CN111157318B - 一种用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置，包括与赫尔肖板相连的供水瓶和供颗粒瓶，所述供颗粒瓶连接有稳压瓶；所述供水瓶连接有空压机、调压阀和孔压计，从而向赫尔肖板中提供固定压力的水流；稳压瓶连接有压力控制器和孔压计，用于稳定供颗粒瓶中上部压力；在所述赫尔肖板的边缘安装有振动器，以使装填至赫尔肖板的颗粒均匀密实。根据孔压计的数据调节调压阀和压力控制器，使得供颗粒瓶上下部压差稳定，从而使颗粒在稳定压差及自重作用下经所述供颗粒瓶的颗粒出口，以一定速度填入赫尔肖板。本发明可精确控制向赫尔肖板中装填颗粒的压力和进颗粒速度，保证所填试样具有高度可重复性，且通过辅助振动保证试样的均匀性和密实度。
Description
技术领域
本发明涉及一种配合赫尔肖氏渗流侵蚀试验的颗粒试样制作装置，尤其涉及一种用于赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置。
背景技术
迄今为止，业内传统的赫尔肖氏渗流侵蚀试验中，饱和试样的制作方法通常为先制作干燥试样，再进行试样饱和，该方式制作流程复杂，人为偶然因素多，导致试样可重复性低，实验结果的说服力小，严重影响了本领域的科技进步。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提出一种用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置，使用该装置制作饱和试样，可以解决试样因偶然因素多而可重复性低的问题。在填装过程中，通过向赫尔肖板中同时通入一定压力的水流和一定流速的饱和颗粒，将传统的制样和饱和过程简化为一个过程，排除人为因素干扰，提高了试样的可重复性，对提高本领域的试验水平具有显著的科研意义。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置，包括供水瓶、稳压瓶和供颗粒瓶；所述供水瓶包括上盖板和下底板，所述供水瓶的上盖板设有进气口，所述供水瓶的进气口通过管路A连接至第一空压机的出气口，所述管路A上、自所述第一空压机的出气口至所述供水瓶的进气口依次设有第一三通阀、调压阀和第二三通阀；所述供水瓶的下底板设有出水口，所述供水瓶的出水口与管路B的一端相连；所述第一三通阀和第二三通阀分别连接出旁路C和旁路D,所述旁路C连接至一压力控制器；所述旁路D连接有第一孔压计；所述稳压瓶包括上盖板和下底板，所述稳压瓶的上盖板设有进气口，所述稳压瓶的进气口通过管路E与所述压力控制器相连，所述管路E上设有第三三通阀，所述第三三通阀连接出旁路F，所述旁路F连接有第二孔压计；所述稳压瓶的下底板设出水口；所述供颗粒瓶包括上盖板、下底板和有机玻璃窗，所述供颗粒瓶的上盖板设进水口和换气口；所述稳压瓶的出水口连接至所述供颗粒瓶的进水口，用于稳定供颗粒瓶中上部压力；所述供颗粒瓶的下底板设颗粒出口，所述颗粒出口与管路G的一端相连；所述管路B的另一端和管路G的另一端通过第四三通阀相连，所述第四三通阀连接出旁路H，所述旁路H连接至赫尔肖板的进颗粒口；所述供水瓶用于向赫尔肖板中提供固定压力的水流；在所述赫尔肖板的边缘安装有振动器，以使装填至赫尔肖板的颗粒均匀密实；所述第一孔压计和所述第二孔压计电连至数据采集仪；所述供水瓶的进气口、所述供水瓶的出水口、所述稳压瓶的进气口、所述供颗粒瓶的换气口、所述供颗粒瓶的颗粒出口、所述振动器的进气口均设有开关阀门。
进一步讲，本发明所述的用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置，其中，所述振动器为气压振动器，所述振动器连接有第二空压机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
