專利名稱：氣壓式恒壓供液裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)量測儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣壓式恒壓供液裝置，為土壤
滲流試驗(yàn)和土柱淋濾試驗(yàn)等科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供一種壓力穩(wěn)定、可無電源長期工作的恒壓供液裝置。
背景技術(shù)：
水力學(xué)實(shí)驗(yàn)是一類基本物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)，是水力學(xué)、滲流力學(xué)研究的主要研究手段
之一，而一套完善的恒壓供液裝置是進(jìn)行水力學(xué)實(shí)驗(yàn)的必要裝備。 目前應(yīng)用較為普遍的供液裝置大致為浮球式和自溢式供液裝置，均為比較大眾化的供液裝置，其功能均比較單一，不能滿足科研及教學(xué)等領(lǐng)域的試驗(yàn)精度要求。傳統(tǒng)的恒壓供液裝置主要存在如下欠缺 1)傳統(tǒng)的浮球式和自溢式供液裝置的供液面波動(dòng)較大，即供液壓力波動(dòng)較大，難以滿足對(duì)供液壓力穩(wěn)定性高要求的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要。 2)為維持恒定液位，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須對(duì)儲(chǔ)液箱連續(xù)供液并保持溢流狀態(tài)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。 3)傳統(tǒng)恒壓供液裝置工作需要電源，一旦停電，實(shí)驗(yàn)將中斷或廢棄。 4)傳統(tǒng)恒壓供液裝置工作時(shí)，儲(chǔ)液箱溢流勢必造成對(duì)供試液體的干擾，對(duì)于供試
液體自身穩(wěn)定度要求較高的實(shí)驗(yàn)如流場、雷諾等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目就會(huì)產(chǎn)生不利影響。 5)目前缺乏用于酸、堿溶液等具有腐蝕性液體的專用恒壓供液裝置。 因此，研發(fā)更為完善的恒壓供液裝置對(duì)于促進(jìn)水力學(xué)、滲流力學(xué)的發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)的供液裝置供液壓力波動(dòng)較大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，且依賴
于電源的難題，提供一種氣壓式恒壓供液裝置。該恒壓供液裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，供液壓力穩(wěn)定，可無電源長期工作，可節(jié)約資源，可用于酸、堿溶液等腐蝕性液體的恒壓供液，可滿足土壤滲流試驗(yàn)和土柱淋濾試驗(yàn)等科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)恒壓供液裝置的需求。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施 —種氣壓式恒壓供液裝置，它包括儲(chǔ)液容器、氣囊、高壓氣瓶、氣壓源、高壓氣管、氣瓶閥門、三通、氣瓶氣壓表、減壓閥、氣壓表、供氣閥、安全閥、排氣閥、進(jìn)液管、進(jìn)液閥、進(jìn)液漏斗、供液管、精密數(shù)字液壓表、供液閥、泄氣閥，其特征在于儲(chǔ)液容器為一封閉容器，儲(chǔ)液容器頂部設(shè)有排氣閥，氣囊安裝在儲(chǔ)液容器內(nèi)，第七高壓氣管的兩接口分別與氣囊、泄氣閥相連，泄氣閥通過第六、第五、第四高壓氣管依次與減壓閥、氣壓表、氣瓶氣壓表相連，氣瓶氣壓表通過第三高壓氣管與三通的左接口連接，高壓氣瓶通過第一高壓氣管與氣瓶閥門的下接口相連，氣瓶閥門的上接口通過第二高壓氣管與三通的下接口相連，三通的右接口通過第八、第九、第十高壓氣管依次與供氣閥、安全閥、氣壓源相連。設(shè)置安全閥可以防止充氣過壓。 所述的儲(chǔ)液容器的右側(cè)壁的底部裝有一供液管，供液管的右接口與精密數(shù)字液壓表連接，精密數(shù)字液壓表通過另一供液管與供液閥連接，供液閥通過第三供液管與用液單元(即承受供試液體作用的裝有試驗(yàn)樣品的實(shí)驗(yàn)儀器或部件)連接。儲(chǔ)液容器的左側(cè)壁的底部裝有一進(jìn)液管，進(jìn)液管的左接口與進(jìn)液閥連接，進(jìn)液閥通過另一進(jìn)液管與進(jìn)液漏斗的底部連接。進(jìn)液漏斗高出儲(chǔ)液容器頂部3 5cm。 所述的高壓氣瓶的氣壓遠(yuǎn)大于供液壓力，供液壓力可以通過調(diào)節(jié)減壓閥來調(diào)整。
