CN106290112A - 一种土壤渗透检测装置 - Google Patents

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    • G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/0806—Details, e.g. sample holders, mounting samples for testing

Abstract

本发明涉及一种土壤渗透检测装置，其创新点在于：包括恒温箱、气缸和土样夹持器；气缸和土样夹持器均设置在恒温箱中；该检测装置可与计算机相连进行数据采集和计算分析；该土壤渗透检测装置可与计算机系统相连，采用恒温箱模拟自然状况下土壤的温度，土样夹持器密封性能好，为整个渗透仪提供了精确的测量和控制的数据，使得测量结果更加精确，同时无需大量的繁琐测试过程及人员驻守便可形成数据库、报表和曲线图以便灵活应用。

Description

一种土壤渗透检测装置
技术领域
本发明涉及地质工程和土工试验仪器领域，尤其涉及一种土壤渗透检测装置。
背景技术
土壤渗透仪可测定粘土的渗透性能。一般是在变水头下进行渗透试验的。现有的土壤渗透仪都为手动测试仪，主要由空压机、调压阀、压力表、百分表、计量管、底座、透水石、环刀、橡胶止水圈、定向片、压紧圈、导向环、传压帽、钢球、套环、供水箱及集水箱组成。
一般的土样在渗透检测中没有采取恒温箱的方式来模拟土样在自然状态下的温度参数，且固结压力和水头压力及固结变形量都是指针表头显示，读数精度低，而且压力控制不稳。计量管中的水位由于个人的视线高低读数误差很大。实验结果需要记录计量管高度和计量管体积差、渗透时间等数据，然后按公式进行计算测试结果，测试过程繁琐，测试结果精度低。
如中国专利号201520597501.2所述的一种草地土壤渗透仪，草地土壤渗透仪包括供水部件和接水部件，所述供水部件由量筒、量筒刻度、通水孔、阀门和仪表盘构成 ；所述接水部件由扣口、橡胶密封圈、环刀构成；该渗透仪的测量读数采用的计量读数的方式容易存在误差，且测量的结果需要大量的记数和计算，过程繁琐复杂需要大量的时间来分析计算，结构简单、测量精度低且无法实现系统化和自动化检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种土壤渗透检测装置，采用恒温箱模拟自然状况下土壤的温度，可通过计算机自动完成数据的采集和分析，形成数据库、报表和曲线图以便灵活应用，土样夹持器的密封效果好，测量精度高。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种土壤渗透检测装置，其创新点在于：包括恒温箱、气缸和土样夹持器；气缸和土样夹持器均设置在恒温箱中；该检测装置可与计算机相连进行数据采集和计算分析；
所述气缸通过支撑架安装在土样夹持器的上方，气缸上设置有上进气口和下进气口，气缸的输出端连接有一活塞杆；所述土样夹持器具有一个容纳土样的内腔，内腔的下方设置有渗透液体流进口，内腔中设置有一固结活塞，固结活塞的顶端与活塞杆的底端相连，固结活塞上设置有渗透液体流出口；固结活塞通过气缸活塞杆的推动与内腔滑动配合对置于内腔中的土样进行压力控制；
所述土样夹持器包括下环刀座、上环刀座、锁紧帽和取样环刀；所述下环刀座呈下端封闭的环形圆柱筒状结构，下环刀座的内壁上设置有取样环刀环形限位台面，下环刀座底部的中心位置设有向下环刀座侧壁延伸且呈L型的渗透液体流进口，下环刀座的上端设置有封闭斜面，下环刀座的外壁上设置有螺纹；
所述取样环刀呈圆环筒状，取样环刀的底端置于下环刀座的取样环刀限位环形台面上；
所述上环刀座呈圆筒状结构，上环刀座位于取样环刀的外侧且上环刀座的底端与下环刀座上端的封闭斜面连接，上环刀座与下环刀座的衔接封闭斜面处设置有密封圈；上环刀座的内壁上设置有取样环刀顶端的定位台面；上环刀座的外壁上设置有锁紧帽环形限位台面；所述上环刀座的内壁、取样环刀的内壁和下环刀座的内壁衔接处呈光滑过渡；
