级减压阀13为活塞式可调式减压阀,由不锈钢制成,其输出压力调节范围为1.0-2.5MPa,上述二级压力表14量程为0-2.5MPa,上述止回阀4和排气阀15由黄铜制成,上述集分水器16为一进五出式分流器,由不锈钢制成,上述一级支管17,二级支管18,三通接头20和直通球阀21由不锈钢制成,其公称通径为DN15。
本实用新型的操作步骤为:第一,准备:将储水箱注满水,检查各管件、阀门和电源线的连接情况,关闭一级减压阀和二级减压阀,同时关闭直通球阀,开启排气阀;第二,设置:根据渗流实验需求,通过压力控制器设置水泵启闭压力,如同时进行两组实验,其工作压力分别为0.5MPa和1.0MPa,可设置水泵启动压力为1.2MPa,水泵关闭压力为1.6MPa,即当系统压力小于等于1.2MPa时,水泵启动,当系统压力等于1.5MPa时,水泵关闭,设置安全阀的起跳压力为1.6MPa;第三,通电:接通电源,电源箱供电给压力控制器和接触器,此时系统压力为0MPa,接触器通电给水泵,水泵开启,储水箱中的水通过主管流入膨胀罐;第四,排气:缓慢开启直通球阀使主管与一级支管和二级支管相通,逐渐增加一级减压阀和二级减压阀的出口压力,气体在水压作用下进入一级支管和二级支管,流经一级减压阀、二级减压阀,止回阀和集分水器,通过排气阀和集分水器分水端排出系统,待气体排尽关闭直通球阀,一级减压阀和二级减压阀;第五,恒压:将集分水器分水端与渗流装置连接,开启直通球阀,调节一级减压阀的出口压力至实验需求压力如0.5MPa,调节二级减压阀的出口压力至实验需求压力如1.0MPa,当压力控制系统达到上限压力如1.5MPa时,水泵关闭,此时两组独立的渗流实验入渗压力可分别恒定在0.5MPa和1.0MPa;第六,稳压:随着渗流实验进行,膨胀罐中水量减少,水压逐渐降低,当达到下限压力如1.2MPa时,水泵自动开启直至压力控制系统达到上限压力如1.5MPa时关闭,保证一级减压阀和二级减压阀的入口压力稳定在1.2MPa-1.5Mpa;第七,注意:当该级压力渗流实验结束时,关闭直通球阀,切断电源,若继续进行下一级渗流实验,需重复第一至第六步骤,如实验周期较长,务必保持电源畅通,避免因用水量大而引起水压不稳,保证渗流实验安全稳定运行。

Claims (2)

1.一种可调式恒压实验供水系统,其特征在于,包括高压供水系统、压力控制系统、减压恒压系统,高压供水系统包括水泵(1),储水箱(2),过滤阀(3)和止回阀(4),所述水泵(1),过滤阀(3)和止回阀(4)依次串接于主管(5)上;压力控制系统包括膨胀罐(6),安全阀(7),压力控制器(8)和电源箱(9),所述膨胀罐(6),安全阀(7)和压力控制器(8)依次并接于主管(5)上,所述电源箱(9)供电给压力控制器(8),其内设有接触器(10),所述接触器(10)与水泵(1)和压力控制器(8)连接;减压恒压系统包括一级减压阀(11),一级压力表(12),二级减压阀(13),二级压力表(14),止回阀(4),排气阀(15)和集分水器(16),所述一级减压阀(11)与一级压力表(12),止回阀(4)和排气阀(15)连接构成一级支管(17),所述二级减压阀(13)与二级压力表(14),止回阀(4)和排气阀(15)连接构成二级支管(18),所述一级支管(17)与二级支管(18)通过三通球阀(19)与主管(5)连接,并通过三通接头(20)与集分水器(16)连接,所述集分水器(16)分水端设有直通球阀(21)。
2.根据权利1要求所述的可调式恒压实验供水系统,其特征在于,所述水泵(1)为三缸柱塞泵,其理论流量为8L/min,工作压力为6MPa,所述储水箱(2)为有机玻璃箱,其储水容积为100L,所述过滤阀(3)和止回阀(4)由黄铜制成,所述主管(5)为不锈钢管,其公称通径为DN15;所述膨胀罐(6)为囊式气压罐,其储水容积为24L,工作压力为1.6MPa,所述安全阀(7)为可调式弹簧安全阀,由黄铜制成,其起跳压力调节范围为1.0-2.0MPa,所述压力控制器(8)为光电感应水泵压力开关,可调控压力范围为0-1.6MPa,所述电源箱(9)由不锈钢制成,所述接触器(10)为交流接触器;所述一级减压阀(11)为活塞式可调式减压阀,由黄铜制成,其输出压力调节范围为0.1-0.8MPa,所述一级压力表(12)量程为0-1.6MPa,所述二级减压阀(13)为活塞式可调式减压阀,由不锈钢制成,其输出压力调节范围为1.0-2.5MPa,所述二级压力表(14)量程为0-2.5MPa,所述排气阀(5)由黄铜制成,所述集分水器(16)为一进五出式分流器,由不锈钢制成,所述一级支管(17),二级支管(18),三通球阀(19)和三通接头(20)由不锈钢制成,其公称通径为DN15。
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