由于本发明的用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置中，设置有压力控制器3、调压阀4、第一孔压计5、第二孔压计6、稳压瓶9、气压振动器12，采用本发明装置制作试验所需的赫尔肖板中的饱和颗粒试样，可精确控制向赫尔肖板中装填颗粒的压力和进颗粒速度，保证所填试样具有高度可重复性，且通过辅助振动保证试样的均匀性和密实度。
附图说明
图1为本发明用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置的结构示意图。
图中：1-第一空压机，2-第二空压机，3-压力控制器，4-调压阀，5-第一孔压计；6-第二孔压计，7-数据采集仪，8-供水瓶，9-稳压瓶，10-供颗粒瓶，11-赫尔肖板，12-振动器，13-第一三通阀，14-第二三通阀，15-第三三通阀，16-第四三通阀。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
本发明提出了一种用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置，如图1所示，该装置包括供水瓶8、稳压瓶9和供颗粒瓶10。
所述供水瓶8包括上盖板和下底板，所述供水瓶8的上盖板设有进气口，所述供水瓶8的进气口通过管路A连接至第一空压机1的出气口，所述管路A上、自所述第一空压机1的出气口至所述供水瓶8的进气口依次设有第一三通阀13、调压阀4和第二三通阀14；所述供水瓶8的下底板设有出水口，所述供水瓶8的出水口与管路B的一端相连。
所述第一三通阀13和第二三通阀14分别连接出旁路C和旁路D,所述旁路C连接至一压力控制器3；所述旁路D连接有第一孔压计5。
所述稳压瓶9包括上盖板和下底板，所述稳压瓶9的上盖板设有进气口，所述稳压瓶9的进气口通过管路E与所述压力控制器3相连，所述管路E上设有第三三通阀15，所述第三三通阀15连接出旁路F，所述旁路F连接有第二孔压计6；所述稳压瓶9的下底板设出水口。
所述供颗粒瓶10包括上盖板、下底板和有机玻璃窗，所述供颗粒瓶10的上盖板设进水口和换气口；所述稳压瓶9的出水口连接至所述供颗粒瓶10的进水口，用于稳定供颗粒瓶10中上部压力；所述供颗粒瓶10的下底板设颗粒出口，所述颗粒出口与管路G的一端相连。
所述管路B的另一端和管路G的另一端通过第四三通阀相连，所述第四三通阀连接出旁路H，所述旁路H连接至赫尔肖板11的进颗粒口；所述供水瓶8用于向赫尔肖板11中提供固定压力的水流。
在所述赫尔肖板11的边缘安装有振动器12，以使装填至赫尔肖板11的颗粒均匀密实，所述振动器12为气压振动器，所述振动器12连接有第二空压机2。
所述第一孔压计5和所述第二孔压计6电连至数据采集仪7。
所述供水瓶8的进气口、所述供水瓶8的出水口、所述稳压瓶9的进气口、所述供颗粒瓶10的换气口、所述供颗粒瓶10的颗粒出口、所述气压振动器12的进气口均设有开关阀门。
本发明中，由第一空压机1提供可调节气压，该第一空压机1的出气口通过第一三通阀分为两路，一路与供水瓶8相连，并沿途设调压阀4和第一孔压计5，以精确控制供水瓶8的出水压力，从而可以分别向供颗粒瓶10和赫尔肖板11提供固定压力的水流。另一路与稳压瓶9连接，并沿途设压力控制器3和第二孔压计6，以精确控制稳压瓶9的压力进而控制并稳定供颗粒瓶10的上部压力，同时防止供颗粒瓶10中的水进入气管路和电路，产生危险。本发明中上述的第一孔压计5和第二孔压计6均连接至数据采集器7，根据数据采集器7显示的数据，调节调压阀4和压力控制器3，使得供颗粒瓶10上下部压差稳定，从而使颗粒在稳定压差及自重作用下经所述供颗粒瓶10的颗粒出口，以一定速度填入赫尔肖板11。所述赫尔肖板11的主体包括尺寸相同的上下布置的两块透明玻璃板，两块透明玻璃板之间留有可调节厚度的空隙，上透明玻璃板的中间位置是赫尔肖板11的进颗粒口，通过该进颗粒口向空隙中装填饱和颗粒。可根据试验所需，灵活调节两透明玻璃板的间距、进颗粒口的尺寸。本发明中的所述振动器12固定于所述赫尔肖板11的边缘，由第二空压机2提供气压，装填颗粒过程中开启该振动器12的进气口阀门，在振动器12的振动作用下，可以使由中间位置的颗粒进口进入到两块透明玻璃板之间空隙的颗粒由中间向边缘运动，从而可以提高装填颗粒的均匀性和密实度。
