CN207516123U - 一种可大规模精确制备不同含水率岩样的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可大规模精确制备不同含水率岩样的装置，包括分布式密闭容器盒、分布式加湿容器盒、微型超声波雾化加湿器、微型质量传感器、计算控制设备，其特征在于：所述分布式密闭容器盒主要由分布排列的圆柱形密闭容器构成，且与所述分布式加湿容器盒的加湿容器相对应；所述分布式加湿容器盒置于所述分布式密闭容器盒下面，微型质量传感器和微型超声波雾化加湿器分别置于所述分布式加湿容器盒的上部和下部，中间由带孔隔板隔开，且微型超声波雾化加湿器置于水中；所述分布式密闭容器盒与所述分布式加湿容器盒均由密闭隔板密闭；所述微型质量传感器和微型超声波雾化加湿器分别通过导线与计算控制设备连接，并均受其实时控制。
Description
技术领域
本实用新型适用于岩石试验中大量精确制备不同含水率岩样，属于室内试验时制备试验岩样的技术领域。
背景技术
在岩石试验中，通常水被考虑为一种影响岩石物理力学性能的重要因素，例如在常规静载试验中，不同含水率的岩石试样其力学性质有较大区别；在冲击试验中，不同含水率的岩石试样其力学响应也不同；甚至在流变试验中，含水率也是影响岩石试样流变性质差异的重要因素之一等等。因此试验时需要严格控制岩石试样中水的含量，才能严格分析水对岩石物理力学性质的影响。
现有的不同含水率岩石试样制备方法，大致分为泡水法、干燥法和化学热力学法，他们都具有制样程序复杂、制样时间长、含水率控制精度不足和岩样内部含水分布不均匀的缺点，且在制样过程中，由于条件限制，往往每次只能制一种含水率岩样。综上所述，现有的制备不同含水率岩样的方法和装置都不完善，存在各种客观的缺点，使得制得的试样往往不能满足试验要求。因此需要一种装置能有效地大量制备含水率精确的岩样。
发明内容
实用新型目的：本实用新型的目的在于提供一种能大量精确制备不同含水率岩样的装置，且该装置能耗低、环保安全、制样快速且能同时制备不同含水率的岩样。
技术方案: 本实用新型涉及一种岩石试验中大规模精确制备不同含水率岩样的装置，主要包括分布式密闭容器盒、分布式加湿容器盒和计算控制设备，该分布式密闭容器盒主要由分布排列的圆柱形密闭容器构成，该分布式加湿容器盒位于分布式密闭容器盒下方，由分布排列的圆柱形加湿容器构成，且与的密闭容器相对应。每个加湿容器中都有一套加湿单元，每套加湿单元包括微型质量传感器、微型超声波雾化加湿器和带孔隔板。
根据需要，计算控制设备实时采集微型质量传感器所采集的试样质量，实时控制微型超声波雾化加湿器的雾化加湿速度，使得每个圆柱形密闭容器内为恒湿环境，每个试样的吸水速率都单独得到实时控制。当微型质量传感器检测到试样的质量达到所需含水率下试样的质量时，计算控制设备控制微型超声波雾化加湿器断电关闭，停止加湿，得到特定含水率的岩石试样。
较优的，由于微型超声波雾化加湿器利用超声波得到的雾化水在空气中分布均匀，雾化得到的水粒子粒径超微，可以均匀进入岩石试样内部，使岩石试样内部含水均匀。
较优的，由于分布式密闭容器盒由分布排列的圆柱形密闭容器构成，分布式加湿容器盒由分布排列的圆柱形加湿容器构成，且密闭容器和加湿容器相对应，每套加湿单元都单独受计算控制设备控制，每个试样的含水率都受到独立检测，使得装置可以同时多组制备多个含水率的岩样组。
更进一步的，由于所述容器均分布排列，且独立受控，使得多个容器盒可以拼接组合，装置满足大规模制样。
