CN110132747B - 一种单杠杆式固结仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种单杠杆式固结仪，属于矿山岩土工程技术领域。本发明所述单杠杆式固结仪包括数显百分表、固结装置、杠杆、升降台、杠杆式固结仪；本发明在设备底座上安装了一个升降台，可有效减少人工施加砝码时带来的冲击力及对试样的扰动，施加完荷载后立即打开秒表计时观察土样变化情况，可减少施加砝码时的误差。本发明在挂钩的位置处使用定位槽，使砝码盘支撑杆能够牢靠的固定于定位槽中，这样增加砝码时双重减轻晃动便可大幅度减少误差。在支撑架中设置激光笔放置孔，激光笔放置孔内可放置激光笔，将激光灯打开后，发出一道平行激光光束，这个光束可作为一个辅助校验标准的工具，激光笔本身成本低廉且校准高效，可随用随开，减少在调节杠杆平衡时产生误差。

Description

一种单杠杆式固结仪
技术领域
本发明涉及一种单杠杆式固结仪，属于矿山岩土工程技术领域。
背景技术
固结试验是工程地质勘察土工试验中一个基本试验项目，土的压缩系数，压缩指数Cc，回弹指数，固结系数，先期固结压力等特性指标，都可以通过固结试验测得。试验仪器主要有单杠杆式固结仪和全自动气压固结仪。单杠杆式固结仪由于价格低廉，操作简单目前应用较为广泛。全自动气压固结是采用计算机技术、电子技术、控制技术开发的土工固结试验自动化设备，但价格、对操作人员要求都较高，目前尚不普及。
单杠杆式固结仪存在以下问题：通过固定重量硅码向试样施加压力，压力输出较稳定，但也易受外部因素干扰；人工读数存在一定人为误差；人工施加砝码时有一定的冲击力，对试样有一定扰动；所有操作均需人工完成，效率低下；本发明主要针对普遍使用的单杠杆式固结仪装置进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单杠杆式固结仪，对现有的单杠杆式固结仪进行改进，使其能够经济实用地减少人工操作带来的误差，本发明通过以下技术方案实现：
一种单杠杆式固结仪，包括数显百分表、固结装置、杠杆、升降台，数显百分表1固定在百分表架2上，百分表架2固定在支撑架41上，支撑架41固定在底板42上，支撑架41的下端设有激光笔放置孔18，激光笔放置孔18的侧壁上设有小孔11，激光笔放置孔18内放置激光笔，激光笔的开关按钮镶嵌在小孔11中，激光笔与杠杆4相互平行；底板42通过支撑杆固定在设备底座13上，两个支撑板43相互平行固定在底板42上，杠杆4穿过两个支撑板43之间，通过连接轴与其中一个支撑板43连接，连接轴的末端设有螺帽40，螺帽40与连接轴之间通过螺纹连接；杠杆4的一端设有平衡锤10，另一端下侧设有矩形结构的定位槽5，砝码盘支撑杆6上端设有长方体弯钩结构，长方体弯钩结构穿过定位槽5，砝码盘支撑杆6下端有砝码盘托柱23，砝码盘托柱23上放置砝码盘22，砝码7置于砝码盘22上；固结装置38置于支撑板43上，传压板3位于固结装置38上方，传压板3与传压杆12连接，传压杆12穿过固结装置38与杠杆4连接；数显百分表1的测量探头17位于传压板3的正上方与传压板3接触；
设备底座13上设有升降台，升降台包括升降机构和置物平台28，置物平台28中间设有一个凹槽，凹槽内设有一排滚轮Ⅰ24，可移动圆杆8底部镶嵌有一排滚轮Ⅱ45，可移动圆杆8置于置物平台28上，滚轮Ⅱ45和滚轮Ⅰ24啮合，推动可移动圆杆8移动使滑动更省力。
本发明所述数显百分表1包括防尘帽14、数字显示屏15、百分表功能键16、测量探头17；数显百分表1上端有防尘帽14，内部设有数字显示屏15，数字显示屏15下设有百分表的功能键16，数显百分表1的下端装有延伸到传压板上的测量探头17。