所述锁紧帽呈圆筒状结构位于下环刀座和上环刀座的外侧，锁紧帽的内壁底端上设置有螺纹，在锁紧帽螺纹的上方设置有环形压紧台面，通过拧紧锁紧帽底端的螺纹与下环刀座外壁上设置的螺纹，使锁紧帽螺纹上方的环形压紧台面紧压在上环刀座外壁上的锁紧帽环形限位台面上，实现对取样环刀和上环刀座的固定；在对取样环刀中的土样进行检测时位于取样环刀中土样的上下两端均设置有透水石层。
进一步的，所述取样环刀其上端呈环形刀状口，便于取样环刀切入土层进行取样。
进一步的，所述土样夹持器的内腔底面与固结活塞的底面上均设置有若干道凹槽。
进一步的，所述固结活塞与土样夹持器的内腔接触处设置有止水圈。
本发明的优点在于：
1）该土壤渗透检测装置可与计算机系统相连，采用恒温箱模拟自然状况下土壤的温度，为整个渗透仪提供了精确的测量和控制的数据，使得测量结果更加精确，同时无需大量的繁琐测试过程人员驻守便可形成数据库、报表和曲线图以便灵活应用。
2）土样夹持器的内腔底面与固结活塞的底面上均设置有若干道凹槽；设置透水石在取样环刀中土样的上下两端便于渗透液从底端均匀分布穿过透水石层，从而使渗透液更加均匀的渗透取样环刀中的土样使得测量结果更加精确。
3）固结活塞与土样夹持器的内腔接触处设置有止水圈，增加土样夹持器的密封性，防止渗透液体渗漏，提高流量的监测数据准确度，测量数据更加精确。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为土壤渗透检测装置的立体图。
图2为土壤渗透检测装置的剖视图。
图3为土壤渗透检测装置的局部放大图。
图4为土壤渗透检测装置下环刀座的剖视图。
图5为土壤渗透检测装置下环刀座的俯视图。
图6为土壤渗透检测装置活塞的剖视图。
图7为土壤渗透检测装置活塞的仰视图。
图8为土壤渗透检测装置取样环刀的剖视图。
图9为土壤渗透检测装置上环刀座的剖视图。
图10为土壤渗透检测装置锁紧帽的剖视图。
如图1至图10所示：1、恒温箱；2、气缸；21、活塞杆；3、土样夹持器；31、渗透液体流进口；32、固结活塞；33、渗透液体流出口；34、下环刀座；341、取样环刀环形限位台面；342、密封斜面；35、上环刀座；351、取样环刀定位台面；352、锁紧帽环形限位台面；36、锁紧帽；361、环形压紧台面；37、取样环刀；4、支撑架；5、内腔；6、密封圈；7、止水圈。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1至图10所示的一种土壤渗透检测装置，包括恒温箱1、气缸2和土样夹持器3；气缸2和土样夹持器3均设置在恒温箱1中；该检测装置可与计算机相连进行数据采集和计算分析。
气缸2通过支撑架4安装在土样夹持器3的上方，气缸2上设置有上进气口和下进气口，气缸2的输出端连接有一活塞杆21；所述土样夹持器3具有一个容纳土样的内腔5，内腔5的下方设置有渗透液体流进口31，内腔5中设置有一固结活塞32，固结活塞32的顶端与活塞杆21的底端相连，固结活塞32上设置有渗透液体流出口33；固结活塞32通过气缸2在活塞杆21的推动下与内腔5滑动配合对置于内腔5中的土样进行压力控制。
土样夹持器3包括下环刀座34、上环刀座35、锁紧帽36和取样环刀37；所述下环刀座34呈下端封闭的环形圆柱筒状结构，下环刀座34的内壁上设置有取样环刀环形限位台面341，下环刀座34底部的中心位置设置有向下环刀座34侧壁延伸且呈L型的渗透液体流进口31，下环刀座34的上端设置有封闭斜面342，下环刀座34的外壁上设置有螺纹。
取样环刀37呈圆环筒状，取样环刀37的底端置于下环刀座34的取样环刀限位环形台面341上。
上环刀座35呈圆筒状结构，上环刀座35位于取样环刀37的外侧且上环刀座35的底端与下环刀座34上端的封闭斜面342连接，上环刀座35与下环刀座34的衔接封闭斜面342处设置有密封圈6；上环刀座35的内壁上设置有取样环刀顶端的定位台面351；上环刀座25的外壁上设置有锁紧帽环形限位台面352；所述上环刀座35的内壁、取样环刀37的内壁和下环刀座34的内壁衔接处呈光滑过渡。
