[实用新型]胶体在沙柱中穿透的盛水装置以及实验测量装置

说明书

技术领域

    本实用新型属于水利工程、环境工程和农业工程技术领域，具体涉及一种胶体在沙柱中穿透的盛水装置以及实验测量装置。

背景技术

在过去有很多的学者通过沙柱实验来探究了胶体在多孔介质中的截留量，只测量实验尾水的浓度，推算胶体的截留量，而把胶体在沙柱中的迁移过程看似黑箱，没有进一步探索，无法探究胶体在迁移过程中分层情况以及粒径变化状况，并且在具体实施过程中，还有如下困难，很多的参数难以直接测得，需经过繁琐的操作过程，以及一定推理转化才能获得，指示测量误差很大。为正确且方便的获得这些参数，如今设计一套实时智能的实验装置，并提供操作方法，以便更好的揭示胶体在沙柱中的迁移规律。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种胶体在沙柱中穿透的盛水装置以及实验测量装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的提供的一种用于胶体在沙柱中穿透测量实验的盛水装置，包括进水控制装置和与进水控制装置相连的沙柱，所述进水控制装置包括进水漏斗、设置在进水漏斗上方的上水箱、设在上水箱一侧的挂钩架、与进水漏斗相连的橡胶管，所述进水漏斗上设有一溢流口和挂钩，所述橡胶管与沙柱相连，所述橡胶管与沙柱之间设有进水阀门。

进一步地，所述橡胶管和水柱外层上设有一黑色涂层。

进一步地，所述沙柱包括实验穿透区以及与实验穿透区相连的过流缓冲区，所述实验穿透区包括一组取样针孔和一组装在沙柱中孔隙水电导率探头，所述实验穿透区两侧设有尼龙网。

进一步地，沙柱根据实验目的分为水平放置和竖直放置。

进一步地，所述过流缓冲区末端设有一尾水出口以及设在尾水出口上的出水阀门。

本实用新型中的盛水装置通过进水控制装置可以对进水量进行精确控制，在实验时，上水箱的源胶体首先进入进水漏斗，故进水漏斗、溢流口的共同作用是保持实验时，进水口的水头稳定，使实验过程中沙柱中有稳定的流场。挂钩，挂钩架，橡胶管，可方便的调节进水漏斗的高程，这种结构可以宽范围的调节进流源的水头，即可宽范围的调节沙柱的流速，进水阀门是控制整个装置过流的总阀门，在正式实验时为打开状态，在实验准备阶段可根据需要开关。并且沙柱根据实验目的分为水平放置和竖直放置，其中竖直放置中，液体流向包括从上往下和从下往上；不考虑重力影响时，可使用沙柱水平放置；为使胶体在沙柱中较均匀分布，可采用沙柱竖直放置，液体从下往上过流；为突出重力的影响，可采用沙柱竖直放置，液体从上往下过流。此外，沙柱中具有过流缓冲装置，防止胶体在沙柱段非正常沉积。

一种胶体在沙柱中穿透的实验测量装置，包括上述的盛水装置和实时测量装置；所述盛水装置包括进水控制装置和与进水控制装置相连的沙柱，所述进水控制装置包括进水漏斗、设置在进水漏斗上方的上水箱、设在上水箱一侧的挂钩架、与进水漏斗相连的橡胶管，所述进水漏斗上设有一溢流口和挂钩，所述沙柱包括实验穿透区以及与实验穿透区相连的过流缓冲区；所述实验穿透区包括一组取样针孔、一组孔隙水电导率探头和分别设置在两端一层尼龙网，所述实验穿透区和过流缓冲区连接处从进水向出水方向依次设有吸光度探头、溶液电导率探头，过流缓冲区末端设有出水阀门，在溶液电导率探头与出水阀门之间从进水向出水方向依次设有温度pH探头、流量计；所述实时测量装置包括计算机以及分别与计算机相连的数据采集器、激光粒度分析度仪、分光光度计；所述吸光度探头、溶液电导率探头、孔隙水电导率探头、温度、pH探头 、流量计分别与数据采集器相连。

本实用新型中，实验穿透区为实验的主体部分，实验前在其中装满需要的沙体，作为实验测试段供胶体迁移的多孔介质，沙柱两端分别设一层尼龙网，以防止沙体散逸，取样针孔在沙柱表面每隔一段距离布置一个，以便沿程抽取孔隙水中胶体样品，孔隙水探头在对应取样针孔处每隔一段距离布置一个，探头插入沙柱内部，以便沿程测量溶液盐度，并在外部测量沿程的胶体浓度，过流缓冲柱有一定的长度，防止实验段沙柱中胶体在尾段因沙柱形状的变化，导致过流液体流态急剧变化，致使胶体非正常的沉积；出水阀门为可拆卸可调流量的螺旋阀门，在实验准备阶段可调节其开度，以得到需要的流量；在实验过程中保持开度，以稳定流量；在实验结束时，可拆下清洗，以防止胶体沉积而堵塞出水阀门。流量计为流量传感器，可将装置中的流量转化为电子信号传给计算机，实验操作人员可通过读取计算机中的数据得到装置中的流量。