CN211451697U - 一种用于土工模型试验的土样烘干装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于土工模型试验的土样烘干装置，包括多功能烘箱壳体、土样称量盒、耐高温电子称量装置、旋转圆盘以及温度控制器，量水装置、螺旋搅拌装置、喷水装置以及计算机辅助读数装置；多功能烘箱壳体中设置有多个土样称量盒和耐高温电子称量装置，土样称量盒和耐高温电子称量装置设置在旋转圆盘上方，旋转圆盘的转轴与电机同轴连接，耐高温电子称量装置设置在土样称量盒的底面；多功能烘箱壳体的内壁设置加热丝以及热电偶，采用耐高温电子称量装置实时监测土样的质量变化，确保土体被烘干至恒重时可及时取出，节省时间，提高实验效率；旋转圆盘带动土体旋转，置于土样称量盒内距其边缘处的螺旋搅拌棒搅拌土体。

Description

一种用于土工模型试验的土样烘干装置

技术领域

本实用新型属于岩土工程技术领域，具体涉及一种用于土工模型试验的土样烘干装置。

背景技术

在岩土工程领域进行室内土工试验之前，制备一定含水率的土样是必须进行的基础准备工作。目前，国内各高校及研究机构进行一定含水率土样制备的方法是：先取原始土样进行含水率测定，一般采用烘干法，将试样放在温度能保持105～110℃的烘箱中，烘至恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值即为土的含水率。再通过理论计算得出制备一定含水率土样所需水的质量，然后按照计算要求称取干土和水的质量，将干土放在土工器皿中，利用喷壶盛水在干土表面喷洒，采取人工搅拌的方式不停翻转搅拌土体，直至用经验辨别土体含水量大致均匀为止。虽然计算公式准确，但是由于实际操作中土样复杂性和环境多变性，使所得土样的含水率与所需土样的含水率可能存在偏差，以及烘至恒重所需时间的不确定性等问题。所以有必要设计一种新型土样烘干装置，能及时了解到土样是否被烘干，从而缩短整个烘干试验所需的时间，并且可以计算由于多种因素引起的试验误差。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种用于土工模型试验的土样烘干装置，提高土样含水率的准确性，多个土样可同时进行试验，有助于减少土样烘干至恒重后的移动时间。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于土工模型试验的土样烘干装置，包括多功能烘箱壳体、土样称量盒、耐高温电子称量装置、旋转圆盘以及温度控制器，量水装置、螺旋搅拌装置、喷水装置以及计算机辅助读数装置；多功能烘箱壳体中设置有多个土样称量盒和耐高温电子称量装置，土样称量盒和耐高温电子称量装置设置在旋转圆盘上方，旋转圆盘的转轴与电机同轴连接，耐高温电子称量装置设置在土样称量盒的底面；多功能烘箱壳体的内壁设置加热丝以及热电偶，加热丝连接温度控制器的输出端，热电偶连接温度控制器的输入端。

土样称量盒的上方均设置有螺旋搅拌棒，螺旋搅拌棒在搅拌状态下伸入土样称量盒中，螺旋搅拌棒在搅拌状态处于土样称量盒圆周方向的偏心位置。

固定装置连接螺旋搅拌棒和多功能烘箱壳体的顶板；固定装置包括旋转钢板、转轴和固定钢板；固定钢板焊接在多功能烘箱壳体的顶板上，旋转钢板的一端与固定钢板通过转轴铰接，旋转钢板的另一端夹紧螺旋搅拌棒，所述铰接处设置有扭簧，扭簧的两个扭臂分别与旋转钢板和固定钢板连接。

土样称量盒的上方设置有喷水装置，喷水装置的出水孔正对土样称量盒，喷水装置的上方设置有量水装置，喷水装置的入水口连通量水装置的出水口。

喷水装置包括空心盛水盒，空心盛水盒的底部设置多个出水孔。

量水装置包括量水桶，量水桶的桶壁上设置有刻度，量水桶的底部设置出水口，出水口处设置有阀门。

多功能烘箱壳体的顶部设置有通风装置，通风装置包括四个排气扇，四个排气扇设置在多功能烘箱壳体的顶部的四个角。

耐高温电子称量装置采用耐高温电子秤。

还包括控制器和计算机辅助读数装置，耐高温电子称量装置采用耐高温压力传感器，耐高温压力传感器连接控制器的输入端，控制器的输出端连接计算机辅助读数装置。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种土样烘干装置，该装置采用耐高温电子称量装置实时监测土样的质量变化，以确保土体被烘干至恒重时可及时取出，能提高实验效率；通过装置底部的旋转圆盘带动土体旋转，置于土样称量盒内距其边缘处的螺旋搅拌棒可以均匀搅拌土体，同时位于烘箱顶部的喷水装置将水均匀洒在土体表面，位于喷水装置上方的量水装置可通过刻度尺严格控制加水的质量，该装置对于检验理论计算值与试验值的偏差量具有很大意义；多个土样可同时进行试验，通过控制加水量的不同得到不同含水率的土，有助于得到更精确的含水率的土样，并与理论计算得到的所需水的质量进行对比分析，能提高实验的准确性。