儲(chǔ)液容器、進(jìn)液管、進(jìn)液閥、進(jìn)液漏斗、供液管、精密數(shù)字液壓表、供液閥等部件采用耐酸堿材料，如耐酸堿有機(jī)玻璃、工程塑料、橡膠制作，所述的氣壓式恒壓供液裝置可用于酸、堿溶液等腐蝕性液體的恒壓供液。 所述的氣壓式恒壓供液裝置的工作過程是第一次充液時(shí)，同時(shí)開啟排氣閥、進(jìn)液閥和泄氣閥，將供試液體直接倒入進(jìn)液漏斗，即可將供試液體充入儲(chǔ)液容器，當(dāng)供試液體從排氣閥漫出時(shí)，關(guān)閉排氣閥、進(jìn)液閥和泄氣閥。每次實(shí)驗(yàn)前，先關(guān)閉減壓閥，開啟氣瓶閥門和供氣閥，啟動(dòng)氣壓源對(duì)高壓氣瓶充氣，達(dá)到規(guī)定的氣壓后，先關(guān)閉氣壓源，隨即關(guān)閉高壓氣瓶和供氣閥。開啟泄氣閥和進(jìn)液閥，將供試液體直接倒入進(jìn)液漏斗，將供試液體充入儲(chǔ)液容器，供試液體達(dá)到需要的數(shù)量后，關(guān)閉泄氣閥和進(jìn)液閥。開啟供液閥，排空供液管中的空氣，然后關(guān)閉供液閥，將供液管連接到相應(yīng)的用液單元，開啟氣瓶閥門、減壓閥和供液閥即可實(shí)現(xiàn)對(duì)用液單元的恒壓供液。供液壓力可以通過調(diào)節(jié)減壓閥來調(diào)整。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果 1)所述的氣壓式恒壓供液裝置所提供的液壓來源高壓氣瓶提供的氣壓，它利用減壓閥將氣體壓力降至實(shí)驗(yàn)所需壓力，有利于供液壓力的穩(wěn)定，供試液體的壓力是恒定的。
2)所述的氣壓式恒壓供液裝置改變了以往恒壓供液裝置中儲(chǔ)液箱內(nèi)液位必須恒定并保持溢流的做法，可以節(jié)省資源。 3)所述的氣壓式恒壓供液裝置僅在高壓氣瓶充氣時(shí)需要電源，實(shí)驗(yàn)不需要電源，
可以節(jié)省能源，同時(shí)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可靠性，不會(huì)因停電造成實(shí)驗(yàn)中斷，甚至廢棄。 4)所述的氣壓式恒壓供液裝置通過進(jìn)液漏斗給所述的供液裝置充液，不需另配供
液泵，解除了對(duì)設(shè)備安全的顧慮。 5)切斷供液源頭，有效切斷液體內(nèi)部振動(dòng)源，極大地提高了供液壓力的穩(wěn)定性。 6)所述的氣壓式恒壓供液裝置與供試液體接觸的部件采用耐酸堿材料，如耐酸堿
有機(jī)玻璃、工程塑料制作，可用于酸、堿溶液等具有腐蝕性液體的恒壓供液。同時(shí)，由于省去
供液泵、溢流裝置等部件，設(shè)備更趨簡單，有利于腐蝕性液體的安全管理。 申請者利用本氣壓式恒壓供液裝置開展了土柱淋濾實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)供試液體壓力
為100 400kPa，用液流量在50ml/h 500ml/h時(shí)，供試液體壓力波動(dòng)僅為士lhPa，其壓
力控制精度為lhPa，解決了傳統(tǒng)的供液裝置供液壓力波動(dòng)較大的難題，實(shí)現(xiàn)了高精度的恒
壓供液。利用本氣壓式恒壓供液裝置開展了長達(dá)20天的低滲透性黏土試樣的滲透實(shí)驗(yàn)，實(shí)
驗(yàn)中供試液體壓力穩(wěn)定，顯示出良好的長期工作性狀，解決了傳統(tǒng)的供液裝置依賴于電源
和長期供液可靠性差的難題。本氣壓式恒壓供液裝置滿足了土壤滲流試驗(yàn)和土柱淋濾試驗(yàn)
等科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)恒壓供液裝置的需求，對(duì)于推動(dòng)水力學(xué)、滲流力學(xué)的發(fā)展具有意義。


圖1為一種氣壓式恒壓供液裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，1-儲(chǔ)液容器，2-高壓氣瓶，3-氣壓源，4a、4b、4c、4d、4e、4f 、4g、4h、4i、4j-高壓氣管，5-氣瓶閥門，6-三通，7-氣瓶氣壓表，8-減壓閥，9-氣壓表，10-供氣閥，ll-安全閥，12-排氣閥，13a、13b-進(jìn)液管，14-進(jìn)液閥，15-進(jìn)液漏斗，16a、16b、16c-供液管，17-精密數(shù)字液壓表，18-供液閥，19.氣囊，20-泄氣閥，21-供試液體。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述 根據(jù)圖1可知，該氣壓式恒壓供液裝置由儲(chǔ)液容器l，高壓氣瓶2，氣壓源3，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十高壓氣管4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i、4j，氣瓶閥門5，三通6，氣瓶氣壓表7，減壓閥8，氣壓表9，供氣閥IO，安全閥ll，排氣閥12，第一、第二進(jìn)液管13a、13b，進(jìn)液閥14，進(jìn)液漏斗15，第一、第二、第三供液管16a、16b、16c，精密數(shù)字液壓表17，供液閥18等構(gòu)成。 