一种重塑试样淋滤试验的组合装置的制作方法

本实用新型属于污染土壤环境修复技术领域，具体涉及一种重塑试样淋滤试验的组合装置。

背景技术：

近年来，随着经济的快速发展，土壤及水体污染日趋严重，这些污染威胁着环境生态和地下水的开发利用，更影响着人体的健康。淋滤试验是研究介质中污染物迁移特性的试验方法之一，可以反映污染物的迁移、淋溶和转化等，了解污染物浓度等在不同时空上的变化。因此，淋滤试验装置的应用，是研究污染物在介质中迁移和转化的有效手段之一。

目前，实验室淋滤试验装置有多种，对于重金属污染土壤实验主要有静态浸出实验和动态柱试验，这些试验均难以保证稳态入渗；还有些淋滤装置，土柱柱体上端持续恒定水头高度靠侧壁上的小孔保证，开孔破坏了土柱柱体的结构，且使土柱柱体只适用于当前一种水头高度，不能根据不同实验需求调整水头高度。

技术实现要素：

针对现有技术中的技术问题，本实用新型提供了一种重塑试样淋滤试验的组合装置，能够保证淋滤试验的稳态入渗，使得布水均匀，保证了淋滤土柱的完整性，使试验结果更精确。

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种重塑试样淋滤试验的组合装置，包括供水水箱、支架、定水头水箱和淋滤装置，所述供水水箱的侧壁上开设有出水孔，且所述供水水箱的出水孔能够打开或关闭；所述定水头水箱的侧壁上开设有进水孔、出水孔和定水头孔，所述定水头水箱的进水孔和出水孔开设在靠近定水头水箱底部的位置，且所述定水头水箱的进水孔和出水孔均能够打开或关闭，所述定水头孔开设在所述定水头水箱的进水孔和出水孔上方；所述淋滤装置中用于容纳土柱的腔体顶部和底部分别设置有第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔分别与容纳土柱的腔体通过若干通孔连通；所述供水水箱的出水孔与所述定水头水箱的进水孔通过连接管连通，所述定水头水箱的出水孔与所述第一空腔连通，或与所述第二空腔连通；所述定水头水箱悬挂在所述支架上，且能够沿所述支架上升或下降。

进一步地，还包括水箱固定盒，所述定水头水箱放置在所述水箱固定盒中；所述支架包括底座、立柱和横杆，所述底座的两侧分别正对设置有一根所述立柱，一根所述横杆与两根所述立柱连接，所述横杆上设置有两个定滑轮，一根所述立柱上设置有转轴，所述转轴上缠绕有拉绳，所述拉绳的一端经过定滑轮后与所述水箱固定盒连接；所述水箱固定盒上靠近立柱的一侧分别设置有两根第一限位杆，同侧的第一限位杆分别卡在立柱两侧。

进一步地，所述水箱固定盒的顶部和底部正对开设有限位孔，限位孔内设置有第二限位杆，所述第二限位杆与所述限位孔间隙配合，所述第二限位杆的一端与所述底座连接，另一端与所述横杆连接。

