CN212180535U - 一种路基土样含水率快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种路基土样含水率快速检测装置，以解决现有技术中采用烘干法进行路基土样含水率检测时土样随机性大，需要进行长时间的烘干，试验时间比较长的问题；其解决的技术方案是，包括试验台，试验台由支架和固定在支架上的支撑面组成，试验台上固定有搅拌筒、盛料筒、密封箱；搅拌筒内有转轴，转轴上有多个刀片，搅拌筒下端设置有出料口；盛料筒处于搅拌筒右侧；密封箱腔内固定有测量称，测量称右侧设置有烘干炉，烘干炉相对于支撑面向下凹陷设置，烘干炉的炉壁固定有电热丝，将耐烧蚀的土样容器放置在烘干炉中对土样进行烘干；密封箱内安装有搅拌棒，搅拌棒处于烘干炉上方，搅拌棒转动时能对土样进行搅拌，使土样受热均匀。

Description

一种路基土样含水率快速检测装置

技术领域

本实用新型涉及土样检测技术领域，特别是一种路基土样含水率快速检测装置。

背景技术

路基是轨道或者路面的基础，是经过开挖或填筑而形成的土工构筑物。路基与路面共同承担着交通载荷。路基质量的好坏直接影响着公路或市政道路的质量。路基填土的含水率是路基施工控制的重要指标之一。相同的施工条件下，处于最佳含水率的路基填土更容易压实稳定，路基填土含水率的变化将影响路基的物理学性质，尤其是路基的强度、刚度和稳定性。因此，路基土中含水率不仅是施工控制的关键因素，而且也是影响路基路面结构使用性能的重要因素。

目前，对路基填土含水率的测量具有多种方法，例如烘干法、酒精燃烧法以及核子射线法等。但是现有的监测方法中或多或少存在一定的缺陷。烘干法测定含水率，人为取土样的随机性对含水率影响较大，取样后烘干试验简单，结果准确度高，但是该方法需要保证在稳定的试验的环境中进行以及需要较长的试验时间来保证土样中的水分被完全烘干；核子射线法在测量时需要在特定的环境下进行，同时还要保证试验人员远离试验场地，并且测量成本较高。

综上，现有的检测过程繁琐，检测人员劳动量大，检测周期长，效率低下。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供了一种路基土样含水率快速检测装置，以解决现有技术中采用烘干法进行路基土样含水率检测时土样随机性大，需要进行长时间的烘干，试验时间比较长的问题。

其解决的技术方案是，包括试验台，试验台由支架和固定在支架上的支撑面组成，试验台上固定有搅拌筒、盛料筒、密封箱；

所述的搅拌筒内有竖直且能主动转动的转轴，转轴上有多个沿轴向间隔设置的刀片，搅拌筒下端设置有出料口；

所述的盛料筒处于搅拌筒右侧，盛料筒盛装经过搅拌后从搅拌筒的出料口出来的土样；

所述的密封箱腔内固定有测量称，测量称对盛料筒中经过搅拌粉碎后的土样取样后称重测量，测量称右侧设置有烘干炉，烘干炉相对于支撑面向下凹陷设置，烘干炉的炉壁固定有电热丝，将耐烧蚀的土样容器放置在烘干炉中对土样进行烘干；密封箱内安装有搅拌棒，搅拌棒处于烘干炉上方，搅拌棒转动时能对土样进行搅拌，使土样受热均匀。

为了方便土样容器进出烘干炉，所述的烘干炉底部固定有升降机构，升降机构包括剪叉式升降架和固定在升降架上端的升降台，增加了升降机构在升降过程中的稳定性。

为了提高检测效率及减少中途打开密封箱的次数，所述密封箱呈长方体状，在密封箱的左箱壁内侧和右箱壁内侧分别设置有顶推结构，在测量称与烘干炉的升降机构之间设置有供土样容器移动的轨道。

所述的所述顶推结构包括沿左右方向延伸的液压缸，液压缸的一端固定在密封箱箱壁上，液压缸的另一端固定设置有顶推件，顶推件为截面形状呈圆弧形。

所述的搅拌棒竖直设置且能够上下伸缩，搅拌棒上端固定有能主动转动的转盘上，转盘上连接有电机，搅拌棒相对于转盘偏心设置。

为了增加搅拌效率，所述的搅拌棒设置有多根。

为了提高检测的准确率，在土样烘干结束前往密封箱中通入气体，赶走密封箱中的空气，避免避免烘干后的土样二次吸收密封箱中的水分，所述支撑面上固定设置有充气罐，所述的密封箱上设置有进气口和出气口，所述进气口与充气罐连通。

