CN216349855U - 一种土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于室内土工模型技术领域，公开了一种土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置，为了解决现有室内土工模型在制备过程中由于液体中含有气体而导致饱和度达不到试验要求的问题。本实用新型包括试验箱，试验箱的上部经管道连接有真空泵，试验箱的底部开设有出液口，出液口连接有出液管，出液管上安装有流量计和出液阀门；试验箱的上部还开设有进液口，进液口经进液管用于与外部的液体源相互连通，进液管上安装有进液阀门和流量计，位于试验箱内部的进液口端安装有喷嘴。本实用新型利用试验箱内的真空以及喷嘴的喷淋作用，使得液体中的气体快速的脱离，最后利用真空泵将试验箱内的气体排出，集液体脱气和土体饱和度试验于一体。

Description

一种土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置

技术领域

本实用新型属于室内土工模型技术领域，具体涉及一种土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置。

背景技术

室内土工模型试验中，在制备饱和地基土模型时，首先将干土材料填制在模型箱中，随后将试验用液体（例如水、甲基硅油、甲基纤维素等）填满土体内的孔隙（其中，土体内的孔隙中的气体已经提前排出），使得地基土模型的饱和度达到试验要求。

然后，由于试验用液体（例如水、甲基硅油、甲基纤维素等）中常常溶解一定量的气体，液体中溶解的气体会出现如下问题：

（1）在模型制备过程中由于该部分气体逃逸后，堵塞液体流通通道从而中段后续的饱和过程。

（2）由于该部分气体被包裹在土体内部孔隙中而无法从土体中排出，使得最终制备的地基土模型的饱和度达不到试验要求。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有室内土工模型在制备过程中由于液体中含有气体而导致饱和度达不到试验要求的问题，而提供一种土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置。

为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置，包括能够密闭并用于盛装液体的试验箱，其特征在于，所述试验箱的上部经管道连接有真空泵，所述试验箱的底部开设有出液口，所述出液口连接有出液管，所述出液管上安装有流量计和出液阀门；所述试验箱的上部还开设有进液口，所述进液口经进液管用于与外部的液体源相互连通，所述进液管上安装有进液阀门和流量计，位于试验箱内部的进液口端安装有喷嘴。

在一些实施例中，所述试验箱还安装有用于检测试验箱内部真空度的真空压力表。

在一些实施例中，所述喷嘴安装在试验箱内上方的中部位置。

在一些实施例中，所述试验箱的上部设置有密封盖，所述试验箱的内壁上设置有螺纹，所述密封盖的外圆周上设置有螺纹，所述密封盖与试验箱之间通过螺纹相互连接。

在一些实施例中，所述密封盖外圆周的上端和下端均安装有环形密封圈。

本实用新型对液体进行脱气的工作原理是：当液体通过进液管和喷嘴进入到处于真空状态的试验箱时，液体中的气体相当于被推动到液面上，又因周围是真空状态，气体体积急剧膨胀而保障进而脱离液体，此时通过真空泵可将这部分脱离液体的气体排出到试验箱外，最终可以有效对试验用液体进行脱气处理，从而满足后续土体模型的饱和试验的要求。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置利用试验箱内的真空，并利用喷嘴的喷淋作用，从而使得液体中的气体能够快速的脱离，最后利用真空泵将试验箱内的气体排出，从而将液体中的气体排出。

同时，本实用新型的试验箱也能够用于室内土工模型的饱和度试验使用，即液体的脱气和土工模型的饱和度试验能够同步进行，既降低了土工模型饱和度试验的成本，同时也能够实现液体的脱气能够根据需要而实时制备，降低对无气液体的保存成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图中标记：1、真空泵，2、试验箱，3、喷嘴，4、管道，5、进液口，6、进液阀门，7、出液口，8、出液阀门，9、真空压力表，10、流量计，11、进液管，12、出液管。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

结合附图，本实用新型的一种土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置，包括能够密闭并用于盛装液体的试验箱2，其中试验箱2采用钢材料制作，试验箱2的顶部可以设置可以开启和关闭的密封盖，通过密封盖使得试验箱2形成一个能够开启和关闭并能够处于密闭状态的箱体，所述试验箱2的上部经管道4连接有真空泵1，即是说，试验箱2的顶部开设有通孔，该通孔通过管道4与真空泵1相互连通，从而使得利用真空泵1对试验箱2内进行抽真空处理，所述试验箱2的底部开设有出液口7，所述出液口7连接有出液管12，所述出液管12上安装有流量计10和出液阀门8；所述试验箱2的上部还开设有进液口5，所述进液口5经进液管11用于与外部的液体源相互连通，所述进液管11上安装有进液阀门6和流量计10，位于试验箱1内部的进液口5端安装有喷嘴3。其中，真空泵1、进液阀门6、出液阀门8、流量计10、喷嘴3均属于现有技术产品，本领域的技术人员都能明白和理解，在此不再赘述。