使用本发明装置向向赫尔肖板中装填饱和颗粒的过程如下：
打开供水瓶8的进气口和出水口的开关，打开供颗粒瓶10下部的进水口和上部的换气口，由供水瓶8向供颗粒瓶10中装满水后，关闭供水瓶8的进气口和出水口的开关；由供颗粒瓶10上部的换气口向供颗粒瓶10内装入约三分之一瓶体的颗粒。
将赫尔肖板11在水中调节两块透明玻璃板之间的空隙为试验所需厚度，关闭所述供颗粒瓶10的颗粒出口的开关，通过供水瓶8通过中间的颗粒进口向该空隙中装满水。
打开供水瓶8的进气口和出水口开关，打开稳压瓶9的进气口开关，调节压力控制器3和4调压阀，使第一孔压计5、第二孔压计6的气压分别为15kPa、12kPa。
启动12振动器，打开供颗粒瓶10的颗粒出口处的开关阀门，开始向赫尔肖板11中装填饱和颗粒。
赫尔肖板11的两块透明玻璃板之间的空隙填满后，关闭所有开关阀门。
综上，本发明装填过程中可精确控制水压、进颗粒速度，满足均匀性和密实度的要求，可以制备具有高度可重复性的饱和试样。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (2)
1.一种用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置，其特征在于，包括供水瓶(8)、稳压瓶(9)和供颗粒瓶(10)；
所述供水瓶(8)包括上盖板和下底板，所述供水瓶(8)的上盖板设有进气口，所述供水瓶(8)的进气口通过管路A连接至第一空压机(1)的出气口，所述管路A上、自所述第一空压机(1)的出气口至所述供水瓶(8)的进气口依次设有第一三通阀(13)、调压阀(4)和第二三通阀(14)；所述供水瓶(8)的下底板设有出水口，所述供水瓶(8)的出水口与管路B的一端相连；
所述第一三通阀(13)和第二三通阀(14)分别连接出旁路C和旁路D,所述旁路C连接至一压力控制器(3)；所述旁路D连接有第一孔压计(5)；
所述稳压瓶(9)包括上盖板和下底板，所述稳压瓶(9)的上盖板设有进气口，所述稳压瓶(9)的进气口通过管路E与所述压力控制器(3)相连，所述管路E上设有第三三通阀(15)，所述第三三通阀(15)连接出旁路F，所述旁路F连接有第二孔压计(6)；所述稳压瓶(9)的下底板设出水口；
所述供颗粒瓶(10)包括上盖板、下底板和有机玻璃窗，所述供颗粒瓶(10)的上盖板设进水口和换气口；所述稳压瓶(9)的出水口连接至所述供颗粒瓶(10)的上部进水口，用于稳定供颗粒瓶(10)中上部压力；所述供颗粒瓶(10)的下底板设颗粒出口，所述颗粒出口与管路G的一端相连；
所述管路B的另一端和管路G的另一端通过第四三通阀相连，所述第四三通阀连接出旁路H，所述旁路H连接至赫尔肖板(11)的进颗粒口；所述供水瓶(8)用于向赫尔肖板(11)中提供固定压力的水流；
在所述赫尔肖板(11)的边缘安装有振动器(12)，以使装填至赫尔肖板(11)的颗粒均匀密实；
所述第一孔压计(5)和所述第二孔压计(6)电连至数据采集仪(7)；
所述供水瓶(8)的进气口、所述供水瓶(8)的出水口、所述稳压瓶(9)的进气口、所述供颗粒瓶(10)的换气口、所述供颗粒瓶(10)的颗粒出口、所述振动器(12)的进气口均设有开关阀门。
2.根据权利要求1所述的用于向赫尔肖板中装填饱和颗粒的装置，其特征在于，所述振动器(12)为气压振动器，所述振动器(12)连接有第二空压机(2)。
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