缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置

1.本发明涉及一种实验装置，确切讲是一种用于测试水流对回填材料抗冲蚀性能的实验装置。


背景技术：

2.对用于存放高水平放射性废物质处置库，特别是长时间存放高水平放射性废物质处置库而言，压实缓冲回填材料是必要的人工屏障，其抗水冲蚀性是压实缓冲回填材料的重要性能指标之一。现有的浸泡等试验方法不能模拟实际情况下地下水对回填材料的冲蚀作用。


技术实现要素：

3.本发明提供一种可解决现有技术无法解决问题的，可用于测试垂直水流对回填材料抗冲蚀性能的实验装置。
4.本发明的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置包括：分别带有试验液体流入或流出通道的壳体和封壳、置于壳体和封壳内且外径小于壳体和封壳内径的，由样品套筒、样品弹簧推板、网状结构样品垫等构成的内芯组合体。所述的壳体和封壳间设置有密封装置，样品套筒的尾端设置有连通壳体液体通道的流道。本发明的装置在进行试验时将网状结构的样品垫置于试验液体流入通道口后，受试样品放置于样品套筒内并使其一端置于网状结构的样品垫后，样品的另一端置于推板前，使样品套筒内的推板和弹簧为受试样品提供支撑，将样品紧密顶压于网状结构的样品垫处，同时样品套筒内的推力弹簧可以改变压力，为受样品试验遇水后的溶胀提供空间。由于样品套筒的外径小于壳体的内径，样品套筒与壳体间形成了液体流动的通路，试验水流通过液体通道和网状结构的样品垫直接作用于样品上，形成冲蚀作用，并经由直径差形成的液体流动的通路和流道从另一端的液体通路排出。
5.优选地，本发明的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其壳体和封壳的液体通道处分别各设置有螺纹连接段，这种结构在进行试验时可以很方便地与带螺纹接头的管路进行连接，操作简单，连接可靠。
6.优选地，本发明的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其所述的固定连接壳体与封壳的紧固装置为设置于壳体或封壳上的螺纹孔和连接螺栓；或者，可以为分别设置于壳体和封壳上的带有螺栓孔的法兰、以及用于固定法兰的连接螺栓与螺母。
7.优选地，本发明的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其壳体和封壳间设置的密封装置为密封垫或密封o型圈。
8.本发明前述的这种紧固连接装置和密封装置更为简便可靠。
9.优选地，本发明的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置的样品推板上设置有置放o型密封圈的凹环结构，装置中有与凹环结构配合的o型密封圈，这样可以避免试验液体直接作用于推力弹簧，产生对弹簧的腐蚀。
10.更优选地，本发明的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置的壳体内壁设置有插槽，
样品套筒的尾端带有可插入壳体内壁插槽内的固定脚。在进行试验时，样品套筒尾端的固定脚插入壳体的内壁设置有插槽，完全避免了受试期间样品套筒发生转动的问题。
11.更优选地，本发明的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，试验液体流入通道与壳体或者封壳间采用可旋转的管接头结合，这样在试验中可以通过改变水流道角度实现对试样不同角度冲蚀试验。
12.本发明的有益效果：1.本发明可以进行垂直冲蚀实验，后续改变管接头角度还可以进行不同角度的冲蚀实验，使试验更符合自然裂隙与缓冲回填材料的界面情况。
13.2.该装置体积小，便于组装，可方便的放入手套箱，研究钙基缓冲回填材料的抗冲蚀性能3.该装置可以反复利用，采用o型环对关键部位进行密封，规避了长期实验的漏液风险。
14.4.本发明装置的应用有望拓展缓冲回填材料抗冲蚀性能的研究方向，为该类研究提供稳定可靠的实验平台，具有良好的应用前景。
附图说明
15.图1为本发明的一个实施例的结构示意图，图中：1封壳；2壳体；3样品套筒；4样品推板；5网状结构的样品垫；6受试样品；7设置于样品推板上凹环结构的o型密封圈；9样品套筒的固定脚；10带有标准螺纹进液口的进液通道；11带有标准螺纹出液口的标准螺纹出液通道；12壳体2与封壳1间的防漏密封o型圈；13紧固螺栓,14液体流动路线示意。
实施方式
16.本发明结合附图实施例进行详细解说。
17.参见图1，这是本发明一个实施例在试验状态的示意图，本发明实施例的装置中有带有标准螺纹进液口10的进液通道的入通道的封壳1和带有标准螺纹出液口11的壳体2。在壳2体和封壳1内设置有且外径小于壳体2和封壳1内径的样品套筒3。样品套筒3的尾端设置有固定脚9，固定脚9可插入壳体2底部所设置的插槽，以约束试验时样品套筒3产生转动。在进液通道后设置有网状结构的样品垫5,本发明推荐使用不锈钢烧结网作为样品垫，其机械强度高，易于清洗，耐腐蚀、网孔形状稳定。样品垫5后放置受试的缓冲回填材料样品6，由图1可见样品6是放置于样品套筒3内，样品6的后端与样品推板4接触。推力弹簧8作用于样品推板4的底部。封壳1与壳体2间通过螺栓13穿过设置在壳体2上的螺栓孔作用于设置封壳1上的螺纹孔内，实现两者的结合，置于壳体2与封壳1间的防漏密封o型圈12可将试验液体密封于装置之内。
18.本发明的装置在进行试验时受试样品6的一端受样品推板5的作用，另一端通过样品推板6和弹簧8的作用为受试样品提供支撑，将样品紧密顶压于网状结构的样品垫处，同时样品套筒内的推力弹簧可以改变压力，为受样品试验遇水后的溶胀提供空间。由于样品套筒的外径小于壳体的内径，样品套筒与壳体间形成了液体流动的通路，参见14的线路，在进行试验时试验水流通过液体通道和网状结构的样品垫直接作用于样品上，形成冲蚀作用，并经附图中14所示的由直径差形成的液体流动的通路和流道从另一端的液体通路11排
出。
19.图1是本发明的一种实施方式，其中的试验液体进液通道是位于封壳1处，但也可以将试验液体进液通道置于壳体2处，这样可形成本发明的另一种实施例。
20.如果进液通道与壳体或封壳间用可旋转的管接头结构联接，其具体的可旋转的管接头结构可参考中国专利cn2022221292368或202223021065或202222765038等公开的结构，这样即可形成本发明的另外的实施例。这些实施例可以通过改变进液射流与受试样品间的角度，可以进行不同角度的冲蚀实验，这可以使相关的试验最大程度地模拟与自然裂隙与缓冲回填材料的界面情况，得到更为客观的试验结果。


