[發明專利]一種快速測量便攜式多功能滲透儀

在審

• 申請號: 202210139960.0
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN115060635A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 侯娟;李昊
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發明公開了一種快速測量便攜式多功能滲透儀，包括壓力艙，滲透艙和儲液艙組成。壓力艙包括小型加壓泵、壓力表、壓力艙蓋板、壓力艙底板、承壓筒、豎向位移計、硅膠加熱板、中央控制器等，以實現滲透試驗中圍壓與溫度控制；滲透艙包括上下試樣夾板、試樣、透水布、橡皮薄膜等，以實現測定不同化學測試液的滲透系數；儲液艙包括兩個進液箱、兩個儲液箱、四個球形止水閥、可充電蓄電池盒等。設備集成了中央控制器，顯示面板可直觀的調整試驗中溫度、圍壓和水頭等試驗參量。本發明較傳統的滲透設備，體積小巧、移動方便、易拆卸且功能多樣，尤其對超低滲透性的材料具有加速其試驗進程的優點。

技術領域

本發明涉及滲透試驗設備的技術領域，尤其是測定針對土工合成材料以及膨潤土混合物等低滲透性材料在復雜環境下的滲透系數。

背景技術

填埋場的防滲工程安全是國家生態環境和生態文明建設的重大戰略需求，衛生填埋是城市固體廢棄物的主要處置方法，填埋處置占我國終端總處置量的60％。土工復合膨潤土襯墊及膨潤土混合物具有良好的防滲性能，具有單位面積質量小、自愈合能力強以及施工方便等優點，是我國目前新建和改建填埋場主要采用的橫、豎向防滲系統。

在填埋場長期服役過程中，由于垃圾堆積、垃圾成分復雜、微生物降解、外部降雨等影響，土工復合襯墊或膨潤土混合物往往處在非常復雜的環境中，其性能受到各種外部因素耦合作用下可能失效。然而膨潤土襯墊系統一旦鋪設完畢，便很難進行性能監測，因此，室內試驗是主要的測試方法。

目前鮮有快速便攜式多功能滲透設備用于模擬材料處于復雜耦合狀態下的滲透研究。傳統的土壤滲透測試裝置存在以下缺點：1.滲透設備過大，且非一體化，需要連接各種外接設備，滲透儀的移動性與便攜性幾乎為0。2.低滲透性材料的滲透速度極慢，針對低滲透性材料的滲透研究往往耗時過久。3.研究熱-化-力-流等復雜環境下的材料滲透設備較為少見，功能單一，無法考慮多場耦合作用下的材料性狀變化。因此，亟需一種快速便攜式多功能滲透儀。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種快速測量便攜式多功能滲透儀，該試驗裝置滿足模擬土工復合膨潤土襯墊及膨潤土混合樣在復雜環境下的滲透試驗與膨脹觀測，本發明裝置快速便攜且功能豐富，可以考慮不同溫度、壓力下土工復合膨潤土襯墊及膨潤土混合樣的滲透情況，更加貼近實際工況，研究結果對垃圾填埋場的防滲工程具有指導意義。

為達到上述發明創造目的，本發明采用如下技術方案：

一種快速測量便攜式多功能滲透儀，包括壓力艙、滲透艙和儲液艙三部分；其中，壓力艙用來實現滲透試驗中圍壓與溫度控制；滲透艙用來實現測定不同化學測試液的滲透系數；儲液艙用于收集并計量滲出液體；還集成進行溫度、壓力、滲透水頭高度參量調節的中央控制面板，通過中央控制面板可直觀的調整試驗中溫度、圍壓和水頭試驗參量。

優選地，壓力艙包括壓力艙蓋板、壓力艙底板、小型加壓泵、減壓閥、管接頭、豎向位移計、承壓筒、硅膠加熱板、溫度傳感器、隔熱陶瓷和中央控制面板；小型加壓泵和管接頭固定在設備蓋板上，承壓筒通過旋口擰緊在壓力艙頂板和壓力艙底板上；外部水源通過管接頭向承壓筒內部注水直至水滿；打開小型加壓泵，調節減壓閥，控制試驗圍壓；通過中央控制面板，設定試驗目標溫度，硅膠加熱板工作，傳感器將試驗溫度維持在目標溫度的±0.1℃區間內；試驗過程中通過豎向位移計記錄試樣的膨脹信息；內部圍壓由小型加壓泵產壓，通過減壓閥調節試驗目標圍壓，通入壓力艙，再通過中央控制面板設定試驗溫度，硅膠加熱板均勻布滿承壓筒，使得水溫上升均勻，隔熱陶瓷的包裹既防止承壓筒內部熱量流失，也保證外部接觸的安全；通過中央控制面板的可視面板，進行數字化操作輸入和滲透裝置結果信息的輸出。提高了滲透裝置結果的準確性。