一种模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置包括大小水箱、出水管、水泵、测速计、阀门、精密测质量的仪器、烘干器。本发明为研究灰岩区地下水流经排水管的结晶规律，分析结晶条件、结晶速度、晶体性质等晶体成长影响因素及参数，提供了一种性能优良的实验装置。本发明的结构简单，操作方便，为灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶的研究提供了便捷的装置，同时提高了灰岩区隧道排水系统的使用寿命及可靠性。
【专利说明】一种模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置
【技术领域】
[0001]本发明属于碳酸盐结晶【技术领域】，尤其涉及一种模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置。
【背景技术】
[0002]随着我国建设规模的增大，灰岩区的工程量大为增加，大量的隧道都要穿越灰岩区，而隧道排水系统在穿越灰岩区过程中，其排水管道很容易形成碳酸钙结晶，从而堵塞排水管道，一旦造成堵塞，水压增大有可能会造成隧道二衬开裂引起隧道渗漏现象的加剧，同时排水管道的疏通修复工作也会投入大量人力物力，从而增大隧道运营管理费用、影响交通，所以研究碳酸盐结晶问题非常必要。鉴于灰岩区隧道排水管内的钙质结晶阻塞排水管，影响排水效果的工程问题，通过一种实验装置，研究灰岩区地下水流经排水管的结晶规律，分析结晶条件、结晶速度、晶体性质等晶体成长影响因素及参数。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的目的在于提供一种模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，旨在提供一种研究灰岩区地下水流经排水管的结晶规律，分析结晶条件、结晶速度、晶体性质等晶体成长影响因素及参数的实验装置。
[0004]本发明实施例是这样实现的，一种模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置包括:大水箱、排水管、调节阀门、循环蓄水池、水泵、CO2气囊、抽水管；
[0005]大水箱连接排水管的一端，调节阀门和CO2气囊安装在排水管上，水泵通过抽水管连接循环蓄水池，循环蓄水池连接排水管的另一端和抽水管的一端，抽水管的另一端连接大水箱，大水箱内放置Ca (OH) 2溶液。
[0006]进一步，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置中碳酸盐钙质结晶形成条件包括:钙离子浓度、外界温度、CO2浓度。
[0007]进一步，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置实现流速的调整。
[0008]进一步，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置实现水头变化即水压的变化。
[0009]进一步，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置实现不同管材的变化。
[0010]进一步，不同管材的变化包括:PVC管、PE管、不锈钢材质的变化；内壁粗糙度的变化；直径的变化；形状的变化。
[0011]进一步，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置的实现方法:把I
米的排水管称重，作为初始重量Wtl ;经过一段时间(30d，60d......90d)的循环，把这I米的排水管拆下，称重为W1 ;则结晶体重量W2 = W1-W0 ;则折合结晶体在管壁的平均厚度为:w2/(2 r.P )，其中:r为排水管内径；P为CaCO3结晶体的密度，得到结晶速度。
[0012]本发明提供的模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，包括大水箱、出水管、调节阀门、循环蓄水池、水泵、CO2气囊、测速计、精密测质量的仪器、烘干器等；为研究灰岩区地下水流经排水管的结晶规律，分析结晶条件、结晶速度、晶体性质等晶体成长影响因素及参数，提供了一种性能优良的实验装置。本发明的结构简单，操作方便，为灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶的研究提供了便捷的装置，同时提高了灰岩区隧道排水管道的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例提供的模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置的结构不意图；
[0014]图中:1、大水箱；2、排水管；3、调节阀门；4、循环蓄水池；5、水泵；6、CO2气囊;7、
抽水管。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0017]如图1所示，本发明实施例的模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置主要由大水箱1、排水管2、调节阀门3、循环蓄水池4、水泵5、CO2气囊6、抽水管7 ；
[0018]大水箱I连接排水管2的一端，调节阀门3和CO2气囊6安装在排水管2上，水泵5通过抽水管7连接循环蓄水池4，循环蓄水池4连接排水管2的另一端和抽水管7的一端，抽水管7的另一端连接大水箱1，大水箱I内放置Ca(OH)2溶液。
[0019]如附图1所示，本装置由大水箱、出水管、调节阀门、循环蓄水池、水泵、CO2气囊、测速计、精密测质量的仪器、烘干器等组成。大水箱中装有一定量一定浓度的Ca(OH)2溶液；水箱右侧面连接有出水管，并自在出水管上装有调节阀门；出水管的末端与排水管相连，排水管可更换，且能换成不同直径，不同材质，不同形状的以便展开研究；溶液流经排水管流进循环蓄水池；循环蓄水池的液体又经水泵，再次抽入大水箱中，实现循环。
[0020]试验开始前，把I米的排水管称重，作为初始重量Wtl ;经过一段时间(30d，
60d......90d等)的循环，把这I米的排水管拆下，称重为W1 ;则结晶体重量W2 = W1-W0 ;则折合结晶体在管壁的平均厚度为:w2/(2Jir.P ),其中:r为排水管内径；P为CaCO3结晶体的密度。按照此种方法，就可以得到结晶速度。
[0021]本发明实现的功能为:
[0022](I)碳酸盐钙质结晶形成条件的研究(钙离子浓度、外界温度、CO2浓度等)；
[0023](2)水流速度对碳酸盐钙质结晶的形成规律的影响(实验装置要能实现调整流速)；
[0024](3)流水压力对碳酸盐钙质结晶的形成规律的影响(实验装置要能实现水头变化即水压变化)；
[0025](4)管材变化对碳酸盐钙质结晶的形成规律的影响(实验装置要能实现不同管材的变化，比如①pvc管、PE管、不锈钢等材质的变化管内壁粗糙度的变化；③直径的变化；④形状的变化)。
[0026]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，其特征在于，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置包括:大水箱、排水管、调节阀门、循环蓄水池、水泵、CO2气囊、抽水管； 大水箱连接排水管的一端，调节阀门和CO2气囊安装在排水管上，水泵通过抽水管连接循环蓄水池，循环蓄水池连接排水管的另一端和抽水管的一端，抽水管的另一端连接大水箱，大水箱内放置Ca (OH) 2溶液。
2.如权利要求1所述的模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，其特征在于，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置中碳酸盐钙质结晶形成条件包括:钙离子浓度、外界温度、CO2浓度。
3.如权利要求1所述的模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，其特征在于，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置实现流速的调整。
4.如权利要求1所述的模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，其特征在于，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置实现水头变化即水压的变化。
5.如权利要求1所述的模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，其特征在于，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置实现不同管材的变化。
6.如权利要求5所述的模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，其特征在于，不同管材的变化包括=PVC管、PE管、不锈钢材质的变化；内壁粗糙度的变化；直径的变化；形状的变化。
7.如权利要求1所述的模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置，其特征在于，该模拟灰岩区隧道排水管碳酸钙结晶规律的实验装置的实现方法:把I米的排水管称重，作为初始重量Wtl ;经过一段时间(30d，60d......90d)的循环，把这I米的排水管拆下，称重为W1 ;则结晶体重量w2 = W1-W0 ;则折合结晶体在管壁的平均厚度为:w2/(2 Jir.P )，其中:r为排水管内径；P为CaCO3结晶体的密度，得到结晶速度。
【文档编号】G01N5/02GK104297094SQ201410484203
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】韦良文, 张学富, 翟明 申请人:韦良文, 张学富