[發明專利]一種模擬地埋熱力管道泄漏的實驗箱及實驗方法

在審

• 申請號: 202011402472.1
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112396943A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 劉聯勝;畢研策;劉宜霖;王曉雪;任曉鐳;郭智勇;劉軒臣;李占華
• 申請（專利權）人: 河北工業大學;承德熱力集團有限責任公司
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰;張國榮

1.一種模擬埋地熱力管道泄漏的實驗箱，其特征在于，該實驗箱包括實驗箱本體、溫濕度傳感器、泄漏管道和管道旋轉組件；

所述實驗箱本體的頂部具有開口，底板上具有篩孔；溫濕度傳感器分層布置在實驗箱本體中的土壤里；泄漏管道橫穿實驗箱本體，且通過管道旋轉組件與實驗箱本體的兩側轉動連接，泄漏管道的兩端與外循環管路連接。

2.根據權利要求1所述的用于模擬埋地熱力管道泄漏的實驗箱，其特征在于，所述管道旋轉組件包括彈簧、壓柄、手柄、套管和圓盤；

套管位于實驗箱本體外，且套裝在泄漏管道的一端，套管的一端與實驗箱本體的外壁固連；圓盤固定在套管的另一端；手柄的一端固定在泄漏管道上靠近圓盤的位置；壓柄的中部與手柄的中部鉸接，壓柄的一端作用在圓盤上；彈簧的兩端分別與壓柄遠離圓盤的一端和手柄遠離圓盤的一端固連。

3.根據權利要求2所述的用于模擬埋地熱力管道泄漏的實驗箱，其特征在于，圓盤的邊緣呈圓周均勻設有多個限位口，壓柄作用在圓盤的一端具有與限位口配合的卡爪。

4.根據權利要求1-3任一所述的用于模擬埋地熱力管道泄漏的實驗箱，其特征在于，實驗箱本體的底部固定有漏斗形的導流罩；導流罩的一側具有排水口，另一側具有清灰口。

5.根據權利要求1-3任一所述的用于模擬埋地熱力管道泄漏的實驗箱，其特征在于，所述實驗箱本體安裝在支撐架上，支撐架的底部具有滾輪。

6.一種模擬埋地熱力管道泄漏的實驗方法，其特征在于，該方法包括以下內容：

1)將泄漏管道的兩端與外循環管路連接，調整泄漏孔的朝向至實驗所需位置；

2)向實驗箱本體中分層平鋪土壤，直到達到預定埋深；在土層鋪設過程中，根據模擬地區土層的壓實程度對土層進行壓實；以泄露管道所在的水平面為基準，在泄露孔上方的每個土層上，與泄露孔豎直方向上共線的位置均布置一個溫濕度傳感器，直到接近土壤表層；沿泄漏管道的方向上每隔一定距離布置一個溫濕度傳感器，直到接近實驗箱本體的兩個側壁，所有的溫濕度傳感器與泄漏孔在豎直面內共面，泄漏孔所在水平面以及泄漏管道以下的土層中不布置溫濕度傳感器；無論泄漏孔的朝向如何變化，溫濕度傳感器始終位于泄漏管道正上方；

3)當外循環管路通水后，水將從泄漏管道的泄漏孔中泄漏出來，并在土層中滲透；溫濕度傳感器采集土壤的溫度和濕度，并將數據傳輸至上位機；

通過做不同埋深、泄漏孔朝向不同方向的埋地熱力管道泄漏試驗，溫濕度傳感器每隔一段時間采集一次數據；根據與泄漏孔在豎直方向上共線的溫濕度傳感器采集到的溫度、濕度，得到豎直方向上土壤溫度、濕度隨土壤深度和泄漏時間的變化規律，擬合出土壤溫度、濕度隨土壤深度、泄漏時間變化的經驗公式；在泄漏孔朝向各個方向的情況下，都得出一個經驗公式；實際應用時，根據測量埋深、土壤表面的溫度和濕度，通過經驗公式獲得泄漏時間。