[发明专利]离心机试验流体注入装置

说明书

本发明涉及一种离心机试验流体注入装置，其特征在于：它包括装置框架、动力液压系统、流体注入系统和影像系统；动力液压系统为离心实验室提供的土工离心机装置自带液压系统，从而本发明中的油缸配套接口接入离心机自带液压系统来实现高压，相比于其它方式获得高压，设备更简化，操作更简单。流体注入系统中的注入管注入效果与高压旋喷设备工作时喷口提升与旋转产生的效果相当。本发明在超重力状态下，结合离心实验室提供的土工离心机装置、动力液压系统、流体注入系统以及影像系统并配合透明土可以模拟污染场地修复剂注入与迁移的过程，揭示注入液体压力与影响半径的关系，以及观察修复剂溶液的长期迁移效果。

技术领域

本发明涉及岩土离心机技术领域，具体为离心机试验流体注入装置。

背景技术

原位化学氧化是有机污染场地修复技术中的一种，原位化学氧化修复所用的现场设备为高压旋喷设备，高压旋喷技术最早由日本提出，在静压灌浆的基础上，利用射流作用切割地层，改变原先地层的结构，同时灌入水泥浆液形成凝胶体，从而形成连续水泥加固体，以达到防渗和加固地基的目的。

将高压旋喷注浆技术应用于土壤修复，使用钻机将带有喷嘴的注浆管钻至土体预定深度，利用高压将化学试剂喷射出来，土体在喷射流的作用下，与药剂搅拌混合，化学反应结束后达到减少污染物的目的。虽然高压旋喷技术应用已久，但目前对喷射的有效半径和流场分布的理论研究较少。国内外研究者常用室内土柱试验进行污染物迁移与修复的机理探讨，但是常重力下的缩尺模型应力水平与实际现场应力水平不符，而且在常重力下流体迁移的速率很慢，短时间内难以得到流体长期迁移信息。离心机模型试验可产生超重力场，在缩尺情况下可以重现原型场地应力水平，且能够加速流体在土体中的迁移，节省了大量时间，可以快速采集到数据，因此它对污染物迁移与污染场地修复的研究就显得特别便利。目前离心试验在污染物迁移与污染场地修复的研究中广泛应用。在离心机中真实还原原位高压旋喷存在困难，为了简化，采用注入方式代替旋喷方式，两种方式注入修复剂形成的影响区域近似相同，而操作方式得以简化。

离心模拟技术在近年来不断发展完善，离心机设备也不断升级改造，性能越来越稳定，能模拟的工况越来越复杂。然而，在实践中的原位高压旋喷却很难在高速旋转的离心机中模拟，本发明结合高压旋喷原位修复施工特点开发出一种将流体注入土体的离心机试验流体高压注入装置，以填补离心试验模拟在高压旋喷原位修复模拟方面的空白。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种离心机试验流体注入装置，设备更简化，操作更简单。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种离心机试验流体注入装置，其特征在于：它包括装置框架、动力液压系统、流体注入系统和影像系统；

所述装置框架包括模型箱、流体储存箱、第一钢制框架、第二钢制框架和注入管；所述模型箱上部开口，前面安装透明有机玻璃，其余四面采用厚钢板制成；第一钢制框架安装在模型箱上部，流体储存箱固定在第一钢制框架内，第二钢制框架安装在模型箱前部，所述注入管前部从模型箱上部开口处插入其中；

所述动力液压系统包括第一活塞、第二活塞、第一接头、第二接头和推杆；第一活塞和第二活塞固定于第一钢制框架上，第一活塞与第二活塞相对安装，第一活塞的活塞杆通过推杆与第二活塞的活塞杆连接，第一活塞上的两个第二接头连接离心机油压接口使活塞杆往返运动，通过第一活塞推杆的往复运动，带动第二活塞的活塞杆运动；第一活塞上的两个第一接头其中一个不连接管路；

所述流体注入系统包括第一电磁阀、第二电磁阀、三通转接头和分支管路；所述三通转接头与第一活塞上的无杆腔端第一接头连接，三通转接头的一端通过分支管路与流体储存箱的底部接口相连，三通转接头的另一端通过分支管路与注入管尾部接口相连；

所述影像系统包括摄像机和固定板；摄像机通过固定板固定在第二钢制框架上。

所述的离心机试验流体注入装置，其特征在于：所述第一钢制框架、第二钢制框架采用高碳钢材料制成。