本发明所述激光笔的末端设有电池放置槽21，电池放置槽21通过圆柱螺纹20与激光笔连接。
本发明所述升降机构的目的就是使置物平台28升高或者降低，现有升降机构满足要求均可用于本发明，优选的，本发明所述升降机构包括剪叉支腿25、剪叉稳定杆26、、旋钮9、升降底座27、连接杆29、重物盘39，升降底座27通过连接杆29固定在重物盘39中，剪叉支腿25的底部通过轴固定在升降底座27上，剪叉支腿25的中部装有剪叉稳定杆26，剪叉稳定杆26的中部与剪叉支腿25的交叉点活动连接，剪叉稳定杆26的两端可沿剪叉支腿25滑动；剪叉支腿25下端与连接杆29的一端连接，连接杆29穿过升降底座27，与升降底座27之间通过螺纹连接，连接杆29的另一端与旋钮9连接，转动旋钮9推动剪叉支腿25打开或是合并；当设备闲置时置物平台28盖合在升降底座27侧保护剪叉支腿不受外部环境侵蚀，防止锈蚀。
本发明所述固结装置为现有结构。
本发明的工作过程：
将切好土体试样32的环刀33外壁涂抹一层薄凡士林，然后刀口向下，用切土环刀取土样，修平两端，装入护环后放入容器中下透水石上，然后上端放上上透水石，传压板，置于加压框中，安装数显百分表1置于百分表架2中的插槽内，使加压测量探头17对准传压板3中心，然后使固结仪各部分紧紧接触，装好数显百分表1，调整数显百分表功能键16使其读数为0。
去掉砝码盘22的预压荷载进行调零后，立即加载第一级载荷，在放入砝码7时应避免冲击和摇晃；因此，本发明在设备底座13上安装了一个升降台，升降台包括升降机构和置物平台28，置物平台28中间设有一个凹槽，凹槽内设有一排滚轮Ⅰ24，可移动圆杆8底部镶嵌有一排滚轮Ⅱ45，可移动圆杆8置于置物平台28上，滚轮Ⅱ45和滚轮Ⅰ24啮合，推动可移动圆杆8使滑动更省力，作用是将砝码7固定在平台上不会随外力移动，当升降机构提升到砝码盘22加装砝码的位置时，移动圆杆8，即可随之推动砝码7向托盘22上移动，由于二者是在相对平面上进行滑动操作，便可有效减少人工施加砝码时带来的冲击力及对试样的扰动，这样施加完荷载后立即打开秒表计时观察土样变化情况，可减少施加砝码时的误差。
由于砝码7在刚接触砝码盘22时会产生轻微晃动，这是由于普通的砝码使用半封闭钢式挂钩支撑，在不均匀外力加载后，挂钩会产生轻微晃动，但在试验过程中，加荷的一瞬间或在0~5s内便可能会产生实验所需数据，本发明对挂钩进行了改装，即在挂钩的位置处使用定位槽5进行替换，定位槽5采用焊接连接的方式与杠杆4焊接成一个整体，这个定位槽5作加厚装置，作用是将圆形挂钩改为方形后直接卡在定位卡槽5内，在定位槽5另一侧加长长方体弯钩装置，使砝码盘支撑杆6能够牢靠的固定于定位槽5中，这样增加砝码时双重减轻晃动便可大幅度减少误差。
施加荷载后要观看杠杆4下沉情况，肉眼观测杠杆4的平衡是视觉上的平衡，并没有校验标准，当调节平衡时很容易产生误差，即可在此操作之前，在与百分表架2垂直的支撑架41中设置激光笔放置孔18，激光笔放置孔18内可放置激光笔，打开开关按钮11，将激光灯打开后，出光孔19发出一道平行激光光束，这个光束可作为一个辅助校验标准的工具，当发现杠杆4偏离光束或杠杆4上下侧不平行于光束时，便可使用平衡锤10进行调整，直到平衡。激光笔本身是可旋转圆柱螺纹连接结构，内部装有两节普通电池21产生电力供应，成本低廉且校准高效，可随用随开，减少在调节杠杆4平衡时产生误差。
本发明的有益效果是：
（1）本发明所述单杠杆式固结仪能够用于实验室测定土的压缩性和压缩速率指标。
（2）本发明所述单杠杆式固结仪能够采用升降杆及滑轮装置增加砝码替代人工施加砝码，节省劳动力，并且还能减少人工施加砝码时带来的一定的冲击力和对试样的扰动。