为了便于观察密封箱内情况，所述的箱门采用透明材料制作。

本实用新型结构巧妙，实现了一次性将路基土样粉碎-搅拌-烘焙-称重等一些列操作，减少检测人员的劳动量，在保证检测质量的前提下大大缩短检测时间，显著的提高了检测效率。

附图说明

图1为本实用新型中一种路基土样含水率快速检测装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做出进一步详细说明。

由图1给出，本实用新型包括试验台，试验台上固定设置有搅拌筒3、盛料筒7、密封箱8，密封箱8中设置有测量称13和烘干炉18，搅拌筒3能够将采集来的土样进行搅拌破碎，使土样由较大的块状变成粉末状，然后进入盛料筒7中。从盛料筒7将搅拌混合好以后的土样进行取样然后放入土样容器中进行称量，测得未烘干的土样的重量，然后将土样容器放入烘干炉18中，烘干炉18的炉壁将土样容器包裹其中进行土样烘干，不仅如此，在密封箱8的箱顶还设置有搅拌棒22，搅拌棒22能够对土样容器中的土样进行搅拌方便土样受热。加速了土样的烘干速度，加快土样含水率的检测。

具体的，试验台支撑在地面上，包括支架1和固定在支架1上的支撑面2，支撑面2采用双层结构，支撑面2的下层用于与支架1进行固定，支撑面2的上层与下层间隔设置，中间通过连接柱进行连接，支撑面2的上层与下层之间形成放置空间。

搅拌筒3固定在支撑面2的上层，搅拌筒3呈圆柱状，在搅拌筒3的中心轴线处设置有沿上下方向延伸的转轴4，转轴4穿出搅拌筒3的筒底和支撑面2的上层，伸入支撑面2上层和下层之间的放置空间中。放置空间中固定设置与旋转电机6，搅拌筒3的转轴4与旋转电机6传动连接。转轴4沿其轴向间隔设置有多层刀片5，每层设置有沿转轴4周向均布的三个刀片5。旋转电机6工作，带动搅拌筒3中的转轴4旋转，使转轴4上的刀片5也跟着旋转，以将较大块的土样搅碎并且搅拌均匀。

在搅拌筒3下部侧壁上开设有出料口，在支撑面2的上层与下层之间的放置空间中设置有盛料筒7，盛料筒7放置在搅拌筒3旁边，盛装筒用来盛装经过搅拌筒3搅拌均匀且从出料口排出的土样。支撑面2的上层开设有供盛料筒7放入的开口。

在支撑面2的上层上还固定有密封箱8，密封箱8呈长方体状，在密封箱8的前侧设置有两扇对开的箱门12，为了便于试验者观察密封箱8中的情况，箱门12由透明的钢化玻璃构成。在密封箱8中放置有测量称13，测量称13用来测量土样的重量，为了方便测量，土样放置在土样容器中，本实施例中，土样容器为耐烧蚀的烧杯14，其他实施例中，土样容器还可以为耐烧蚀的砂锅。

在密封容器中还设置有烘干炉18，烘干炉18设置测量称13的一侧且与测量称13左右间隔设置，烘干炉18固定在支撑面2的上层与下层之间的放置孔间中，烘干炉18呈圆柱状，在烘干炉18的炉壁上固定有电热丝19，将耐烧蚀的烧杯14放入烘干炉18中，可以对烧杯14中的土样进行烘干。为了方便烧杯14放入烘干炉18中，在烘干炉18的炉底固定设置有升降机构，升降机构包括剪叉式升降架20和固定在升降架上端的升降台21，剪叉式升降架20的最大上升高度为升降台21高出烘干炉18的上端。当需要烘干烧杯14中的土样时，剪叉式升降架20上升，烧杯14放置在升降台21上，然后剪叉式升降架20下降，升降台21也跟着下降，从而使烧杯14放入烘干炉18中进行烘干。

为了实现烧杯14在密封箱8中移动的自动化，在测量称13与烘干炉18中的升降台21之间设置有供烧杯14移动的轨道17，当剪叉式升降架20升到最高位置时，测量称13、轨道17、升降台21在上下方向平齐且构成一条沿左右方向延伸的路径。在密封箱8的左箱壁内侧与右箱壁内侧分别设置有顶推结构，顶推结构包括沿左右方向延伸的液压缸15，液压缸15的一端固定在密封箱8的箱壁上，液压缸15的另一端固定设置有顶推件16，本实施例中，顶推件16的截面形状呈圆弧状，当液压缸15伸出时，截面形状为圆弧状的顶推件16与烧杯14壁的弧形壁贴合，并推着烧杯14在测量称13与烘干炉18的升降台21之间进行移动。