实用新型原理：水是通过岩石的微小裂隙进入岩石内部的。微型超声波雾化加湿器采用高频震荡的超声波，将水雾化为直径1-5微米的超微粒子，使得容器内的水蒸气含量增加，恒湿环境中水蒸气迅速地渗透进入干燥的岩石试样，同时超微粒子的液态水也更容易通过岩石的微小裂隙渗透进入岩石试样；通过微型质量传感器实时精确检测试样的质量变化，得以精确控制试样的含水率；每个容器均比试样略大，通过分布排列的多个容器分组组合，得以大规模制样。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：（1）超声波雾化加湿器加湿空气的效率为99%以上，加湿强度大，产生的水雾颗粒小而均匀，短时间内可迅速使空气达到要求的相对湿度，使得水渗透进入岩石的效率高，同时由于水雾的粒径超微且分布均匀，单位体积的空气含水均匀而丰富，使得制得的岩石试样含水均匀；（2）微型超声波雾化加湿器尺寸小，单位加湿量的能耗指标低，超声波加湿器的耗能量只有12-15W，仅相当于其它加湿方式的1/15-1/10，日运行费用低，且由于其体积小，所需空间小，配套的密闭容器只需比试样略大即可，使得容器可以分组排列，按照所需组合添加，满足大规模制样的需求；（3）每套加湿单元均受计算控制设备独立控制，相互之间不受干扰，每当试样达到所需含水率下的质量时，微型雾化加湿器受控断电，停止加湿，减少了人工操作，实现自动化精确制样。
附图说明
图1为本实用新型的可大规模精确制备不同含水率岩样的装置的结构图；
图2为本实用新型的所述圆柱形加湿容器结构图。
图中标记示意为：1-分布式密闭容器盒；2-分布式加湿容器盒；3-计算控制设备；4-圆柱形密闭容器；5-圆柱形加湿容器；6-微型超声波雾化加湿器；7-微型质量传感器；8-带孔隔板；9-密闭下隔板；10-密闭上隔板；11-固定螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1及图2所示，本实用新型提供了一种可大量精确制备不同含水率岩样的装置，包括分布式密闭容器盒1、分布式加湿容器盒2和计算控制设备3。
分布式密闭容器盒1由圆柱形密闭容器4分布排列构成，分布式加湿容器盒2由圆柱形加湿容器5分布排列构成。
加湿容器5的下部放置浸没在水中的微型超声波雾化加湿器6，使水雾化成为微小颗粒，得以加湿容器环境；上部放置微型质量传感器7，实时检测岩石试样的质量变化，并反馈给计算控制设备3；微型质量传感器7由带孔隔板8与水隔开，使得数据不受水的影响。
圆柱形密闭容器4和圆柱形加湿容器5一一对应，分布式加湿容器盒2下端由密闭下隔板9密闭，分布式密闭容器盒1上端由密闭上隔板10密闭；分布式密闭容器盒1、分布式加湿容器盒2、密闭下隔板9以及密闭上隔板10均带有对应的螺栓孔，制样时由固定螺栓11插入，使整个加湿装置固定成为一个整体，防止水汽泄露影响制样精度。
微型超声波雾化加湿器6、微型质量传感器7可以通过有线方式与计算控制设备连接，也可以通过无线方式连接。
Claims (2)
1.一种可大规模精确制备不同含水率岩样的装置，其特征在于：包括分布式密闭容器盒、分布式加湿容器盒、微型超声波雾化加湿器、微型质量传感器、计算控制设备，所述分布式密闭容器盒主要由分布排列的圆柱形密闭容器构成，且与所述分布式加湿容器盒的加湿容器相对应；所述分布式加湿容器盒置于所述分布式密闭容器盒下面，且分布式密闭容器盒上端与所述分布式加湿容器盒下端均由密闭隔板密闭。
2.根据权利要求1所述的一种可大规模精确制备不同含水率岩样的装置，其特征在于，所述分布式加湿容器盒下部用于放置加湿用水和所述微型超声波雾化加湿器，上部用于放置用于实时测量试样质量的所述微型质量传感器，且上部和下部由带孔隔板隔开；所述微型质量传感器和微型超声波雾化加湿器分别通过导线与计算控制设备连接，所述计算控制设备实时计算所述微型质量传感器所采集的数据。
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| CN109297782A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-01 | 刘海松 | 一种土样增湿减湿装置 |
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| CN109297782B (zh) * | 2018-10-31 | 2021-01-26 | 刘海松 | 一种土样增湿减湿装置 |
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