（3）本发明所述单杠杆式固结仪能够有效提高测定效率，减小误差。
（4）本发明所述单杠杆式固结仪能够使试验结果更加准确，节省时间和成本。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明数显杠杆表示意图；
图3是本发明百分表架内嵌入激光笔示意图；
图4是本发明定位槽、砝码盘示意图；
图5是本发明升降台示意图；
图6是本发明固结装置示意图。
图中：1-数显百分表；2-百分表架；3-传压板；4-杠杆；5-定位槽；6-砝码盘支撑杆；7-砝码；8-可移动圆杆；9-旋钮；10-平衡锤；11-开关按钮；12-传压杆；13-设备底座；14-防尘帽；15-数字显示屏；16-数显表功能键；17-测量探头；18-激光笔放置孔；19-出光孔；20-圆柱螺纹；21-电池；22-砝码盘；23-托柱；24-滚轮Ⅰ；25-剪叉支腿；26-剪叉稳定杆；27-升降底座；28-置物平台；29-连接杆；30-上透水石板；31-加压框；32-土体试样；33-环刀；34-台板；35-容器底座；36-下透水板；37-压板；38-固结装置、39-重物盘、40-螺帽；41-支撑架；42-底板；43-支撑板；45-滚轮Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
一种单杠杆式固结仪，包括数显百分表、固结装置、杠杆、升降台，数显百分表1固定在百分表架2上，百分表架2固定在支撑架41上，支撑架41固定在底板42上，支撑架41的下端设有激光笔放置孔18，激光笔放置孔18的侧壁上设有小孔11，激光笔放置孔18内放置激光笔，激光笔的开关按钮镶嵌在小孔11中，激光笔与杠杆4相互平行；底板42通过支撑杆固定在设备底座13上，两个支撑板43相互平行固定在底板42上，杠杆4穿过两个支撑板43之间，通过连接轴与其中一个支撑板43连接，连接轴的末端设有螺帽40，螺帽40与连接轴之间通过螺纹连接；杠杆4的一端设有平衡锤10，另一端下侧设有矩形结构的定位槽5，砝码盘支撑杆6上端设有长方体弯钩结构，长方体弯钩结构穿过定位槽5，砝码盘支撑杆6下端有砝码盘托柱23，砝码盘托柱23上放置砝码盘22，砝码7置于砝码盘22上；固结装置38置于支撑板43上，传压板3位于固结装置38上方，传压板3与传压杆12连接，传压杆12穿过固结装置38与杠杆4连接；数显百分表1的测量探头17位于传压板3的正上方与传压板3接触；
设备底座13上设有升降台，升降台包括升降机构和置物平台28，置物平台28中间设有一个凹槽，凹槽内设有一排滚轮Ⅰ24，可移动圆杆8底部镶嵌有一排滚轮Ⅱ45，可移动圆杆8置于置物平台28上，滚轮Ⅱ45和滚轮Ⅰ24啮合，推动可移动圆杆8使滑动更省力；所述升降机构用的是市售的实验气缸伸缩杆。
本实施例所述数显百分表1为现有结构包括防尘帽14、数字显示屏15、百分表功能键16、测量探头17；数显百分表1上端有防尘帽14，内部设有数字显示屏15，数字显示屏15下设有百分表的功能键16，数显百分表1的下端装有延伸到传压板上的测量探头17。
本实施例所述激光笔的末端设有电池放置槽21，电池放置槽21通过圆柱螺纹20与激光笔连接。
本实施例所固结装置为现有结构，包括上透水石板30、加压框31、土体试样32、环刀33、台板34、容器底座35、下透水板36；固结装置设置于台板35上，固结装置内侧最底层由容器底座35衬托装备，底座35上置有下透水板37，下透水板36上侧铺有一层饱和滤水纸，将土体试样32用环刀33取出置于下透水板36上后固定于加压框31中，上侧用上透水石板30压实。
实施例2
