本发明属于隧道实验，具体是一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置及方法。
背景技术：
1、有害气体灾害是隧道工程建设期间仅次于突泥突水和岩爆的第三大灾害。围岩有害气体孕育、运移、赋存特征复杂，一般通过节理、裂隙等通道渗透进入隧道环境，具有突发性和随机性。在一些特殊的圈闭状构造中长期富集时易形成有害气体气囊，并经地震或多期构造挤压等作用变成封闭的高压气囊。隧道掘进至高压气囊附近时易造成气囊内气体喷出，往往造成严重的安全事故。
2、为研究隧道中有害气体喷出的规律，一般会使用隧道模型进行实验，并将其数据记录，但现有技术中，大多集中于模拟隧道施工中机械尾气、爆破炮烟等运移规律。如何模拟高温高湿隧道气囊气体渗出，并探究不同喷出位置时气体的扩散规律及浓度分布情况，保障隧道安全施工是目前有害气体隧道工程亟待解决的关键问题。为此我们提供了一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置及方法。
技术实现思路
1、为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置及方法，解决了现有技术用于模拟高温高湿隧道气囊气体渗出，并探究不同喷出位置时气体的扩散规律及浓度分布情况，用于该类实验的技术手段较为薄弱，并不能高效进行实验的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，包括基座，还包括固装于基座顶部的储气组件；
3、输送组件，所述输送组件固装于储气组件的外侧，所述输送组件的外侧固装有中央组件，所述中央组件的顶部滑移安装有供水组件；
4、调节组件，所述调节组件与中央组件固定连接，所述调节组件的底部等距连通有若干个排气组件；
5、实验组件，所述实验组件固装于基座的顶部，所述实验组件通过连管与中央组件的内部连通；
6、所述调节组件包括密封管，所述密封管的内部旋转安装有螺旋杆，所述螺旋杆的内部旋转安装有连杆，所述螺旋杆的外部滑移安装有螺旋密封骨，所述螺旋密封骨活动于螺旋杆外部的螺纹槽内，所述螺旋密封骨用于堵塞螺纹槽；
7、所述中央组件包括固装于密封管外侧的外壳三，所述外壳三的内部固装有电机二，所述电机二的输出轴与螺旋杆固装；
8、所述实验组件包括固装于基座顶部的实验通道，所述实验通道的内部水平移动有密封弧板，所述密封弧板的外部固装有螺纹杆，其外部贯穿实验通道的外侧，所述螺纹杆的一侧与连杆旋转安装，所述实验通道的外侧旋转安装有螺母，所述螺母与螺纹杆螺纹套接，所述实验通道的内部与排气组件连通，所述实验通道的内部固装有输送管。
9、优选地，所述排气组件包括与密封管内部相连通的弧形管，所述弧形管的内部活动安装有弹簧伸缩杆四，所述弧形管的内壁铰接有弹簧伸缩杆四，其外侧设置有凸块，并位于弹簧伸缩杆四的行进路线中。
10、优选地，所述储气组件包括固装于基座顶部的外壳一，所述外壳一的内部活动安装有波纹管一，所述波纹管一的内部固装有弹簧伸缩杆一，其外部贯穿外壳一的顶部。
11、优选地，所述输送组件包括固装于外壳三外侧的外壳二，所述外壳二外侧的下端开设有用于连通外壳三的槽口，所述外壳二的内部固装有滑板，所述滑板的一侧呈倾斜状。
12、优选地，所述输送组件还包括固装于基座顶部的电机一，所述电机一的输出开设有往复螺纹槽，所述电机一的输出轴螺纹套设有引导板，其竖直滑动于外壳二的内部，所述电机一的输出轴旋转安装于滑板的底部，所述引导板的顶部设置有凸块，且与滑板顶部开设的槽口相适配，所述外壳二的内部通过弹簧伸缩杆二连接有引导杆，所述弹簧伸缩杆二的底部水平滑动于引导杆的顶部，所述引导杆的外侧竖直滑动于滑板的斜面。
13、优选地，所述中央组件还包括铰接于外壳三内部的开放板，所述开放板的外侧与引导杆铰接，所述引导杆竖直活动于开放板的外侧，所述外壳三的内部通过弹簧伸缩杆三连接有密封板一，所述密封板一用于堵塞外壳三顶部的槽口，所述密封板一的底部通过推杆铰接有盖板，所述盖板水平滑动于外壳三的内部。
14、优选地，所述中央组件还包括设置于外壳三内部的两个用于格挡水源的挡板，两个挡板呈交错状且不耽误气体的流通，所述外壳三内部位于挡板的另一端旋转安装有分散轮，所述分散轮与电机二的输出轴固定套接，所述外壳三顶部位于分散轮的上方开设有槽口，其内部滑移安装有密封板二，所述密封板二的底部通过弹簧一与外壳三连接。
