CN105115796B - 一种不同含水率土样/岩样制作装置 - Google Patents

一种不同含水率土样/岩样制作装置 Download PDF

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Abstract

一种不同含水率土样/岩样制作装置，主机箱内为一个封闭的空间，主机箱内在中部安装有支架，支架上安装有重量检测装置，重量检测装置上设有称重用的托盘，托盘将主机箱内空间分为上侧的土样/岩样放置空间和下侧的加湿空间，主机箱的加湿空间内设有水箱，水箱内设有加热装置，主机箱在土样/岩样放置空间所在位置设有方便土样/岩样放入和取出的箱门，主机箱内在土样/岩样放置空间的顶部设置有气压检测装置、温度检测装置和湿度检测装置。本发明使得所得到的土样/岩样含水状态更加均匀，土样/岩样物理力学性质稳定易于控制，且操作过程简便，制备效率高。

Description

一种不同含水率土样/岩样制作装置
技术领域
本发明涉及一种不同含水率土样/岩样制作装置。
背景技术
在岩土工程中经常需要用到各种不同含水率的土样/岩样进行实验。由于很难找到天然的符合要求含水率的土样/岩样，因此一般需要人工配制各种含水率的土样/岩样。现有的制作不同含水率的土样/岩样的方法大多是采用泼洒、搅拌的方式。主要缺点是，通过泼洒、搅拌虽能得到不同含水率的土样/岩样，但这样的土样/岩样一般是不太均质的，可能会因为水分分布不均导致土体结块，影响土样/岩样的物理力学性质。现有的制作岩样的方法主要是放进水中饱和再进行烘烤的方法获得，但其水分分布很难做到均匀；公开的资料中有把岩样放进恒温恒湿装置中制备，但却有制备时间过长、匹配性不好等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种使得到的土样/岩样含水率更加均匀、且制备时间短的不同含水率土样/岩样制作装置。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种不同含水率土样/岩样制作装置，包括主机箱，其特征在于：所述主机箱内为一个封闭的空间，所述主机箱内的中部安装有支架，所述支架上安装有重量检测装置，所述重量检测装置上设有称重用的托盘，所述托盘将主机箱内空间分为上侧的土样/岩样放置空间和下侧的加湿空间，所述主机箱的加湿空间内设有水箱，所述水箱内设有加热装置，所述主机箱在土样/岩样放置空间所在位置设有方便土样/岩样放入和取出的箱门，所述主机箱2内在土样/岩样放置空间内设置有气压检测装置、温度检测装置和湿度检测装置，所述重量检测装置、气压检测装置、温度检测装置和湿度检测装置的数据端通过控制器与计算机连接，所述计算机对控制器传送的数据进行处理从而控制加热装置的加热温度。
所述主机箱上内设有与水箱连接的注水孔和泄水孔。
所述支架通过水平设置的滑轨安装在所述主机箱内。
所述主机箱上设有防止气压过高的安全阀。
所述主机箱外侧设有监控水箱内水量的水位显示器。
所述箱门上安装有控制表盘，所述控制表盘上设有显示器，所述控制器与显示器连接，使得所述显示器上显示主机箱内温度、气压和湿度，所述控制表盘上还设有含水率设定按钮。
所述托盘上布满透气孔，所述托盘上侧设有纱布层。
由于采用上述方案，本发明设计了一整套装置，通过对水箱内的水进行加热产生蒸汽对干土样/岩样/岩样进行蒸养，再通过重量检测装置、气压检测装置、温度检测装置和湿度检测装置测量传输的数据控制加热装置的加热温度，从而可控制蒸汽量，保证土样/岩样达到设定的含水率。控制表盘可以即时将箱内环境信息反馈到控制表盘，从而可以人为控制加热装置的加热温度；通过安全阀防止主机箱内压力过高造成安全事故，通过托盘上的透气孔保证水蒸汽可以均匀的渗透到土样/岩样里，保证得到的土样/岩样含水率更加均匀。
综上所述，本装置使得所得到的土样/岩样含水状态更加均匀，土样/岩样物理力学性质稳定易于控制，且操作过程简便，制备效率高。
附图说明
图1为本发明的剖面图。
图2为本发明的主视图。
图3为“土样/岩样质量——蒸养时间”曲线
图中，1-安全阀；2-主机箱；3-托盘；4-支架；5-水箱；6-加热装置；7-气压检测装置；8-温度检测装置；9-湿度检测装置；10-控制表盘；11-箱门；12-压力传感器；13-水位显示器；14-注水孔；15-泄水孔；16-把手。
具体实施方式
下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式。
如图1、2所示，一种不同含水率土样/岩样制作装置，包括主机箱2，所述主机箱2内为一个封闭的空间，所述主机箱2内的中部安装有支架4，所述支架4上安装有重量检测装置，所述重量检测装置上设有称重用的托盘3，所述托盘3将主机箱内空间分为上侧的土样/岩样放置空间和下侧的加湿空间，所述主机箱2的加湿空间内设有水箱5，所述主机箱上内设有与水箱5连接的注水孔14和泄水孔15，所述水箱5内设有加热装置6，所述主机箱2在土样/岩样放置空间所在位置设有方便土样/岩样放入和取出的箱门11，所述箱门11上安装有方便箱门11开启的把手16，所述主机箱2内在土样/岩样放置空间的顶部设置有气压检测装置7、温度检测装置8和湿度检测装置9，所述重量检测装置、气压检测装置7、温度检测装置8和湿度检测装置9的数据端通过控制器与计算机连接，所述计算机对控制器传送的数据进行处理从而控制加热装置6的加热温度，所述箱门11还安装有控制表盘10，所述控制表盘10上设有显示器，所述控制器与显示器连接，使得所述显示器上显示主机箱内温度、气压和湿度，所述控制表盘上还设有含水率设定按钮。水箱5外侧边安装有水位显示管13可以方便观察水箱5内的水位情况。支架4通过滑轨安装在主机箱2内，方便更换土样/岩样，重量检测装置通过压力传感器12测量重量，压力传感器12上方安装有托盘3，托盘3上设有上布满透气孔，保证水蒸汽可以均匀的渗透到土样/岩样里，温度传感器8和湿度传感器9帮助调控箱内环境，使其达到预设状态。安全阀1、气压传感器7保障了设备和人员的安全。
本发明具体操作过程为，先向水箱5内注水达到要求值高度，将铺好纱布层的托盘3放入主机箱2内，打开电源进行预热蒸养至托盘3重量上升到稳定值，清零重量检测装置的表盘读数，停止加热，预热蒸养的目的是为了消除托盘与纱布层吸水带来的测量误差。在将烘干的土样/岩样放入蒸养支架上称重得到初始值，通过含水率设定按钮输入目标含水率，控制器会根据设定含水率和压力传感器传出数据智能控制加热过程，完成加热后维持相当湿度进行冷却。
试验发现：当维持相同的加热功率，土样/岩样的质量随蒸养时间线性增加，并能达到一个较大值。蒸养试验结果证明采用蒸养的方法可以得到较高含水率的均质土样/岩样，同时也证实了采用本装置利用蒸养原理获得各种含水率的均质土样/岩样的可行性。图3为“土样/岩样质量——蒸养时间”曲线。
可以根据加入土样/岩样干重和需要得到的含水率计算出土样/岩样最终的总重量，从而可以换算出压力传感器的压力值，从而通过控制压力值控制蒸养时间，间接地获得土样/岩样的含水率。
在两个支架(4)之间安装了压力传感器，可以在智能控制表盘(10)中输入需要的含水率，当土样/岩样达到这个设定值时装置会自动停止加热并作出提示。

