CN216387053U - 固结仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种固结仪，用于对土体进行固结试验，固结仪包括：容器，容器用于容纳土体；加压盖，加压盖与容器相配合地设置；容器沿靠近或者远离加压盖的方向可移动地设置；驱动组件，驱动组件位于容器远离加压盖的一侧；驱动组件包括驱动电机和推杆，驱动电机的输出轴与推杆连接，以通过驱动电机驱动推杆移动，推动容器将土体挤压在容器和加压盖之间，本实用新型的固结仪解决了现有技术中的固结仪的工作效率低问题。

Description

固结仪

技术领域

本实用新型涉及土体的检测领域，具体而言，涉及一种固结仪。

背景技术

固结试验是室内土工试验的重要项目之一,用以测试土的力学指标,判断土的压缩性,从而为地基承载力和计算建筑物地基的沉降提供依据。

近几年，固结试验仪的种类、规格开始向着系列化、功能多样等格局发展，目前主要有如下类型：

一是杠杆式固结仪。单杠杆固结仪由面结容器、加压构件和量测构件等组成。施加较大负荷时可配置加荷设备。试验方法首先将试样按试验要求放人固结容器内，并将固结容器置于加压框架运中，安装百分表施加预压力将百分表调至初始读数。然后按试验要求向试样施加各级压力，人工记录百分表读数，测定试样变形量。

二是全自动气压固结仪。全自动气压固结仪构成与单杠杆面结仅大致相同，只是加压构件及里测构件有所区别。全自动气压固结仪试验方法：首先将试样按试验要求放入固结容器内，并将固结容器置于气压活塞及悬臂立柱正中，安装位移传感器，在数据采集仪中设定各项试验参数，按试验要求通过空气压缩机产生的高压空气和压力控制器向试样施加各级压力。由位移传感器和数据采集仪自动记录试样变形量。

三是液压式固结仪。多功能液压固结仪采用液压加荷系统及液压缸体传荷装置，使用电动试压泵作为压力源，可以任意串联百余台固结仪进行同步固结试验，以测定土的各种压缩特性指标。通过对智能仪表的压力、时间设定，从而控制不同时间段的不同压力输入和输出，并通过每个管路上的湿度传感器监测管路漏点情况，实现预警功能。整个液压系统具有数字化和智能化的优点。当发生长时间停电时，可转换为人工加荷方式，避免了外界环境对试验过程的影响。

然而，现有的固结仪存在如下问题：杠杆式固结仪由于所有操作均需人工，效率低下自动化水平不高，劳动强度较大，加缷砝码过程中的振动会影响试验结果。且每一个土样均需要反复装卸百分表，耗费了大量的时间。勘探孔的土样固结试验从几十组到上百组不等，一个勘探区的土样就会有千余组样品，试验工作就要投入大量的人力及固结设备，给操作人员带来了极大的试验负担；全自动气压式固结仪需要配备气泵装置，当气源向土样盒传递压力时，直接作用在土样，对一些软土有一个瞬时的冲击力，可能会造成土体产生不可逆的塑性变形，造成试验误差。气泵的空压机工作无规律性，当气压低于限定值时会自动启动，而气泵工作时带来了很大的噪音，长时间工作于此环境下会对人体造成一定的伤害。气压固结仪查漏不便，当发现漏气时，需要沿整个管路逐一查找，造成了大量的时间滞后；液压式固结仪造价较高，设备占地较大，不方便运输。

因此，现有的固结仪存在着工作效率较低的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种固结仪，以解决现有技术中的固结仪的工作效率低问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种固结仪，用于对土体进行固结试验，固结仪包括：容器，容器用于容纳土体；加压盖，加压盖与容器相配合地设置；容器沿靠近或者远离加压盖的方向可移动地设置；驱动组件，驱动组件位于容器远离加压盖的一侧；驱动组件包括驱动电机和推杆，驱动电机的输出轴与推杆连接，以通过驱动电机驱动推杆移动，推动容器将土体挤压在容器和加压盖之间。

进一步地，固结仪还包括缓冲装置，缓冲装置设置在推杆与容器之间，缓冲装置包括弹性件，弹性件沿推杆的移动方向可伸缩地设置，弹性件的一端与推杆连接，弹性件的另一端与容器连接。

