储油罐模型测定系统及其地下储油罐模型装置

1.本实用新型涉及地下储油罐浮力研究领域，尤其涉及储油罐模型测定系统及其地下储油罐模型装置。


背景技术：

2.随着我国城镇化进程的不断加快，城市土地资源越发稀缺，通过利用地下空间，可以实现更高效益的空间换地，同时提升城市基础设施以及生活服务设施的贡献程度。城市的全方位、立体式的开发有利于保护生态环境和节约自然资源，是城市可持续发展的合理有效途径。
3.因此，近年来，在储油领域，出现了将地上储油罐设置成地下储油罐的模式，即在地下建设储油罐，来实现储油需求。然而地下储油罐与地上储油罐的受力完全不同，地下水渗过地层后会对地下储油罐的筒底和筒壁产生水压力，不同土体类型、渗透系数、水力梯度、渗流时间等因素对孔隙水压力的影响是不同的，这些影响关系对将来地下储油罐的结构设计比较关键。
4.中国专利cn216902040u公开了一种“地下筒仓模型装置及筒仓模型浮力测定系统”，筒仓模型浮力测定系统包括模型池和地下筒仓模型装置，该地下筒仓模型装置包括筒壁和通过柔性防水套连接于筒壁底部的筒底，筒底为上大下小的锥形结构，筒壁上连接有上端用于与相应约束横梁相连的高度调节装置，筒底上端连接有上端用于与约束横梁相连的测力杆，测力杆上串连有测力传感器。
5.使用时，筒仓模型装置置于模型池内，在筒仓模型与模型池之间的填土空间内填充土层，从而模拟真实的地下储油罐环境，向模型池内注水，筒底通过柔性防水套与筒壁相连，筒底相对筒壁有一定范围内的可竖向活动范围。在筒底受到竖向浮力作用后，通过测力杆上的测力传感器可以测量筒底所受到的浮力。
6.现有的这种筒仓模型装置存在的问题在于：为了实现筒底的上下浮动，柔性防水套通常为波纹管状，现有技术中的柔性防水套外壁直接与土层接触，土层会进入到柔性防水套外周的沟壕内，从而影响柔性防水套的正常伸缩，影响对筒底浮力的测量；现有技术中，有些储油罐的筒底为球形，锥形筒底不能模拟出球形筒底的真实使用工况。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种地下储油罐模型装置，以解决现有技术中土层容易进入柔性防水套外周沟壕中而影响柔性防水套的正常伸缩，进一步影响筒底浮力测量的技术问题。
8.为解决上述技术问题，本实用新型中地下储油罐模型装置的技术方案如下：
9.地下储油罐模型装置，包括使用时用于埋于土层中的储油罐模型，储油罐模型包括筒壁和通过柔性防水套连接于筒壁底部的筒底，筒壁底部设置有环形导向槽，筒底顶部设置有上端伸入到环形导向槽内的环形挡沿，柔性防水套位于环形挡沿的内侧，环形挡沿
上端设置有与环形导向槽在上下方向上导向移动配合的导向结构，环形导向槽的外侧槽壁上于导向结构的上侧开设有排水孔。
10.进一步的，导向结构包括至少三个沿环形挡沿间隔设置的竖向杆，各竖向杆上均设置有至少一个与环形导向槽的两侧槽壁点接触配合的导向球。
11.进一步的，各竖向杆上均设置有两个导向球，两个导向球上下间隔设置。
12.进一步的，筒壁底部的外壁面为上大下小的锥形外壁面，锥形外壁面位于环形导向槽的外围。
13.进一步的，筒底为球形筒底。
14.本实用新型中储油罐模型测定系统的技术方案为：
15.储油罐模型测定系统，包括地下储油罐模型装置和底部设置有进水口、顶部设置有出水口的模型池，地下储油罐模型装置包括置于所述模型池内的储油罐模型，储油罐模型包括筒壁和通过柔性防水套连接于筒壁底部的筒底，筒壁底部设置有环形导向槽，筒底顶部设置有上端伸入到环形导向槽内的环形挡沿，柔性防水套位于环形挡沿的内侧，环形挡沿上端设置有与环形导向槽在上下方向上导向移动配合的导向结构，环形导向槽的外侧槽壁上于导向结构的上侧开设有排水孔。
16.进一步的，导向结构包括至少三个沿环形挡沿间隔设置的竖向杆，各竖向杆上均设置有至少一个与环形导向槽的两侧槽壁点接触配合的导向球。
17.进一步的，各竖向杆上均设置有两个导向球，两个导向球上下间隔设置。
18.进一步的，筒壁底部的外壁面为上大下小的锥形外壁面，锥形外壁面位于环形导向槽的外围。
19.进一步的，筒底为球形筒底。