Claims (7)

1.一种不同含水率土样/岩样制作装置，包括主机箱，其特征在于：所述主机箱内为一个封闭的空间，所述主机箱内的中部安装有支架，所述支架上安装有重量检测装置，所述重量检测装置上设有称重用的托盘，所述托盘将主机箱内空间分为上侧的土样/岩样放置空间和下侧的加湿空间，所述主机箱的加湿空间内设有水箱，所述水箱内设有加热装置，所述主机箱在土样/岩样放置空间所在位置设有方便土样/岩样放入和取出的箱门，所述主机箱内在土样/岩样放置空间内设置有气压检测装置、温度检测装置和湿度检测装置，所述重量检测装置、气压检测装置、温度检测装置和湿度检测装置的数据端通过控制器与计算机连接，所述计算机对控制器传送的数据进行处理从而控制加热装置的加热温度，所述重量检测装置通过压力传感器测量重量，压力传感器上方安装有托盘，设定土样/岩样的干重和达到设定含水率的土样/岩样总重量换算出的压力传感器的压力值为阈值，通过控制压力传感器的压力值，控制加热装置的加热时间。
2.根据权利要求1所述的不同含水率土样/岩样制作装置，其特征在于：所述主机箱上内设有与水箱连接的注水孔和泄水孔。
3.根据权利要求2所述的不同含水率土样/岩样制作装置，其特征在于：所述支架通过水平设置的滑轨安装在所述主机箱内。
4.根据权利要求3所述的不同含水率土样/岩样制作装置，其特征在于：所述主机箱上设有防止气压过高的安全阀。
5.根据权利要求4所述的不同含水率土样/岩样制作装置，其特征在于：所述主机箱外侧设有监控水箱内水量的水位显示器。
6.根据权利要求5所述的不同含水率土样/岩样制作装置，其特征在于：所述箱门上安装有控制表盘，所述控制表盘上设有显示器，所述控制器与显示器连接，使得所述显示器上显示主机箱内温度、气压和湿度，所述控制表盘上还设有含水率设定按钮。
7.根据权利要求1至6之一所述的不同含水率土样/岩样制作装置，其特征在于：所述托盘上布满透气孔，所述托盘上侧设有纱布层。
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