进一步地，所述供水水箱放置在另一个水箱固定盒中，且放置供水水箱的水箱固定盒的安装结构与放置定水头水箱的水箱固定盒的安装结构相同。

进一步地，所述定水头水箱的进水孔和出水孔分别安装有阀门，所述阀门用于控制进水孔和出水孔的开闭。

进一步地，所述供水水箱的出水孔安装有阀门，所述阀门用于控制出水孔的开闭。

进一步地，所述定水头孔上连接有连接管，且连接管的另一端连接有接水容器。

进一步地，所述立柱上设置有刻度线。

进一步地，所述转轴上设置有手把。

进一步地，所述淋滤装置的上下部与土柱接触的部位均匀开设有很多孔。

进一步地，所述淋滤装置的上下底用通过螺钉和螺母连接，并配合垫圈使用。

一种重塑试样淋滤试验的组合装置的使用方法，将定水头水箱的出水孔与第二空腔连通，打开供水水箱的出水口和定水头水箱的进水口，打开定水头水箱的出水口，对土柱进行饱和，直至定水头水箱的水头值与土柱的顶部高度一致，土柱饱和完成；关闭定水头水箱的出水口，将定水头水箱的出水孔与第一空腔连通，确定定水头水箱中的水位高度值，使水从定水头孔流出；调节定水头水箱的高度，使其达到试验所需水力梯度的高度，此时打开定水头水箱的出水口，进行淋滤试验。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型一种重塑试样淋滤试验的组合装置，在使用时，打开进水口，使水从供水水箱流入定水头水箱内部，且需控制定水头水箱内水头的位置正好位于定水头孔处，再通过调节定水头水箱的高度和观察入定水头水箱的水位值，进而达到实验所需要的水头值；打开定水头水箱的进水口，定水头孔会有水不断流出，通过观察定水头孔的出水速度来调节进水口阀门进而很好的实现供需平衡，保证了定水头的稳定也避免了淋滤液的浪费，正式试验开始前，需对土柱进行饱和，在饱和的过程中，定水头水箱的出水孔与第二空腔连通，采用水从淋滤装置的下部向上部流的方法，使水在毛细力的作用下对土柱充分饱和，在正式试验开始时，定水头水箱的出水孔与第一空腔连通，使水从淋滤装置的上部向下部进入土柱，开始淋滤试验。综上所述，本实用新型能够灵活调节供水水箱的水头值，使得淋滤土柱在实现充分饱和的同时，并能方便准确的控制定水头的稳定，进而尽可能的确保水力梯度的稳定，保证淋滤试验的稳态入渗，使试验结果更精确。此外，定水头水箱高度的改变，避免了在土柱上开孔来实现水力梯度的不同，保证了土柱的完整性，方便实现多个水力梯度变换下的淋滤实验；淋滤装置中用于容纳土柱的腔体顶部和底部分别设置有第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔能够用来储水，使水从定水头水箱出来后，首先进入淋滤装置上部(下部)的空腔，再进入到土柱中，避免了水直接进入土柱，减轻了水直接接触土柱时对土柱的冲刷，也保证了试验过程中的布水均匀。

进一步地，横杆上设置有两个定滑轮，一根立柱上设置有转轴，转轴上缠绕有拉绳，拉绳的一端经过定滑轮后与水箱固定盒连接，这样的设置，使水头的调整更加方便；将定水头水箱放置在水箱固定盒中，且水箱固定盒上靠近立柱的一侧分别设置有两根第一限位杆，同侧的第一限位杆分别卡在立柱两侧，第一限位杆能够防止水箱固定盒前后摆动，进而使得定水头水箱更加平稳，有利于提高实验精度。

进一步地，水箱固定盒的顶部和底部正对开设有限位孔，限位孔内设置有第二限位杆，第二限位杆与限位孔间隙配合，第二限位杆的一端与底座连接，另一端与横杆连接，第二限位杆能够防止水箱固定盒左右摆动，可避免因摆动剧烈导致实验结果不准确的问题。

进一步地，供水水箱采用与定水头水箱相同的安装结构，方便控制供水水箱的高度，将供水水箱调节到高于定水头水箱，利用溶液自身重力的作用实现进液，节省了能源和使用成本。

进一步地，定水头水箱的进水孔和出水孔分别安装有阀门，能有效控制定水头水箱水量的大小和淋滤的时间。

进一步地，定水头孔上连接有连接管，且连接管的另一端连接有接水容器，便于水的回收利用。

进一步地，立柱上设置有刻度线，便于确定试验过程中的水头值。

进一步地，转轴上设置有手把，用于方便控制转轴转动，起到轻松改变水头的作用。

进一步地，淋滤装置的上部和下部与土柱接触的部位设置有多个孔的，保证水能顺利的进入土柱，进行饱和和淋滤试验。

进一步地，淋滤装置的上部与下部通过螺母和螺帽进行连接，并配合垫圈使用，保证土柱在实验过程中的密封性，使实验结果更精确。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型装置的示意图。

图2为本实用新型支架的结构示意图。

图3为本实用新型水箱固定盒的示意图。

图中：1、转轴；2、供水水箱；3、定滑轮；4、支架；41、底座；42、立柱；43、横杆；5、定水头水箱；6、水箱固定盒；61、第一限位杆；62、限位孔；63、第二限位杆；7、连接管；8、淋滤装置；9、接水容器；10、拉绳；11、手把；12、第一空腔；13、土柱；14、第二空腔；15、锥形瓶。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