20.本实用新型的有益效果为：本实用新型中，柔性防水套的外侧设置有环形挡沿，环形挡沿可以阻止外侧的土直接进入到柔性防水套的外壁沟壕内，从而避免影响柔性防水套的正常伸缩，利用导向结构与环形导向槽的配合来保证筒底的上下浮动，导向结构上侧的水可以经排水孔排出，避免环形导向槽内有水压而影响筒底的浮动。
21.进一步，导向球与环形导向槽为点接触配合，接触面积小，可以减小导向结构与环形导向槽之间的摩擦力，减小摩擦力对筒底浮动的影响。
附图说明
22.通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应地标号表示相同或对应地部分，其中：
23.图1是本实用新型中储油罐模型测定系统的一个实施例的结构示意图；
24.图2是图1中地下储油罐模型的结构示意图；
25.图3是图2中筒底的俯视图；
26.图4是图2中的a处放大图；
27.附图标记说明：1、模型池；2、回填土；3、储油罐模型；4、测力杆；5、高度调节装置；6、测力传感器；7、约束横梁；8、孔压传感器；9、应变片；10、土压力盒；11、出水管；12、集水池；13、供水管；14、供水池；15、加水管；16、筒壁；17、筒底；18、柔性防水套；19、环形挡沿；
20、竖向杆；21、导向球；22、环形导向槽；23、排水孔。
具体实施方式
28.为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
29.需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。
30.本实用新型中储油罐模型测定系统的实施例如图1~4所示：
31.包括地下储油罐模型装置、模型池1和供水集水系统。
32.地下储油罐模型装置包括使用时置于模型池内的储油罐模型3，储油罐模型外周与模型池内壁之间具有用于填充土层的填土空间，本实施例中的土层由回填土2构成。储油罐模型包括筒壁16和筒底17，筒壁16与筒底之间连接有柔性防水套18，柔性防水套18由橡胶波纹管制成，柔性防水套18的上端套连于筒壁下端，柔性防水套18的下端与筒底上端相连。
33.储油罐模型测定系统还包括位于模型池上侧的约束横梁7，约束横梁7为一个固定的横梁结构，约束横梁通过连接支架与模型池1上端相连。筒壁上连接有上端与约束横梁相连的能够实现高度调节的高度调节装置5，筒底上端连接有上端与约束横梁相连的测力杆4，测力杆上串连有测力传感器6。
34.测力杆包括竖向布置的主杆，主杆的下端通过至少两个分叉布置的支杆与筒底上端相连，测力传感器6串连于主杆上。
35.储油罐模型外围的土层中设置有沿上下方向间隔布置的土压力盒10，储油罐模型浮力系统还包括多个沿上下方向间隔设置于土层中的孔压传感器8，筒壁外周贴设有沿上下方向间隔布置的应变片9。孔压传感器8的上下分布范围要大于储油罐模型的高度，位置靠下的孔压传感器临近模型池的池底。
36.模型池的池壁下端设置有进水口，模型池的池壁上端设置有出水口，供水集水系统包括集水池12和高度高于所述集水池的供水池14，供水池14通过供水管13与进水口相连，出水口通过出水管11与集水池相连。供水集水系统还包括用于向供水池供水的加水管15，加水管的水源可以是集水池中的水过滤得到，也可以是采用其它水源。
37.以上均属于现有技术，本发明的改进在于：筒壁底部设置有开口朝下的环形导向槽22，筒底顶部设置有上端伸入到环形导向槽内的环形挡沿19，柔性防水套18位于环形挡沿19的内侧，环形挡沿19上端设置有与环形导向槽在上下方向导向移动配合的导向结构，环形导向槽的外侧槽壁上开设有排水孔23。
38.在本实施例中，导向结构包括八个沿环形挡沿间隔设置的竖向杆20，各竖向杆20上均设置有两个与环形导向槽的两侧槽壁点接触配合的导向球21，各竖向杆上的两个导向球上下间隔布置，其中一个导向球位于竖向杆的顶部。使用导向球实现与环形导向槽的导向移动配合，导向球与环形导向槽的接触方式为点接触，接触面积较小，因此接触摩擦力较
小。导向球上侧及两个导向球之间的水可以经排水孔顺利排出，环形导向槽内侧水压对筒底浮力的影响。