本实施例结构和实施例1相同，不同在于本实施例所述升降机构包括剪叉支腿25、剪叉稳定杆26、、旋钮9、升降底座27、连接轴39、重物盘40，升降底座27通过连接轴39固定在重物盘40中，剪叉支腿25的底部通过轴固定在升降底座27上，剪叉支腿25的中部装有剪叉稳定杆26，剪叉稳定杆26的中部与剪叉支腿25的交叉点活动连接，剪叉稳定杆26的两端可沿剪叉支腿25滑动；剪叉支腿25下端与连接杆29的一端连接，连接杆29穿过升降底座27，与升降底座27之间通过螺纹连接，连接杆29的另一端与旋钮9连接，转动旋钮9推动剪叉支腿25打开或是合并；当设备闲置时置物平台28盖合在升降底座27侧保护剪叉支腿不受外部环境侵蚀，防止锈蚀。

Claims (2)

1.一种单杠杆式固结仪，其特征在于：包括数显百分表、固结装置、杠杆、升降台，
数显百分表（1）固定在百分表架（2）上，百分表架（2）固定在支撑架（41）上，支撑架（41）固定在底板（42）上，支撑架（41）的下端设有激光笔放置孔（18），激光笔放置孔（18）的侧壁上设有小孔（11），激光笔放置孔（18）内放置激光笔，激光笔的开关按钮镶嵌在小孔（11）中，激光笔与杠杆（4）相互平行；底板（42）通过支撑杆固定在设备底座（13）上，两个支撑板（43）相互平行固定在底板（42）上，杠杆（4）穿过两个支撑板（43）之间，通过连接轴与其中一个支撑板（43）连接，连接轴的末端设有螺帽（40），螺帽（40）与连接轴之间通过螺纹连接；杠杆（4）的一端设有平衡锤（10），另一端下侧设有矩形结构的定位槽（5），砝码盘支撑杆（6）上端设有长方体弯钩结构，长方体弯钩结构穿过定位槽（5），砝码盘支撑杆（6）下端有砝码盘托柱（23），砝码盘托柱（23）上放置砝码盘（22），砝码（7）置于砝码盘（22）上；固结装置（38）置于支撑板（43）上，传压板（3）位于固结装置（38）上方，传压板（3）与传压杆（12）连接，传压杆（12）穿过固结装置（38）与杠杆（4）连接；数显百分表（1）的测量探头（17）位于传压板（3）的正上方与传压板（3）接触；
设备底座（13）上设有升降台，升降台包括升降机构和置物平台（28），置物平台（28）中间设有一个凹槽，凹槽内设有一排滚轮Ⅰ（24），可移动圆杆（8）底部镶嵌有一排滚轮Ⅱ（45），可移动圆杆（8）置于置物平台（28）上，滚轮Ⅱ（45）和滚轮Ⅰ（24）啮合，推动可移动圆杆（8）移动使滑动更省力；
所述数显百分表（1）包括防尘帽（14）、数字显示屏（15）、百分表功能键（16）、测量探头（17）；数显百分表（1）上端有防尘帽（14），内部设有数字显示屏（15），数字显示屏（15）下设有百分表的功能键（16），数显百分表（1）的下端装有延伸到传压板上的测量探头（17）；
激光笔的末端设有电池放置槽（21），电池放置槽（21）通过圆柱螺纹（20）与激光笔连接。
2.根据权利要求1所述单杠杆式固结仪，其特征在于：所述升降机构包括剪叉支腿（25）、剪叉稳定杆（26）、旋钮（9）、升降底座（27）、连接杆（29）、重物盘（39），升降底座（27）固定在重物盘（39）上，剪叉支腿（25）的底部通过轴固定在升降底座（27）上，剪叉支腿（25）的中部装有剪叉稳定杆（26），剪叉稳定杆（26）的中部与剪叉支腿（25）的交叉点活动连接，剪叉稳定杆（26）的两端可沿剪叉支腿（25）滑动；剪叉支腿（25）下端与连接杆（29）的一端连接，连接杆（29）穿过升降底座（27），与升降底座（27）之间通过螺纹连接，连接杆（29）的另一端与旋钮（9）连接，转动旋钮（9）推动剪叉支腿（25）打开或是合并；当设备闲置时置物平台（28）盖合在升降底座（27）侧保护剪叉支腿。
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