CN207540851U - 利用流体空化效应的土样制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用流体空化效应的土样制备装置。本实用新型属于土样制备技术领域。一种利用流体空化效应的土样制备装置，其特点是：利用流体空化效应的土样制备装置包括振动器、驱动电机和土样装置，土样装置由麻花轴、固定盘、转盘、导向支架、土样容器构成，麻花轴上连固定盘，麻花轴下端齿轮啮合传动转盘，导向支架穿过固定盘，土样容器位于转盘上，振动器位于土样装置的固定盘上，驱动电机连接驱动土样装置的麻花轴。本实用新型具有结构简单、使用方便，可增强搅拌作用，提高土样的均匀程度，可实现多试样同步振捣等优点。

Description

利用流体空化效应的土样制备装置

技术领域

本实用新型属于土样制备技术领域，特别是涉及一种利用流体空化效应的土样制备装置。

背景技术

淤泥、粘土等具有含水率较高、粘性较大的特点，在土样制备过程中其内部往往包含大量气泡。通常情况下，在将土样装入模具后需要通过人工振捣的方式排出其内部包含的气泡。然而，采用人工振捣的方式进行“排泡”处理必然会产生操作误差，导致所制备的试样基本性质产生差异，存在操作不便，土样的均匀程度差，进而影响土工实验结果等技术问题。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种利用流体空化效应的土样制备装置。

一种利用超声波振动产生的空化效应对土工实验中常用的标准试样进行制备的技术。该技术主要适用制备如淤泥、粘土等含水率较高、粘性较大的土样。具体是一种利用压电陶瓷式超声波振动制样装置及其使用方法。

流体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程为超声波空化现象。空化气泡在振动过程中会使流体本身产生环流，即所谓声流。它可使振动气泡表面存在很高的速度梯度和粘滞应力，破坏土体颗粒间的吸附力，使其周围的气泡排出，增强搅拌作用。此外，超声振动引起质点很大的振动速度和加速度，使土体颗粒不易附着在振动器上，很好的解决了人工振捣中玻璃棒的泥包问题。

本实用新型的目的是提供一种具有结构简单、使用方便，可增强搅拌作用，提高土样的均匀程度，可实现多试样同步振捣等特点的利用流体空化效应的土样制备装置。

一种利用流体空化效应的土样制备装置，该装置利用超声波振动在流体中产生的空化效应排出土样内部包含的气泡，增强搅拌作用。该装置适用于制备如淤泥、粘土等含水率较高、粘性较大的土样。该装置由驱动电源、振动系统和传动系统三部分组成,其中振动系统包括有压电陶瓷振子、边幅杆、工具头；传动系统包括有电机、导向支架、土样容器、底座、下限位器、上限位器、固定圆盘及转盘。

麻花轴与电机相连。麻花轴底部带有齿轮，麻花轴与转盘之前通过齿轮啮合传动。支架与固定圆盘间隙配合起导向作用。土样容器与转盘固定连接。压电陶瓷振子与变幅杆螺纹连接，边幅杆与工具头螺纹连接。振动器由驱动电源控制，打开驱动电源，压电陶瓷振子产生超声波振动，该振动通过变幅杆进行增幅后最终传递至工具头，工具头与土样容器中的土样直接接触，起到振动的作用。在振动器工作的同时，打开电机，使电机正转，此时与电机相连接的麻花轴发生正转，导致固定转盘下降及底座转动，带动土样容器正转；固定转盘下降至限位处后，电机反转，此时麻花轴反转，导致固定转盘上升及底座反转，带动土样容器反转，当固定转盘上升到上部限位处后停止上升。循环往复，对土样容器中的土样进行振捣排泡处理。

该装置的使用方法包括以下几个步骤：

a.将搅拌后的淤泥或粘土试样装入土样容器中。

b.将土样容器置于底座上，通过卡槽固定好。

c.打开驱动电源及电机电源，控制振动装置在适当区域进行振捣1分钟。

d.重复进行步骤a、b、c，按上层、中层、下层共进行三次振捣。

e.将土样容器从底座上取下，保存，更换新的土样容器继续进行制样。

本实用新型利用流体空化效应的土样制备装置所采取的技术方案是：

一种利用流体空化效应的土样制备装置，其特点是：利用流体空化效应的土样制备装置包括振动器、驱动电机和土样装置，土样装置由麻花轴、固定盘、转盘、导向支架、土样容器构成，麻花轴上连固定盘，麻花轴下端齿轮啮合传动转盘，导向支架穿过固定盘，土样容器位于转盘上，振动器位于土样装置的固定盘上，驱动电机连接驱动土样装置的麻花轴。