15、优选地，所述供水组件包括水平滑动于外壳三顶部的波纹管二，所述波纹管二的内部固装有加热板，所述波纹管二的底部通过立板铰接有伸缩板，所述立板于伸缩板各有两个且设置于波纹管二内部的两侧，两个所述伸缩板的外侧共同铰接有封闭板，所述封闭板的底部通过弹簧二与波纹管二的内部连接，所述波纹管二底部位于封闭板的下方开设有槽口。
16、优选地，所述供水组件还包括活动贯穿波纹管二顶部的拉手，所述伸缩板滑移安装于拉手的底部，所述波纹管二的顶部螺纹安装有旋钮盖。
17、一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置的使用方法，具体步骤如下：
18、s01：首先将实验所需的气体注入外壳一的内部，此时气体挤压波纹管一以及弹簧伸缩杆一，此时开启电机一，使其带动引导板上下往复运动，并将气体输送至中央组件的内部，往复上述流程，气体少量多次进入中央组件的内部；
19、s02：当实验组件内部的温度需要改变时，供水组件对其内部水源进行加热处理，水源能够通过波纹管二底部的槽口排出，水源通过中央组件以及连管进入实验组件的内部，并随即改变其内部的温度，上述过程中，输送组件应当处于静止状态；
20、s03：实验组件内部温度达到后，重新滑动供水组件，使其位于最初的位置，随后启动电机二，其带动分散轮以及螺旋杆旋转，分散轮推动密封板二的底部，水源进入外壳三的内部，并与气体接触，此时气体中含有部分水汽，根据实际要求向波纹管二的内部添加水源；
21、s04：气体进入密封管内部后，通过旋转的螺旋杆，其外部的螺纹槽与密封管底部的槽口相连通，此时气体依旧少量多次进入排气组件内部，通过连杆移动螺旋密封骨的位置，能够改变螺纹槽接入槽口的数量，而连杆与密封弧板的位置同步改变；
22、s05：当气体进入弧形管内部，并挤压弹簧伸缩杆四至一定位置后，其推动弧板翻折，并将气体排出，以此模拟真实隧道气体情况，实验通道外部通过橡胶旋钮螺纹密封，实验结束后，可通过橡胶旋钮将有害气体以及水源排出。
23、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
24、本发明通过设置实验组件和调节组件等结构的配合，当气体进入密封管内部后，通过螺旋杆外部的螺纹槽以及螺旋密封骨的配合，能够将气体输送进入排气组件的内部，并由其喷射进入实验组件的内部，当需要装置在不同位置喷射气体时，拉动螺纹杆，即可同时调节密封弧板以及螺旋密封骨的位置，当螺旋密封骨位置调节后，螺旋杆外部螺纹槽接入密封管槽口的数量也随着变化，其中需要注意的是，螺旋杆持续旋转，其外部的螺纹槽能够多次的接入不同的槽口，气体进入排气组件，其喷射时间具有一定程度的随机性，进而使得装置在实验方面能够更加符合实际，且测试数值具有多样性，数据更加完善。
25、本发明通过设置储气组件和输送组件等结构的配合，气体通过基座底部的单向阀进入外壳一的内部，气体持续注入，波纹管一以及弹簧伸缩杆一能够被压缩，停止注入后，通过电机一带动引导板上下往复运动，能够将气体输送至中央组件的内部，并由其进行加热或直接注入实验组件内部，由于部分有害气体具有一定的燃爆性，而输送组件少量多次的运送有害气体，能够有效的避免气体产生爆炸，进而造成更大的损害。
26、本发明通过设置供水组件和中央组件等结构的配合，围岩中大多含有少量的水源，在压力的作用下，气体可能会与其接触并融合，供水组件内部的水源被加热后，通过分散轮推动密封板二，使得水源少量多次的进入外壳三的内部，并与气体接入，旋转的分散轮能够使得气体与水源接触更加充分，上述结构使得装置在实验过程中，能够模拟更加真实的高温热水及围岩有害气体渗出，对于可溶于水的有害气体(例如氨气等)及不溶于水的有害气体(例如一氧化碳等)都能准确地模拟渗出后的浓度分布情况，实验数据更加真实。
1.一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，包括基座(100)，其特征在于：还包括固装于基座(100)顶部的储气组件(300)；
2.根据权利要求1所述的一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，其特征在于：所述排气组件(900)包括与密封管(701)内部相连通的弧形管(901)，所述弧形管(901)的内部活动安装有弹簧伸缩杆四(903)，所述弧形管(901)的内壁铰接有弹簧伸缩杆四(903)，其外侧设置有凸块，并位于弹簧伸缩杆四(903)的行进路线中。