技术特征：
1.一种缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其特征在于实验装置包括：分别带有试验液体流入或流出通道的壳体和封壳、置于壳体和封壳内且外径小于壳体和封壳内径的，由样品套筒、样品弹簧推板、网状结构样品垫等构成的内芯组合体，所述的壳体和封壳间设置有密封装置，样品套筒的尾端设置有连通壳体液体通道的流道。2.根据权利要求1所述的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其特征在于在壳体和封壳的液体通道处分别设置有螺纹连接段。3.根据权利要求2所述的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其特征在于所述的固定连接壳体与封壳的紧固装置为设置于壳体与封壳上的螺纹孔和连接螺栓。4.根据权利要求2所述的的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其特征在于所述的固定连接壳体与封壳的紧固装置为分别设置于壳体和封壳上的螺栓孔和连接螺栓与螺母。5.根据权利要求2或3或4所述的的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其特征在于壳体和封壳间设置的密封装置为密封垫或密封o型圈。6.根据权利要求5所述的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其特征在于样品推板上设置有置放密封o型圈的凹环结构，以及与该凹环结构配合的密封o型圈。7.根据权利要求6所述的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其特征在于壳体的内壁设置有插槽，样品套筒的尾端带有可插入壳体内壁插槽内的固定脚。8.根据权利要求6所述的缓冲回填材料抗冲蚀性能实验装置，其特征在于试验液体流入通道与壳体或者封壳间采用可旋转的管接头结合。

技术总结
本发明公开一种用于测试水流对回填材料抗冲蚀性能的实验装置。本发明的装置包括：分别带有试验液体流入或流出通道的壳体和封壳以及置于壳体和封壳内且外径小于壳体和封壳内径的内芯组合体。所述的壳体和封壳间设置有密封装置，样品套筒的尾端设置有连通壳体液体通道的流道。本发明可以进行垂直冲蚀实验，后续改变管接头角度还可以进行不同角度的冲蚀实验，该装置体积小，便于组装，可以反复利用，其应用有望拓展缓冲回填材料抗冲蚀性能的研究方向，为该类研究提供稳定可靠的实验平台，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。


技术研发人员：祖甘霖 侯慧娟 陈宗元 郭治军 张震 王玉雄 靳强
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/7/25