本实用新型利用流体空化效应的土样制备装置还可以采用如下技术方案：

所述的利用流体空化效应的土样制备装置，其特点是：导向支架与固定圆盘间隙配合起导向作用，导向支架设有固定圆盘限位器。

所述的利用流体空化效应的土样制备装置，其特点是：土样容器与转盘固定连接，土样容器置于转盘底座上，通过卡槽固定。

所述的利用流体空化效应的土样制备装置，其特点是：振动器由压电陶瓷振子、变幅杆和工具头构成，压电陶瓷振子与变幅杆螺纹连接，边幅杆与工具头螺纹连接。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

利用流体空化效应的土样制备装置由于采用了本实用新型全新的技术方案，与现有技术相比，本实用新型具有以下明显特点：

1、本实用新型可增强搅拌作用，提高土样的均匀程度。

2、本实用新型可实现多试样同步振捣，避免了操作误差。

3、本实用新型解决了人工振捣时玻璃棒泥包问题。

附图说明

图1是本实用新型利用流体空化效应的土样制备装置结构示意图；

图2是图1中的土样制备装置结构示意图；

图3是振动系统结构示意图。

图中，1-振动系统 2-导向支架 3-土样容器 4-转盘5-固定圆盘 6-底座 7-麻花轴 8-下限位器 9-上限位器 10-电机 11-驱动电源 12-压电陶瓷振子 13-变幅杆 14-工具头。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1、图2和图3。

实施例1

一种利用流体空化效应的土样制备装置，包括振动器、驱动电机和土样装置，土样装置由麻花轴、固定盘、转盘、导向支架、土样容器构成，麻花轴上连固定盘，麻花轴下端齿轮啮合传动转盘，导向支架穿过固定盘，土样容器位于转盘上，振动器位于土样装置的固定盘上，驱动电机连接驱动土样装置的麻花轴。

导向支架与固定圆盘间隙配合起导向作用，导向支架设有固定圆盘限位器。土样容器与转盘固定连接，土样容器置于转盘底座上，通过卡槽固定。振动器由压电陶瓷振子、变幅杆和工具头构成，压电陶瓷振子与变幅杆螺纹连接，边幅杆与工具头螺纹连接。

本实施例的具体实施过程：

利用流体空化效应的土样制备装置工作时，打开驱动电源11，压电陶瓷振子12产生超声波振动，该振动通过变幅杆13进行增幅后最终传递至工具头14，工具头与土样容器3中的土样直接接触，起到振动的作用。在振动系统工作的同时，启动电机电源，电机10开始正转，与电机10相连接的麻花轴7发生正转，导致固定圆盘5下降及转盘4转动，土样容器3置于底座6上，转盘4转动带动底座6上的土样容器3正转，当固定圆盘5下降至下限位8处后，电机5自动反转，此时麻花轴7反转，固定圆盘5上升及转盘4反转，带动底座6上的土样容器3反转，当固定圆盘5上升到上限位9处后停止上升。循环往复，对土样容器3中的土样进行振捣排泡处理。

该装置的使用方法包括以下几个步骤：

a.将搅拌后的淤泥或粘土试样装入土样容器3中。

b.将土样容器3置于底座6上，通过卡槽固定好。

c.打开驱动电源11及电机电源10，控制振动装置1在适当区域进行振捣1分钟。

d.重复进行步骤a、b、c，按上层、中层、下层共进行三次振捣。

e.将土样容器3从底座6上取下，保存，更换新的土样容器继续进行制样。

本实施例具有所述的结构简单、使用方便，可增强搅拌作用，提高土样的均匀程度，可实现多试样同步振捣等积极效果。

Claims (4)

1.一种利用流体空化效应的土样制备装置，其特征是：利用流体空化效应的土样制备装置包括振动器、驱动电机和土样装置，土样装置由麻花轴、固定盘、转盘、导向支架、土样容器构成，麻花轴上连固定盘，麻花轴下端齿轮啮合传动转盘，导向支架穿过固定盘，土样容器位于转盘上，振动器位于土样装置的固定盘上，驱动电机连接驱动土样装置的麻花轴。

2.根据权利要求1所述的利用流体空化效应的土样制备装置，其特征是：导向支架与固定圆盘间隙配合起导向作用，导向支架设有固定圆盘限位器。

3.根据权利要求1所述的利用流体空化效应的土样制备装置，其特征是：土样容器与转盘固定连接，土样容器置于转盘底座上，通过卡槽固定。

4.根据权利要求1、2或3所述的利用流体空化效应的土样制备装置，其特征是：振动器由压电陶瓷振子、变幅杆和工具头构成，压电陶瓷振子与变幅杆螺纹连接，边幅杆与工具头螺纹连接。