其特征在于儲(chǔ)液容器1為一封閉容器，儲(chǔ)液容器1頂部設(shè)有排氣閥12，氣囊19安裝在儲(chǔ)液容器內(nèi)，第七高壓氣管4g的兩接口分別與氣囊19、泄氣閥20相連，泄氣閥20通過第六、第五、第四高壓氣管4f、4e、4d依次與減壓閥8、氣壓表9、氣瓶氣壓表7相連，氣瓶氣壓表7通過第三高壓氣管4c與三通6的左接口連接，高壓氣瓶2通過第一高壓氣管4a與氣瓶閥門5的下接口相連，氣瓶閥門5的上接口通過第二高壓氣管4b與三通6的下接口相連，三通6的右接口通過第八、第九、第十高壓氣管4h，4i，4j依次與供氣閥10、安全閥11、氣壓源3相連。 儲(chǔ)液容器1的右側(cè)壁的底部裝有第一供液管16a，第一供液管16a的右接口與精密數(shù)字液壓表17連接，精密數(shù)字液壓表17通過第二供液管16b與供液閥18連接，供液閥通過第三供液管16c與用液單元連接。 儲(chǔ)液容器1的左側(cè)壁的底部裝有第一進(jìn)液管13a，第一進(jìn)液管13a的左接口與進(jìn)液閥14連接，進(jìn)液閥14通過第二進(jìn)液管13b與進(jìn)液漏斗15的底部連接。進(jìn)液漏斗15高出儲(chǔ)液容器1頂部3 5cm。 高壓氣瓶2的氣壓遠(yuǎn)大于供液壓力，供液壓力可以通過調(diào)節(jié)減壓閥8來調(diào)整。
儲(chǔ)液容器l，進(jìn)液管13，進(jìn)液閥14，進(jìn)液漏斗15，供液管16a、16b、16c，等部件采用
耐酸堿材料，如耐酸堿有機(jī)玻璃、工程塑料、橡膠制作。
裝置適用范圍 本發(fā)明提供了 一種氣壓式恒壓供液裝置，能用于土壤滲流試驗(yàn)和土柱淋濾試驗(yàn)。
權(quán)利要求
一種氣壓式恒壓供液裝置，它包括儲(chǔ)液容器(1)、高壓氣瓶(2)、氣囊(19)、氣壓源(3)、氣瓶氣壓表(7)、減壓閥(8)、供氣閥(10)、安全閥(11)、泄氣閥(20)，其特征在于儲(chǔ)液容器(1)為一封閉容器，儲(chǔ)液容器(1)頂部設(shè)有排氣閥(12)，氣囊(19)安裝在儲(chǔ)液容器內(nèi)，第七高壓氣管(4g)的兩接口分別與氣囊(19)、泄氣閥(20)相連，泄氣閥(20)通過第六、第五、第四高壓氣管(4f、4e、4d)依次與減壓閥(8)、氣壓表(9)、氣瓶氣壓表(7)相連，氣瓶氣壓表(7)通過第三高壓氣管(4c)與三通(6)的左接口連接，高壓氣瓶(2)通過第一高壓氣管(4a)與氣瓶閥門(5)的下接口相連，氣瓶閥門(5)的上接口通過第二高壓氣管(4b)與三通(6)的下接口相連，三通(6)的右接口通過第八、第九、第十高壓氣管(4h，4i，4j)依次與供氣閥(10)、安全閥(11)、氣壓源(3)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種氣壓式恒壓供液裝置，其特征在于所述的儲(chǔ)液容器(1) 的右側(cè)壁的底部裝有第一供液管(16a)，第一供液管(16a)右接口與精密數(shù)字液壓表(17) 連接，精密數(shù)字液壓表(17)通過第二供液管(16b)與供液閥(18)連接，儲(chǔ)液容器(1)的左 側(cè)壁的底部裝有第一進(jìn)液管(13a)，第一進(jìn)液管(13a)的左接口與進(jìn)液閥(14)連接，進(jìn)液閥 (14)通過第二進(jìn)液管(13b)與進(jìn)液漏斗(15)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣壓式恒壓供液裝置，儲(chǔ)液容器為一封閉容器，儲(chǔ)液容器頂部設(shè)有排氣閥，氣囊安裝在儲(chǔ)液容器內(nèi)。高壓氣瓶通過高壓氣管與氣瓶閥門相連，氣瓶閥門的通過另一高壓氣管與三通相連，三通的左接口通過另四根高壓氣管依次與氣瓶氣壓表、減壓閥、氣壓表、泄氣閥相連，泄氣閥通過第七壓氣管與氣囊連接，三通的右接口通過另三根高壓氣管依次與供氣閥、安全閥、氣壓源相連。儲(chǔ)液容器的右側(cè)壁的底部裝有供液管，供液管的右接口與精密數(shù)字液壓表連接，精密數(shù)字液壓表通過供液管與供液閥連接，儲(chǔ)液容器的左側(cè)壁的底部裝有進(jìn)液管，進(jìn)液管的左接口與進(jìn)液閥連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實(shí)現(xiàn)恒壓供液，能用于土壤滲流試驗(yàn)和土柱淋濾試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G09B23/00GK101738302SQ20091027332
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者王緒民, 陳善雄 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所