锁紧帽36呈圆筒状结构位于下环刀座34和上环刀座35的外侧，锁紧帽36的内壁底端上设置有螺纹，在锁紧帽螺纹的上方设置有环形压紧台面361，通过拧紧锁紧帽36底端的螺纹与下环刀座34外壁上设置的螺纹，使锁紧帽36螺纹上方的环形压紧台面361在螺纹拧紧的作用下紧压在上环刀座35外壁上的锁紧帽环形限位台面352上，实现对取样环刀37和上环刀座35的固定；取样环刀37中的土样上下两端均设置有透水石层。
取样环刀37其上端呈环形刀状口，便于取样环刀37切入土层进行取样。
土样夹持器3的内腔5底面与固结活塞32的底面上均设置有若干道凹槽，设置透水石在取样环刀中37土样的上下两端便于渗透液从底端均匀分布穿过透水石层，从而使渗透液更加均匀的渗透取样环刀37中的土样使得测量结果更加精确。
固结活塞32与土样夹持器3的内腔5接触处设置有止水圈7，增加土样夹持器的密封性，防止渗透液体渗漏，提高流量的监测数据准确度，测量数据更加精确。
该土壤渗透检测装置的工作原理是：在土样夹持器中将取样环刀取到的土样放置在土样夹持器的内腔中，取样环刀的上下两端面均放置有透水石层，下环刀座上设置有渗透液体流进口，将渗透液通过渗透液体流进口进入到下层的透水石层，透水石层将渗透液体均匀分布，上层的透水石层压在取样环刀中土样的上方，上层的透水石层上方设置有活塞，活塞通过气缸驱动对上层的透水石层压力控制，从而对土样层进行压力控制，由下方透水石层渗透通过取样环刀中的土样层的渗透液体经过上方透水石渗透到活塞上的渗透液体流出口排出进行检测。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种土壤渗透检测装置，其特征在于：包括恒温箱、气缸和土样夹持器；气缸和土样夹持器均设置在恒温箱中；该检测装置可与计算机相连进行数据采集和计算分析；
所述气缸通过支撑架安装在土样夹持器的上方，气缸上设置有上进气口和下进气口，气缸的输出端连接有一活塞杆；所述土样夹持器具有一个容纳土样的内腔，内腔的下方设置有渗透液体流进口，内腔中设置有一固结活塞，固结活塞的顶端与活塞杆的底端相连，固结活塞上设置有渗透液体流出口；固结活塞通过气缸活塞杆的推动与内腔滑动配合对置于内腔中的土样进行压力控制；
所述土样夹持器包括下环刀座、上环刀座、锁紧帽和取样环刀；所述下环刀座呈下端封闭的环形圆柱筒状结构，下环刀座的内壁上设置有取样环刀环形限位台面，下环刀座底部的中心位置设有向下环刀座侧壁延伸且呈L型的渗透液体流进口，下环刀座的上端设置有封闭斜面，下环刀座的外壁上设置有螺纹；
所述取样环刀呈圆环筒状，取样环刀的底端置于下环刀座的取样环刀限位环形台面上；
所述上环刀座呈圆筒状结构，上环刀座位于取样环刀的外侧且上环刀座的底端与下环刀座上端的封闭斜面连接，上环刀座与下环刀座的衔接封闭斜面处设置有密封圈；上环刀座的内壁上设置有取样环刀顶端的定位台面；上环刀座的外壁上设置有锁紧帽环形限位台面；所述上环刀座的内壁、取样环刀的内壁和下环刀座的内壁衔接处呈光滑过渡；
所述锁紧帽呈圆筒状结构位于下环刀座和上环刀座的外侧，锁紧帽的内壁底端上设置有螺纹，在锁紧帽螺纹的上方设置有环形压紧台面，通过拧紧锁紧帽底端的螺纹与下环刀座外壁上的螺纹，使锁紧帽螺纹上方的环形压紧台面紧压在上环刀座外壁上的锁紧帽环形限位台面上，实现对取样环刀和上环刀座的固定；在对取样环刀中的土样进行检测时位于取样环刀中土样的上下两端均设置有透水石层。
2.根据权利要求1所述的一种土壤渗透检测装置，其特征在于：所述取样环刀其上端呈环形刀状口。
3.根据权利要求1所述的一种土壤渗透检测装置，其特征在于：所述土样夹持器的内腔底面与固结活塞的底面上均设置有若干道凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种土壤渗透检测装置，其特征在于：所述固结活塞与土样夹持器的内腔接触处设置有止水圈。
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