一种利用CO2调节侵蚀水pH值并模拟围岩水水压的装置的制作方法

本实用新型属于隧道工程技术领域，具体涉及到一种利用co2调节侵蚀水ph值并模拟围岩水水压的装置。

背景技术：

混凝土中存在大量的氢氧化钙，在围岩水侵蚀混凝土后，侵蚀水会携带大量的氢氧化钙，导致ph值会有较大的上升，因此在研究围岩水的工程中，需对作用后的侵蚀水的ph值做一定的控制。围岩水的ph值一般在7～9。

目前，国内外对于侵蚀水ph值调节处理方面，主要采用稀盐酸，醋酸，ac酸，等酸进行调节，然而，稀盐酸等无机酸的生产成本较高，有机酸在后续排放过程中会带来大量的有机物污染物，而且会引入新的离子，大大增加了围岩水处理的负担，不利于对围岩水的模拟研究，特别是磷酸二氢钠中含有大量的磷，而磷是水体富营养化的主要原因，因此磷的排放需要特别控制。

同时，在模拟研究围岩水时需要考虑围岩水从围岩中渗出时的围岩水压力，围岩水压力是围岩水对隧道初支二衬侵蚀的重要因素之一。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种设计合理、结构简单、利用co2作为调剂来调节侵蚀水的ph、有效解决使用传统无机酸成本高和有机调酸剂调节侵蚀水ph而产生的有机物污染和磷污染问题、降低生产成本的利用co2调节侵蚀水ph值并模拟围岩水水压的装置。

解决上述技术问题采用的技术方案是：气体生成装置通过安装在管道上的阀门与气体存储装置相连通，气体存储装置通过安装在管道上的气体调节阀与反应装置相连通，侵蚀水存储装置通过安装在管道上的阀门和第一质量流量计与反应装置相连通，反应装置通过安装在管道上的阀门和第二质量流量计与收集装置相连通。

本实用新型的反应装置上设置有压力计。

本实用新型的反应装置上相对两侧面上设置有金属板，金属板与电源电连接。

本实用新型的反应装置上设置有惰性气体进气管。

本实用新型的侵蚀水存储装置的设置高度高于反应装置的设置高度。

本实用新型相比于现有技术具有以下优点：

1、利用锅炉煅烧碳酸钙，生成二氧化碳气体，作为调剂来调节侵蚀水的ph，有效解决使用传统无机酸成本高和有机调酸剂调节侵蚀水ph而产生的有机物污染和磷污染问题。

2、在反应装置两侧分别添加一块金属板，工作时金属板分别接入电源两极，围岩水经过反应装置时阴阳离子就分别向两个金属板一侧移动，避免在反应装置内生成碳酸钙沉淀，不需要经常更换反应装置。

3、惰性气体在反应装置内增压，有助于模拟围岩水从围岩内在压力的作用下，侵蚀隧道的混凝土初支的工况，实验结果更精确可靠。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图中：1、气体生成装置；2、气体存储装置；3、气体调节阀；4、围岩水存储装置；5、反应装置；6、收集装置；7、惰性气体进气管；8、压力计；9、第一质量流量计；10、第二质量流量计；11、金属板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实用新型一种利用co2调节侵蚀水ph值并模拟围岩水水压的装置,气体生成装置1通过安装在管道上的阀门与气体存储装置2相连通，本实用新型的气体生成装置1为小型锅炉，利用锅炉煅烧碳酸钙，生成二氧化碳气体，调节阀门使反应生成的二氧化碳气体进入气体存储装置2，气体存储装置2通过安装在管道上的气体调节阀3与反应装置5相连通，调节气体调节阀3使气体进入反应装置进行反应，侵蚀水存储装置4通过安装在管道上的阀门和第一质量流量计9与反应装置5相连通，侵蚀水存储装置4的设置高度高于反应装置5的设置高度，侵蚀水从高处流入反应装置5，使反应装置内的侵蚀与二氧化碳气体反应更加充分，并更准确的模拟实际工况中侵蚀水的流动，第一质量流量计9反应侵蚀水的流速和流量，有助于操作者根据各种工况模拟实验，反应装置5通过安装在管道上的阀门和第二质量流量计10与收集装置6相连通，反应装置5内模拟实验结束后，调节阀门使溶液进入收集装置6，第二质量流量计10客观反应流入收集装置6内的侵蚀水流量和流速，便于操作者控制，反应装置5上安装有压力计8，压力计8显示反应装置5内的压力，操作者根据压力表的数值控制惰性气体的通入量，进一步地，为了防止反应装置内产生沉淀，在反应装置5上相对两侧面上安装有金属板，金属板分别与电源的正负极电连接，金属板通电后，阴阳离子分别向相应一侧移动，防止阴阳离子结合产生碳酸钙沉淀，反应装置上安装有惰性气体进气管7，惰性气体进气管7中通入惰性气体，进一步调节控制反应装置5内的压力。

技术特征：

1.一种利用co2调节侵蚀水ph值并模拟围岩水水压的装置,其特征在于：气体生成装置通过安装在管道上的阀门与气体存储装置相连通，气体存储装置通过安装在管道上的气体调节阀与反应装置相连通，侵蚀水存储装置通过安装在管道上的阀门和第一质量流量计与反应装置相连通，反应装置通过安装在管道上的阀门和第二质量流量计与收集装置相连通。

2.根据权利要求1所述的一种利用co2调节侵蚀水ph值并模拟围岩水水压的装置，其特征在于：所述的反应装置上设置有压力计。

3.根据权利要求1所述的一种利用co2调节侵蚀水ph值并模拟围岩水水压的装置，其特征在于：所述的反应装置上相对两侧面上设置有金属板，金属板与电源电连接。

4.根据权利要求1所述的一种利用co2调节侵蚀水ph值并模拟围岩水水压的装置，其特征在于：所述的反应装置上设置有惰性气体进气管。

5.根据权利要求1所述的一种利用co2调节侵蚀水ph值并模拟围岩水水压的装置，其特征在于：所述的侵蚀水存储装置的设置高度高于反应装置的设置高度。

技术总结
一种利用CO2调节侵蚀水pH值并模拟围岩水水压的装置,气体生成装置通过安装在管道上的阀门与气体存储装置相连通，气体存储装置通过安装在管道上的气体调节阀与反应装置相连通，侵蚀水存储装置通过安装在管道上的阀门和第一质量流量计与反应装置相连通，反应装置通过安装在管道上的阀门和第二质量流量计与收集装置相连通；本实用新型用CO2作为调剂来调节侵蚀水的pH、有效解决使用传统无机酸成本高和有机调酸剂调节侵蚀水pH而产生的有机物污染和磷污染问题、降低生产成本，可推广应用到围岩水模拟装置中。

技术研发人员：叶飞;赵猛;田崇明;欧阳奥辉;王坚
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2019.06.27
技术公布日：2020.04.24