[发明专利]一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置及方法

权利要求书

1.一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置，其特征在于，包括水箱、卧式离心泵、空气压缩机、传感器、变径输送部件、试验舱部件和料仓部件；

所述水箱的一侧依次通过所述卧式离心泵、所述传感器和所述变径输送部件与所述试验舱部件的一端连接；所述水箱的另一侧通过所述传感器和所述变径输送部件与所述试验舱部件的另一端连接；

所述空气压缩机与所述料仓部件通过压力变送器连接；所述料仓部件的出料口通过电动球阀与所述试验舱部件的进料口连接。

2.如权利要求1所述的一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置，其特征在于，所述水箱设置在支架上；所述水箱的一端与所述卧式离心泵通过输送管直接连接，所述输送管远离所述卧式离心泵的一端设置在所述水箱的下端，所述水箱的另一端与所述传感器通过输送管直接连接，所述输送管远离所述传感器的一端设置在所述水箱的上端。

3.如权利要求1所述的一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置，其特征在于，所述传感器为电磁流量计水液体电子数显管道式高精度传感器。

4.如权利要求1所述的一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置，其特征在于，所述变径输送部件包括伸缩装置、变径压板、方形管道、方形法兰和第一圆形法兰；

所述方形管道的一端通过所述方形法兰与所述试验舱部件连接，另一端通过过渡管道、所述圆形法兰与所述传感器连接；所述变径压板滑动设置在所述方形管道上，所述变径压板位于所述方形管道外部的一端设置有所述伸缩装置。

5.如权利要求4所述的一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置，其特征在于，所述伸缩装置包括依次连接的步进电机、减速机、联轴器、轴承座和滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上设置有滚珠丝杠螺母，所述变径压板位于所述方形管道外部的一端固定在所述滚珠丝杠螺母上。

6.如权利要求1所述的一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置，其特征在于，所述试验舱部件为亚克力板构成的盒体结构，盒体内与水流平行的方向上设置有多个相互平行的衬板；所述衬板两端，相邻衬板之间均设置有蜂窝孔亚克力板，所述衬板为亚克力板。

7.如权利要求6所述的一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置，其特征在于，所述试验舱部件的进料口设置在上侧且固定有第二圆形法兰，所述二圆形法兰与所述电动球阀连接。

8.如权利要求1所述的一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置，其特征在于，所述料仓部件包括上部设置的压力变送器和密封盖板以及下部设置的电动球阀，所述压力变送器通过管道与所述空气压缩机连接。

9.如权利要求1所述的一种基于水材料研究的溶洞充填试验装置，其特征在于，所述卧式离心泵包括第一卧式离心泵和第二卧式离心泵，所述第一卧式离心泵和所述第二卧式离心泵的动力方向相反。

10.一种基于水材料研究的溶洞充填试验方法，其特征在于，采用了如权利要求1-9任一项所述的基于水材料研究的溶洞充填试验装置；包括：

启动第一卧式离心泵，水从所述水箱流出，依次经过所述传感器和所述变径输送部件进入所述试验舱部件，然后另一端的变径输送部件和传感器流回水箱，通过设置第一卧式离心泵使得整个装置处于恒水压状态；

启动所述空气压缩机，向所述料仓部件内通入气体，并通过空气压缩机的设置使得料仓处于恒压状态；空气压缩机向料仓部件加额定压力自动停止，电动球阀自动打开，料仓内的透水材料在突变压力情况下，快速向低压试验舱运动，进而进行透水冲压材料试验；

在试验舱工作过程中，使用变径输送部件对管道口径调节，实现多种要求下的透水冲压材料试验。