进一步的，在烘干装置顶部四周安装了通风装置，有助于避免因喷水过多造成烘干困难影响试验结果。

进一步的，量水装置包括量水桶，量水桶的桶壁上设置有刻度，能准确输出水量，进而能确定土样中的含水量。

进一步的，耐高温电子称量装置采用耐高温电子秤易于识别，可实时监测土样的质量，根据不同含水率的土样调整烘干时间；且能确保土样能烘干至恒重，使用方便简单。

进一步的，本实用新型所述装置还设置控制器和计算机辅助读数装置，耐高温电子称量装置采用耐高温压力传感器，耐高温压力传感器连接控制器的输入端，控制器的输出端连接读数记录装置，能将检测到的数据通过控制器输出到计算机辅助读数装置，操作者能直观地读出数值。

进一步的，螺旋搅拌棒在搅拌状态处于土样称量盒圆周方向的偏心位置，能提高搅拌的均匀性。

附图说明

图1为多功能烘干装置整体结构示意图。

图2为多功能烘干装置右视示意图。

图3为搅拌棒固定装置示意图。

图4为量水装置示意图。

图5为喷水装置示意图。

图6为通风装置局部示意图。

附图中，1-多功能烘箱壳体，2-土样称量盒，3-耐高温电子称量装置，4-旋转圆盘，5-量水装置，51-刻度标尺，52-控制水阀，6-螺旋搅拌装置，61-螺旋搅拌棒，62-固定装置，7-喷水装置，71-空心盛水盒，72-出水孔，8-计算机辅助读数装置，9-通风装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参考图1和图2一种用于土工模型试验的土样烘干装置，包括多功能烘箱壳体1、土样称量盒2、耐高温电子称量装置3、旋转圆盘4以及温度控制器，量水装置5、螺旋搅拌装置6、喷水装置7以及计算机辅助读数装置8；多功能烘箱壳体1中设置有多个土样称量盒2和耐高温电子称量装置3，土样称量盒2和耐高温电子称量装置3设置在旋转圆盘4上方，旋转圆盘 4的转轴与电机同轴连接，耐高温电子称量装置3设置在土样称量盒2的底面；多功能烘箱壳体1的内壁设置加热丝以及热电偶，加热丝连接温度控制器的输出端，热电偶连接温度控制器的输入端。

土样称量盒2的上方均设置有螺旋搅拌棒61，螺旋搅拌棒61在搅拌状态下伸入土样称量盒2中，螺旋搅拌棒61在搅拌状态处于土样称量盒2圆周方向的偏心位置。

土样称量盒2的上方设置有喷水装置7，喷水装置7的出水孔正对土样称量盒2，喷水装置7的上方设置有量水装置5，喷水装置7的入水口连通量水装置5的出水口，参考图4.

如图5所示，喷水装置7包括空心盛水盒71，空心盛水盒71的底部设置多个出水孔72。

量水装置5包括分液漏斗，分液漏斗上设置有刻度。

多功能烘箱壳体1的顶部设置有通风装置9，通风装置9包括四个排气扇，四个排气扇设置在多功能烘箱壳体1的顶部的四个角。

耐高温电子称量装置3采用耐高温电子秤。

还包括控制器和计算机辅助读数装置8，耐高温电子称量装置3采用耐高温压力传感器，耐高温压力传感器连接控制器的输入端，控制器的输出端连接计算机辅助读数装置8。

多功能烘箱壳体1的内壁设置加热丝使烘箱内部保持恒温105～110℃，从而使土样中的游离水蒸发且不会损坏土样；土样称量盒2用于放置烘干土样；耐高温电子称量装置3实时监测土样的质量，土样被烘干至恒重时及时取出，缩短测定含水率的时间。

旋转圆盘4包括底盘、转轴、上盘以及电机，通过电机带动转轴和底盘旋转，从而搅拌土样提高烘干效率。

如图4所示，量水装置5包括刻度标尺51和控制水阀52；标尺51测量所加水的体积以计算其质量。

控制水阀52控制所加水的体积，使试验结果更精确；螺旋搅拌装置6包括螺旋搅拌棒61 和固定装置62；螺旋搅拌棒61插入土样中，当旋转圆盘转动时，用以搅拌土样，加快烘干速率。放置土样之前，将固定装置62提拉至烘箱顶层下部1-2cm，可用固定装置将其固定。

可选的，如图3所示，固定装置62包括旋转钢板、转轴和固定钢板；固定钢板焊接在多功能烘箱壳体1的顶板上，旋转钢板的一端与固定钢板通过转轴铰接，旋转钢板的另一端夹紧螺旋搅拌棒61，所述铰接处设置有扭簧，扭簧的两个扭臂分别与旋转钢板和固定钢板连接，将旋转钢板向远离螺旋搅拌棒61的方向转动后，螺旋搅拌棒61可自由移动，将其移动至指定位置后，转动旋转钢板接触螺旋搅拌棒61通过摩擦力将其固定，其中旋转钢板与螺旋搅拌棒 61的接触端为弧形面，增大与螺旋搅拌棒61的接触面积，并且旋转钢板与螺旋搅拌棒61的接触面设置防滑垫。

