[实用新型]用于模拟隧道排水管碳酸钙结晶情况的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，尤其涉及一种用于模拟隧道排水管碳酸钙结晶情况的装置。

背景技术

由于石灰岩地区的地质特性，建造在石灰岩地区的隧道排水管内壁容易出现碳酸钙结晶，随着碳酸钙结晶情况的发展，排水管会逐渐出现排水不畅，甚至堵塞的情况，从而引起隧道出现渗水漏水现象，对隧道营运形成安全隐患；为制定相应的防治措施，首先需要对排水管内碳酸钙结晶现象进行深入的研究分析，而现有技术中缺乏可以对排水管内碳酸钙结晶现象进行模拟的试验装置。

实用新型内容

针对背景技术中的问题，本实用新型提出了一种用于模拟隧道排水管碳酸钙结晶情况的装置，其结构为：所述装置由3个水箱、4台水泵、控制模块、两根U形管、两根L形管、5个液位传感器和钙离子加注装置组成；

第一水泵设置在第一水箱的底部，第二水泵和第三水泵设置在第二水箱的底部，第四水泵设置在第三水箱的底部；

第一液位传感器和第二液位传感器设置在第一水箱的内壁上，第一液位传感器和第二液位传感器的设置高度不同；第三液位传感器和第四液位传感器设置在第二水箱的内壁上，第三液位传感器和第四液位传感器的设置高度不同；第五液位传感器设置在第三水箱的内壁上；

第一L形管的一端与第一水泵的输出端连接，第一L形管的另一端延伸至第三水箱的上方；第二L形管的一端与第三水泵的输出端连接，第二L形管的另一端延伸至第一水箱的上方；

第一U形管的一端与第二水泵的输出端连接，第一U形管的另一端延伸至第一水箱内；第二U形管的一端与第四水泵的输出端连接，第二U形管的另一端延伸至第二水箱内；

钙离子加注装置设置在第三水箱的上方，钙离子加注装置的输出口朝向第三水箱的内腔，钙离子加注装置的输出口处设置有控制阀；

4台水泵的控制部均与控制模块连接，5个液位传感器的信号输出端均与控制模块连接，所述控制阀的控制部与控制模块连接；所述水泵采用浸入式水泵；所述水箱内盛装有含钙离子的水，所述U形管的出水端位于水面以下。

本实用新型的原理是：试验前，先在3个水箱中加注适量的含钙离子的水，然后通过控制模块驱动水泵运转，其中，第四水泵可以通过第二U形管将第三水箱中的水抽送至第二水箱中，第二水泵可以通过第一U形管将第二水箱中的水抽送至第一水箱中，第三水泵可以通过第二L形管将第二水箱中的水抽送至第一水箱中，第一水泵可以通过第一L形管将第一水箱中的水抽送至第三水箱中，从而使水在三个水箱中循环流动；水循环流动的过程中，水中的钙离子与二氧化碳接触时就会形成碳酸钙，碳酸钙附着在L形管和U形管的内壁上，长时运行后，就可以模拟出隧道排水管内碳酸钙结晶的情况；为提高试验效率，可使水中的钙离子浓度为饱和状态，随着碳酸钙结晶的形成，钙离子会逐渐被消耗，因此本技术中还设置了钙离子加注装置，控制模块周期性地将控制阀开启，使钙离子加注装置内富含钙离子的物质流入第三水箱中，以补充钙离子的消耗，具体的加注量不必太精确，只要保证水中的钙离子浓度为饱和状态即可，通过第三水箱来加注钙离子，可以为富含钙离子的物质在水中的溶解提供缓冲时间；另外，由于二氧化碳是形成碳酸钙结晶的重要因素，因此，本装置中设计了两种管子，即U形管和L形管，U形管两端均浸泡在水中，可以模拟出封闭式管道的碳酸钙结晶情况；L形管只有一端浸泡在水中，另一端呈开放状态，可以使管内水与空气中的二氧化碳大量接触，既可以加快结晶的发展进度，又可以模拟出开放式管道的结晶情况，此外，第一L形管的长度更长，第一L形管可以模拟出更长管道中的结晶情况，同时，第一L形管和第二L形管的模拟结果还可以进行相互对比；液位传感器用于水位检测，当水位较低时，控制模块可控制该水箱中的水泵停止工作或减慢抽水速度，避免水泵空转，同时，还可控制其他水箱中的水泵向该水箱补水，当水位较低时，控制模块可控制该水箱中的水泵加速向外泵水，同时，还可控制其他水箱中的水泵停止或减慢向该水箱补水，从而实现无人化管理，技术人员只需定期巡视即可；第三水箱中仅设置了1个液位传感器，是因为第三水箱所对应的抽水管道和注水管道均仅有一根，其水量变化相对缓慢，具体实施时，本领域技术人员还可根据实际情况合理选择三个水箱的容积；采用本实用新型后，可以在无人值守情况下，进行排水管碳酸钙结晶情况模拟试验，技术人员根据试验结果就能对管内碳酸钙结晶发展规律进行相关分析。

本实用新型的有益技术效果是：提供了一种用于模拟隧道排水管碳酸钙结晶情况的装置，该装置可以模拟出隧道排水管内的碳酸钙结晶情况。

附图说明