在密封箱8的箱顶固定有搅拌棒22，搅拌棒22沿上下方向延伸且能够在上下方向进行伸缩，以深入烧杯14中对土样进行搅拌使土样能够受热均匀。具体的，在搅拌棒22的上端固定在转盘24上，转盘24与固定在密封箱8箱顶转动电机23传动连接，并且，搅拌棒22设置有两根，两根搅拌棒22相对于转盘24偏心设置，当转动电机23带动转盘24旋转时，搅拌棒22能够对烧杯14中的土样进行搅拌。

为了避免烘干后的土样二次吸收空气中的水分影响测量的准确度，密封箱8密封设置，在密封箱8的左侧壁设置有连通箱体内外的出气口10，出气口10上设置开关，以控制出气口10的启闭；密封箱8的右侧壁上设置有连通箱体内外的进气口9，支撑面2的上层上还固定有充气罐11，充气罐11与密封箱8的进气口9连通，充气罐11上设置有控制充气罐11与进气口9连通的控制开关。本实施例中，充气罐11中存储的为氮气，其他实施例中，出气罐中还可以存储其他气体。在烘干土样的过程中，不断的向密封箱8中通入氮气，使土样中的水分能够快速排出密封箱8，避免水蒸气再次进入土壤，同时保证了密封箱8外部的空气进入密封箱8，使空气中的水分进入烘干的土样中，致使测量结果有误差。

本实用新型的路基土样含水率快速检测装置在使用时，先将采集到的土样放置在搅拌筒3中进行搅拌，一方面对土样搅碎，另一方面对土样进行混合；搅拌后的土样进入盛料筒7中，然后通过试验人员从盛料筒7中进行取样，将取好的土样放置在烧杯14中，然后放入密封箱8的测量称13上进行测量。测量完成后，通过控制器控制顶推机构的液压缸15工作，将烧杯14从测量称13经过轨道17顶推至升降机构的升降台21上，当升降台21上的传感器感受到烧杯14到达升降台21后，向控制器发出信号通知升降台21的剪叉式升降架20下降，使烧杯14进入烘干炉18中进行土样烘干，在烘干过程中，搅拌棒22向下伸出并对土样进行搅拌，当烘干一定时间后，也即密封箱8中的压力传感器的读数保持5分钟红不变时，停止氮气的通入，关闭密封箱8的出气口10开关并停止加热，然后控制器控制剪叉式升降架20升起，位于密封箱8右侧的顶推机构推着烧杯14从右向左移动至测量称13上，进行烘干后土样的重量的测量，然后计算土样含水率。

上述实施例中，所述烘干炉18的炉底固定设置有升降机构；其他实施例中，烘干炉18的炉底还可以不设置升降机构，而通过试验人员实现烧杯14在烘干炉18中的放置。

上述实施例中，所述升降机构包括剪叉式升降架20和固定在升降架上端的升降台21；其他实施例中，所述升降机构还可以为有上下延伸的液压缸15以及固定在液压缸15上端的升降台21构成。

上述实施例中，所述密封箱8呈长方体状，在密封箱8的左箱壁内侧和右箱壁内侧分别设置有顶推结构，在测量称13与烘干炉18的升降机构之间设置有供土样容器移动的轨道17；其他实施例中，所述密封箱8的形状还可以为其他结构，或者在测量称13与烘干炉18的升降机构之间还可以不设置轨道17，而将测量称13放置的靠近升降机构。

上述实施例中，所述顶推结构包括沿左右方向延伸的液压缸15，液压缸15的一端固定在密封箱8箱壁上，液压缸15的另一端固定设置有顶推件16；其他实施例中，所述顶推机构还可以不设置顶推件16，而仅包括液压缸15。

上述实施例中，所述土样容器为烧杯14，所述顶推件16为截面形状呈圆弧形，其他实施例中共，所述顶推件16的截面形状还可以为U形。

上述实施例中，所述搅拌棒22沿上下方向延伸，且能够在上下方向伸缩，搅拌棒22的上端固定在转盘24上，转盘24与固定在密封箱8顶部的转动电机23传动连接，搅拌棒22相对于转盘24偏心设置；其他实施例中，所述搅拌棒22还可以的下方还可以设置成螺旋状。