可选的，螺旋搅拌棒61上沿轴向开设至少两组固定孔，旋转钢板与螺旋搅拌棒61的接触端设置销钉，销钉插入孔中，实现对螺旋搅拌棒61的轴向位置固定。

喷水装置7包括空心盛水盒71和出水孔72；空心盛水盒71储存其上方量水装置5中流出的水，出水孔72使空心盛水盒71中的水均匀地洒入土样称量盒2中。

计算机辅助读数装置8显示每一个耐高温电子称量装置3所测得的土的质量以及烘箱内部温度的读数，确保试验结果的准确。

通风装置9有助于将烘箱中的水蒸气排出烘箱外部，以加快土样中水的蒸发，加快烘干速率，通风装置9采用排气扇，如图6所示。

具体使用方式如下：将土样置于土样称量盒2内，将土样称量盒2固定在耐高温电子称量装置上3，转动旋转钢板使螺旋搅拌棒61能垂直提起或落下，将螺旋搅拌棒61移动至称量盒底部以上3mm处，再转动旋转钢板将螺旋搅拌棒61固定，关闭烘箱门，调整温度为105℃，启动旋转圆4使土样开始随之旋转，量取理论计算得到的配制固定含水率所需水的质量，倒入量水装置5中，通过控制水阀52控制加水的速率，打开通风装置9加快烘干速率，通过计算机辅助读数装置8监测土样的质量，烘至恒重后，将土样取出放于干燥器静置，取出称量后计算土样的含水率与理论计算的含水率进行对比分析，确定之后的实验所用土样的准确含水率并加以调整。

Claims (9)

1.一种用于土工模型试验的土样烘干装置，其特征在于，包括多功能烘箱壳体(1)、土样称量盒(2)、耐高温电子称量装置(3)、旋转圆盘(4)以及温度控制器，量水装置(5)、螺旋搅拌装置(6)、喷水装置(7)以及计算机辅助读数装置(8)；多功能烘箱壳体(1)中设置有多个土样称量盒(2)和耐高温电子称量装置(3)，土样称量盒(2)和耐高温电子称量装置(3)设置在旋转圆盘(4)上方，旋转圆盘(4)的转轴与电机同轴连接，耐高温电子称量装置(3)设置在土样称量盒(2)的底面；多功能烘箱壳体(1)的内壁设置加热丝以及热电偶，加热丝连接温度控制器的输出端，热电偶连接温度控制器的输入端。

2.根据权利要求1所述的用于土工模型试验的土样烘干装置，其特征在于，土样称量盒(2)的上方均设置有螺旋搅拌棒(61)，螺旋搅拌棒(61)在搅拌状态下伸入土样称量盒(2)中，螺旋搅拌棒(61)在搅拌状态处于土样称量盒(2)圆周方向的偏心位置。

3.根据权利要求2所述的用于土工模型试验的土样烘干装置，其特征在于，固定装置(62)连接螺旋搅拌棒(61)和多功能烘箱壳体(1)的顶板；固定装置(62)包括旋转钢板、转轴和固定钢板；固定钢板焊接在多功能烘箱壳体(1)的顶板上，旋转钢板的一端与固定钢板通过转轴铰接，旋转钢板的另一端夹紧螺旋搅拌棒，所述铰接处设置有扭簧，扭簧的两个扭臂分别与旋转钢板和固定钢板连接。

4.根据权利要求1所述的用于土工模型试验的土样烘干装置，其特征在于，土样称量盒(2)的上方设置有喷水装置(7)，喷水装置(7)的出水孔正对土样称量盒(2)，喷水装置(7)的上方设置有量水装置(5)，喷水装置(7)的入水口连通量水装置(5)的出水口。

5.根据权利要求4所述的用于土工模型试验的土样烘干装置，其特征在于，喷水装置(7)包括空心盛水盒(71)，空心盛水盒(71)的底部设置多个出水孔(72)。

6.根据权利要求4所述的用于土工模型试验的土样烘干装置，其特征在于，量水装置(5)包括量水桶，量水桶的桶壁上设置有刻度，量水桶的底部设置出水口，出水口处设置有阀门。

7.根据权利要求1所述的用于土工模型试验的土样烘干装置，其特征在于，多功能烘箱壳体(1)的顶部设置有通风装置(9)，通风装置(9)包括四个排气扇，四个排气扇设置在多功能烘箱壳体(1)的顶部的四个角。

8.根据权利要求1所述的用于土工模型试验的土样烘干装置，其特征在于，耐高温电子称量装置(3)采用耐高温电子秤。

9.根据权利要求1所述的用于土工模型试验的土样烘干装置，其特征在于，还包括控制器和计算机辅助读数装置(8)，耐高温电子称量装置(3)采用耐高温压力传感器，耐高温压力传感器连接控制器的输入端，控制器的输出端连接计算机辅助读数装置(8)。

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