39.为了减小筒壁底部的厚度，筒壁底部的外壁面为上大下小的锥形外壁面，锥形外壁面位于环形导向槽的外围，这有可以避免筒底上浮时，筒底上侧的回填土被筒壁底部阻挡。
40.本实施例中的筒底为球形筒底。
41.当筒底受浮力而浮动时，导向球与环形导向槽的两侧槽壁导向移动配合，摩擦力较小，因此可以尽可能的保证测量精度。回填土不会影响柔性防水套的伸缩过程，也能有效的保证浮力的测量精度。
42.本实用新型中模型储油罐浮力的测量过程与现有技术相同，在此不再详述。
43.地下储油罐模型装置的实施例如图1~4所示：地下储油罐模型装置的具体结构与上述各储油罐模型浮力测定系统实施例中所述的地下储油罐模型装置相同，在此不再详述。
44.在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
46.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
47.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.地下储油罐模型装置，包括使用时用于埋于土层中的储油罐模型，储油罐模型包括筒壁和通过柔性防水套连接于筒壁底部的筒底，其特征在于：筒壁底部设置有环形导向槽，筒底顶部设置有上端伸入到环形导向槽内的环形挡沿，柔性防水套位于环形挡沿的内侧，环形挡沿上端设置有与环形导向槽在上下方向上导向移动配合的导向结构，环形导向槽的外侧槽壁开设有排水孔。2.根据权利要求1所述的地下储油罐模型装置，其特征在于：导向结构包括至少三个沿环形挡沿间隔设置的竖向杆，各竖向杆上均设置有至少一个与环形导向槽的两侧槽壁点接触配合的导向球。3.根据权利要求1所述的地下储油罐模型装置，其特征在于：各竖向杆上均设置有两个导向球，两个导向球上下间隔设置。4.根据权利要求1所述的地下储油罐模型装置，其特征在于：筒壁底部的外壁面为上大下小的锥形外壁面，锥形外壁面位于环形导向槽的外围。5.根据权利要求1~4任意一项所述的地下储油罐模型装置，其特征在于：筒底为球形筒底。6.储油罐模型测定系统，包括地下储油罐模型装置和底部设置有进水口、顶部设置有出水口的模型池，地下储油罐模型装置包括置于所述模型池内的储油罐模型，储油罐模型包括筒壁和通过柔性防水套连接于筒壁底部的筒底，其特征在于：筒壁底部设置有环形导向槽，筒底顶部设置有上端伸入到环形导向槽内的环形挡沿，柔性防水套位于环形挡沿的内侧，环形挡沿上端设置有与环形导向槽在上下方向上导向移动配合的导向结构，环形导向槽的外侧槽壁上开设有排水孔。7.根据权利要求6所述的储油罐模型测定系统，其特征在于：导向结构包括至少三个沿环形挡沿间隔设置的竖向杆，各竖向杆上均设置有至少一个与环形导向槽的两侧槽壁点接触配合的导向球。8.根据权利要求6所述的储油罐模型测定系统，其特征在于：各竖向杆上均设置有两个导向球，两个导向球上下间隔设置。9.根据权利要求6所述的储油罐模型测定系统，其特征在于：筒壁底部的外壁面为上大下小的锥形外壁面，锥形外壁面位于环形导向槽的外围。10.根据权利要求6~9任意一项所述的储油罐模型测定系统，其特征在于：筒底为球形筒底。

技术总结
本实用新型涉及一种储油罐模型测定系统及其地下储油罐模型装置，地下储油罐模型装置包括使用时用于埋于土层中的储油罐模型，储油罐模型包括筒壁和通过柔性防水套连接于筒壁底部的筒底，筒壁底部设置有环形导向槽，筒底顶部设置有上端伸入到环形导向槽内的环形挡沿，柔性防水套位于环形挡沿的内侧，环形挡沿上端设置有与环形导向槽在上下方向上导向移动配合的导向结构，环形导向槽的外侧槽壁上于导向结构的上侧开设有排水孔。本实用新型解决了现有技术中土层容易进入柔性防水套外周沟壕中而影响柔性防水套的正常伸缩，进一步影响筒底浮力测量的技术问题。筒底浮力测量的技术问题。筒底浮力测量的技术问题。


技术研发人员：杨博 冯仁龙 张承尧 陈少鹏
受保护的技术使用者：河南工业大学
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/9/3