上述实施例中，所述搅拌棒22设置有多根，其他实施例中，搅拌棒22还可以设置一根、三根。

上述实施例中，所述支撑面2上固定设置有充气罐11，所述密封箱8上设置有进气口9和出气口10，所述进气口9与充气罐11连通；其他实施例中，所述支撑面2上还可以不设置充气罐11，此时密封箱8不设置与充气罐11连通的进气口9也不设置出气口10。

上述实施例中，所述箱门12透明设置；其他实施例中，所述箱门12还可不设成透明状，此时需要在箱门12上设置用于观察箱内情况的观察窗。

本实用新型中的升降机构可以采用多种形式的器械替代，如剪叉式升降机、升缩式升降机、套筒式升降机、升缩臂式升降机、折臂式升降机均可。

本实用新型中，在测量称13、烘干炉18的升降机构之间设置轨道17，从而在顶推结构的作用下，能够在未烘干以前对土样称重后将土样容器顶推至烘干炉18的升降机构上，然后经过升降机构将土样容器放到烘干炉18中；烘干后，升降机构将土样容器从烘干炉18中顶出，通过顶推机构将土样容器从升降机构上顶推至测量称13上，对烘干后的土样进行测量，从而实现了“未烘干称重→烘干→烘干后称重”的自动化，保证了整个过程均在密封箱8中进行，无需中途打开密封箱8影响土样含水率计算的准确性。

Claims (8)

1.一种路基土样含水率快速检测装置，其特征在于，包括试验台，试验台由支架（1）和固定在支架（1）上的支撑面（2）组成，试验台上固定有搅拌筒（3）、盛料筒（7）、密封箱（8），密封箱（8）的前侧设置有两扇对开的箱门（12）；

所述的搅拌筒（3）内有竖直且能主动转动的转轴（4），转轴（4）上有多个沿轴向间隔设置的刀片（5），搅拌筒（3）下端设置有出料口；

所述的盛料筒（7）处于搅拌筒（3）右侧，盛料筒（7）盛装经过搅拌后从搅拌筒（3）的出料口出来的土样；

所述的密封箱（8）腔内固定有测量称（13），测量称（13）对盛料筒（7）中经过搅拌粉碎后的土样取样后称重测量，测量称（13）右侧设置有烘干炉（18），烘干炉（18）相对于支撑面（2）向下凹陷设置，烘干炉（18）的炉壁固定有电热丝（19），将耐烧蚀的土样容器放置在烘干炉（18）中对土样进行烘干；密封箱（8）内安装有搅拌棒（22），搅拌棒（22）处于烘干炉（18）上方，搅拌棒（22）转动时能对土样进行搅拌，使土样受热均匀。

2.根据权利要求1所述的一种路基土样含水率快速检测装置，其特征在于，所述的烘干炉（18）底部固定有升降机构，升降机构包括剪叉式升降架（20）和固定在升降架上端的升降台（21），增加了升降机构在升降过程中的稳定性。

3.根据权利要求1所述的一种路基土样含水率快速检测装置，其特征在于，所述密封箱（8）呈长方体状，在密封箱（8）的左箱壁内侧和右箱壁内侧分别设置有顶推结构，在测量称（13）与烘干炉（18）的升降机构之间设置有供土样容器移动的轨道（17）。

4.根据权利要求3所述的一种路基土样含水率快速检测装置，其特征在于，所述的顶推结构包括沿左右方向延伸的液压缸（15），液压缸（15）的一端固定在密封箱（8）箱壁上，液压缸（15）的另一端固定设置有顶推件（16），顶推件（16）为截面形状呈圆弧形。

5.根据权利要求1所述的一种路基土样含水率快速检测装置，其特征在于，所述的搅拌棒（22）竖直设置且能够上下伸缩，搅拌棒（22）上端固定有能主动转动的转盘（24）上，转盘（24）上连接有电机，搅拌棒（22）相对于转盘（24）偏心设置。

6.根据权利要求1所述的一种路基土样含水率快速检测装置，其特征在于，所述的搅拌棒（22）设置有多根。

7.根据权利要求1所述的一种路基土样含水率快速检测装置，其特征在于，所述支撑面（2）上固定设置有充气罐（11），所述的密封箱（8）上设置有进气口（9）和出气口（10），所述进气口（9）与充气罐（11）连通。

8.根据权利要求1所述的一种路基土样含水率快速检测装置，其特征在于，所述的箱门（12）采用透明材料制作。

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