3.根据权利要求1所述的一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，其特征在于：所述储气组件(300)包括固装于基座(100)顶部的外壳一(301)，所述外壳一(301)的内部活动安装有波纹管一(302)，所述波纹管一(302)的内部固装有弹簧伸缩杆一(303)，其外部贯穿外壳一(301)的顶部。
4.根据权利要求3所述的一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，其特征在于：所述输送组件(400)包括固装于外壳三(501)外侧的外壳二(401)，所述外壳二(401)外侧的下端开设有用于连通外壳三(501)的槽口，所述外壳二(401)的内部固装有滑板(404)，所述滑板(404)的一侧呈倾斜状。
5.根据权利要求4所述的一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，其特征在于：所述输送组件(400)还包括固装于基座(100)顶部的电机一(402)，所述电机一(402)的输出开设有往复螺纹槽，所述电机一(402)的输出轴螺纹套设有引导板(403)，其竖直滑动于外壳二(401)的内部，所述电机一(402)的输出轴旋转安装于滑板(404)的底部，所述引导板(403)的顶部设置有凸块，且与滑板(404)顶部开设的槽口相适配，所述外壳二(401)的内部通过弹簧伸缩杆二(406)连接有引导杆(405)，所述弹簧伸缩杆二(406)的底部水平滑动于引导杆(405)的顶部，所述引导杆(405)的外侧竖直滑动于滑板(404)的斜面。
6.根据权利要求4所述的一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，其特征在于：所述中央组件(500)还包括铰接于外壳三(501)内部的开放板(503)，所述开放板(503)的外侧与引导杆(405)铰接，所述引导杆(405)竖直活动于开放板(503)的外侧，所述外壳三(501)的内部通过弹簧伸缩杆三(504)连接有密封板一(502)，所述密封板一(502)用于堵塞外壳三(501)顶部的槽口，所述密封板一(502)的底部通过推杆(505)铰接有盖板(506)，所述盖板(506)水平滑动于外壳三(501)的内部。
7.根据权利要求6所述的一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，其特征在于：所述中央组件(500)还包括设置于外壳三(501)内部的两个用于格挡水源的挡板，两个挡板呈交错状且不耽误气体的流通，所述外壳三(501)内部位于挡板的另一端旋转安装有分散轮(507)，所述分散轮(507)与电机二(508)的输出轴固定套接，所述外壳三(501)顶部位于分散轮(507)的上方开设有槽口，其内部滑移安装有密封板二(509)，所述密封板二(509)的底部通过弹簧一(510)与外壳三(501)连接。
8.根据权利要求7所述的一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，其特征在于：所述供水组件(600)包括水平滑动于外壳三(501)顶部的波纹管二(601)，所述波纹管二(601)的内部固装有加热板(604)，所述波纹管二(601)的底部通过立板(608)铰接有伸缩板(605)，所述立板(608)于伸缩板(605)各有两个且设置于波纹管二(601)内部的两侧，两个所述伸缩板(605)的外侧共同铰接有封闭板(606)，所述封闭板(606)的底部通过弹簧二(607)与波纹管二(601)的内部连接，所述波纹管二(601)底部位于封闭板(606)的下方开设有槽口。
9.根据权利要求8所述的一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置，其特征在于：所述供水组件(600)还包括活动贯穿波纹管二(601)顶部的拉手(603)，所述伸缩板(605)滑移安装于拉手(603)的底部，所述波纹管二(601)的顶部螺纹安装有旋钮盖(602)。
10.一种高温高湿隧道气囊气体渗出与浓度分布试验装置的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