在一些实施例中，所述试验箱2还安装有用于检测试验箱2内部真空度的真空压力表9。

在一些实施例中，所述喷嘴3安装在试验箱1内上方的中部位置。

在一些实施例中，所述试验箱2的上部设置有密封盖（图中未示意出），所述试验箱的内壁上设置有螺纹，所述密封盖的外圆周上设置有螺纹，所述密封盖与试验箱之间通过螺纹相互连接。

在一些实施例中，所述密封盖外圆周的上端和下端均安装有环形密封圈。

其中，当试验箱2配设有可开启的密封盖时，通孔、真空压力表9、进液口5和喷嘴3均可以安装在密封盖上。

当本实用新型仅仅用于对土工模型（或者称为地基模型）使用的液体进行脱气处理时：首先，关闭进液阀门6和出液阀门8，使试验箱2处于密闭状态；随后，通过真空泵1对试验箱2进行抽真空处理，待真空压力表9的读数达到-95kPa以下（即读数处于-95~-100kPa之间）并保持稳定后，打开进液阀门6，利用大气与试验箱内部的真空差将待脱气液体缓慢压入进液口5、通过喷嘴3以喷淋方式喷射到具有较高真空度的试验箱2中，利用上述脱气原理对液体进行脱气处理；期间，通过流量计10记录流入试验箱2中的液体体积；待已处理的液体体积达到试验用量后，关闭进液阀门6，真空泵停机，结束本次脱气过程。

当本实用新型用于土工模型的饱和度试验时：首先向试验箱2内填充入土体，并在土体中预埋传感器（例如孔压计、温度计、土压力盒、真空探头等），然后关闭进液阀门6和出液阀门8，使试验箱2处于密闭状态；随后，通过真空泵1对试验箱2进行抽真空处理，待真空压力表9的读数达到-95kPa以下（即读数处于-95~-100kPa之间）并保持稳定后，打开进液阀门6，利用大气与试验箱内部的真空差将待脱气液体缓慢压入进液口5、通过喷嘴3以喷淋方式喷射到具有较高真空度的试验箱2中，利用上述脱气原理对液体进行脱气处理，脱气处理的液体顺势（在重力作用下）进入到土体中，并通过流量计检测进入液体的总量直至满足土体模型所需要的量，关闭进液阀门6，真空泵1停机；然后对试验箱内的土工模型进行饱和度试验。

其中，当需要对试验箱2内的土体施加压力时，通过旋转密封盖即可带动密封盖在试验箱2的内壁上下移动，进而实现对土体施压。

在实际使用过程中，密封盖可以通过密封圈实现与试验箱2之间的密封；也可以在密封环的外圆周上缠绕生胶带等方式实现与试验箱2之间的密封。

Claims (5)

1.一种土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置，包括能够密闭并用于盛装液体的试验箱（2），其特征在于，所述试验箱（2）的上部经管道连接有真空泵（1），所述试验箱（2）的底部开设有出液口（7），所述出液口（7）连接有出液管（12），所述出液管（12）上安装有流量计（10）和出液阀门（8）；所述试验箱（2）的上部还开设有进液口（5），所述进液口（5）经进液管（11）用于与外部的液体源相互连通，所述进液管（11）上安装有进液阀门（6）和流量计（10），位于试验箱（2）内部的进液口（5）端安装有喷嘴（3）。

2.根据权利要求1所述的土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置，其特征在于，所述试验箱（2）还安装有用于检测试验箱内部真空度的真空压力表（9）。

3.根据权利要求1所述的土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置，其特征在于，所述喷嘴（3）安装在试验箱（2）内上方的中部位置。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置，其特征在于，所述试验箱的上部设置有密封盖，所述试验箱的内壁上设置有螺纹，所述密封盖的外圆周上设置有螺纹，所述密封盖与试验箱之间通过螺纹相互连接。

5.根据权利要求4所述的土工室内模型试验制备无气液体的脱气装置，其特征在于，所述密封盖外圆周的上端和下端均安装有环形密封圈。

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