作为本实用新型的某一具体实施方式，结合图1、图2和图3所示，一种重塑试样淋滤试验的组合装置，包括供水水箱2、支架4、定水头水箱5和水箱固定盒6，供水水箱2的侧壁上开设有出水孔，且供水水箱2的出水孔能够打开或关闭，具体的，供水水箱2的出水孔上安装有阀门，通过阀门控制出水孔的开闭。定水头水箱5的侧壁上开设有进水孔、出水孔和定水头孔，定水头水箱5的进水孔和出水孔开设在靠近定水头水箱5底部的位置，且定水头水箱5的进水孔和出水孔均能够打开或关闭，具体的，定水头水箱5的进水孔和出水孔分别安装有阀门，阀门用于控制进水孔和出水孔的开闭。定水头孔开设在定水头水箱5的进水孔和出水孔上方，定水头孔可以沿定水头水箱5侧壁高度方向开设多个，当开设多个时，每个定水头孔上分别安装有阀门。淋滤装置8中用于容纳土柱13的腔体顶部和底部分别设置有第一空腔12和第二空腔14，第一空腔12和第二空腔14分别与容纳土柱13的腔体通过若干通孔连通。如图1所示，供水水箱2的出水孔与定水头水箱5的进水孔通过连接管7连通，连接管7采用软管，优选的，在定水头孔上也连接有连接管7，且连接管7的另一端连接有接水容器9，便于水的回收利用；定水头水箱5的出水孔与第一空腔12连通，或与第二空腔14连通，也就是说，定水头水箱5的出水孔与淋滤装置8之间的连接通过第一空腔12能够连通，通过第二空腔14也能够连通，具体根据实验步骤选择连通。第一空腔12和第二空腔14能够用来储水，避免从定水头水箱5中出来的水直接与土柱13接触，进而避免了土柱13被水的冲刷，保证了土柱结构的完整性。第一空腔12和第二空腔14分别与容纳土柱13的腔体通过若干通孔连通，保证了水在试验过程中的顺利通过，优选的，与纱布配合使用，在保护了土柱完整性的同时，也保证了实验过程中的布水均匀。

结合图1、图2和图3所示，定水头水箱5放置在水箱固定盒6中，水箱固定盒6为方形的铁盒。支架4包括底座41、立柱42和横杆43，底座41的两侧分别正对焊接固定有一根立柱42，优选的，在立柱42上设置有刻度线，便于确定试验过程中的水头值；一根横杆43与两根立柱42焊接，横杆43上固定有两个定滑轮3，一根立柱42上固定有转轴1，优选的，转轴1上设置有手把11，便于操作旋转。转轴1上缠绕有拉绳10，拉绳10选用钢丝绳，拉绳10的一端经过定滑轮3后与水箱固定盒6的顶部连接，且连接在水箱固定盒6的顶部中心位置，确保受力平衡。如图3所示，水箱固定盒6上靠近立柱42的一侧分别焊接有两根第一限位杆61，同侧的第一限位杆61分别卡在立柱42两侧，第一限位杆61能够防止水箱固定盒6前后摆动，第一限位杆61的设计使得水箱固定盒6在立柱42上做升降运动时更加稳定；在水箱固定盒6的顶部和底部正对开设有限位孔62，限位孔62内穿设有一根第二限位杆63，第二限位杆63与限位孔62间隙配合，第二限位杆63的一端与底座41连接，另一端与横杆43连接，第二限位杆63能够防止水箱固定盒6左右摆动，水箱固定盒6这样设计可避免因摆动剧烈导致实验结果不准确的问题。

作为本实用新型的某一优选实施方式，将供水水箱2也放置在一个水箱固定盒6中，且放置供水水箱2的水箱固定盒6的安装结构与放置定水头水箱5的水箱固定盒6的安装结构相同，这样，通过控制转轴1，使放置供水水箱2的水箱固定盒6的高度大于放置定水头水箱5的水箱固定盒6的高度，利用溶液自身重力的作用实现供水水箱2中的水进入定水头水箱5中，不需要使用其他外力作用，节省了能源和使用成本。

本实用新型一种重塑试样淋滤试验的组合装置的使用方法为：

第一步，用连接管7接通供水水箱2、定水头水箱5和淋滤装置8的第二空腔14，此时，淋滤装置8的进水口选择在土柱13的底部，水从淋滤装置8的下部进入；

第二步，通过手把11摇动转轴1，使供水水箱2所在的高度大于定水头水箱5所在的高度，保证供水在重力作用下能进入定水头水箱5中；

第三步，关闭定水头水箱5的定水头孔的阀门，打开供水水箱2的出水口的阀门和定水头水箱5的进水口的阀门，旋转阀门打开与闭合的程度，调节供水水箱2和定水头水箱5之间的水量通量，保证供水水箱2能持续不断地给定水头水箱5进行补给；

第四步，通过手把11摇动转轴1，使定水头水箱5处在合适的高度，通过连通器原理，使定水头水箱5定的水头值以下的土柱13在毛细力的作用下进行充分饱和；间隔性抬高定水头水箱5的高度直至水头值与土柱13的最顶部高度一致，运用相同的原理使整个土柱充分饱和；

第五步，关闭定水头水箱5的出水口，改变淋滤装置8的进水口的位置，即用连接管7连接定水头水箱5的出水口与淋滤装置8的第一空腔12，使水从淋滤装置8的第一空腔12进水；

第六步，确定定水头水箱5中的水位高度值，保证水从定水头孔持续不断的流出，起到稳定水头的作用，流出的水用接水容器11收集；

第七步，通过手把11摇动转轴1，调节定水头水箱5的高度，使其达到试验所需水力梯度的高度，此时打开定水头水箱5的出水口，进行淋滤试验，从淋滤装置8中流出的水用锥形瓶15收集，用于后期的结果分析。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。