进一步地，固结仪还包括加压框架，加压框架上设置有加压部件，加压部件位于加压盖远离驱动组件的一侧，加压部件用于与加压盖抵接，以限制加压盖移动。

进一步地，固结仪还包括位移传感器，位移传感器与加压框架连接，位移传感器具有与容器连接的伸缩部；当容器移动时，容器带动伸缩部移动，以通过伸缩部的移动距离测得上述土体的压缩量。

进一步地，固结仪还包括包括：连接杆，连接杆的一端用于与推杆连接；顶盘，顶盘的一端与连接杆远离推杆的一端连接，顶盘的另一端用于与容器连接；其中，连接杆和顶盘均为圆柱形结构，且均与推杆同轴设置，顶盘的直径大于连接杆的直径。

进一步地，固结仪还包括顶盘支架，顶盘支架与顶盘连接，顶盘支架设置在容器与驱动电机之间，顶盘支架沿垂直于推杆的移动方向的方向延伸；伸缩部与顶盘支架远离驱动电机的一侧连接。

进一步地，固结仪还包括压力传感器，压力传感器用于与推杆连接，当推杆推动容器时，通过压力传感器监测推杆的推力。

进一步地，固结仪还包括采集控制器；采集控制器用于与压力传感器信号连接，以采集推杆的推力值；和/或，采集控制器与位移传感器信号连接，以采集土体的位移值。

进一步地，固结仪还包括调节螺栓，调节螺栓与加压部件连接，调节螺栓与加压框架螺纹连接，以通过转动调节螺栓调节加压部件的位置。

进一步地，驱动组件包括：减速机，减速机与驱动电机的输出轴连接；传动结构，减速机的输出端通过传动结构与推杆连接，以驱动推杆移动。

应用本实用新型的技术方案，固结仪用于对土体进行固结试验，固结仪包括：容器，容器用于容纳土体；加压盖，加压盖与容器相配合地设置；容器沿靠近或者远离加压盖的方向可移动地设置；驱动组件，驱动组件位于容器远离加压盖的一侧；驱动组件包括驱动电机和推杆，驱动电机的输出轴与推杆连接，以通过驱动电机驱动推杆移动，推动容器将土体挤压在容器和加压盖之间。采用上述设置，驱动组件采用驱动电机进行驱动，将驱动电机的转动运动转化为直线移动，利用电机运行稳定的特点，从而使固结仪的加码动作更加的稳定，并且通过调节电机的扭矩达到调节土体收到的挤压力，从而满足了试验需求，解决了现有技术中的固结仪的工作效率低问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的固结仪的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、土体；

1、调节螺栓；2、加压框架；20、加压盖；21、加压部件；3、位移传感器；32、伸缩部；10、容器；30、驱动组件；8、驱动电机；31、推杆；4、缓冲装置；41、连接杆；42、顶盘；43、顶盘支架；5、压力传感器；6、伺服驱动器；7、减速机；9、传动结构；11、采集控制器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1，本实施例的固结仪，用于对土体100进行固结试验，固结仪包括：容器10，容器10用于容纳土体100；加压盖20，加压盖20与容器10相配合地设置；容器10沿靠近或者远离加压盖20的方向可移动地设置；驱动组件30，驱动组件30位于容器10远离加压盖20的一侧；驱动组件30包括驱动电机8和推杆31，驱动电机8的输出轴与推杆31连接，以通过驱动电机8驱动推杆31移动，推动容器10将土体100挤压在容器10和加压盖20之间。采用上述设置，驱动组件30采用驱动电机8进行驱动，将驱动电机8的转动运动转化为直线移动，利用驱动电机8运行稳定的特点，从而使固结仪的加码动作更加的稳定，并且通过调节电机的扭矩达到调节土体100收到的挤压力，从而满足了试验需求，解决了现有技术中的固结仪的工作效率低问题。

具体地，本实施例的驱动组件30为电缸。

参见图1，在本实施例的固结仪中，固结仪还包括缓冲装置4，缓冲装置4设置在推杆31与容器10之间，缓冲装置4包括弹性件，弹性件沿推杆31的移动方向可伸缩地设置，弹性件的一端与推杆31连接，弹性件的另一端与容器10连接。

具体地，在驱动组件30启动时，由于起始的推力比较突然，土体100会受到比较大的冲击力，从而影响土体100的结构，导致实验数据不准确，本实施例中，通过设置缓冲装置4，能够缓冲土体100受到的冲击力，从而保证试验的顺利进行。

在本实施例的固结仪中，参见图1，固结仪还包括加压框架2，加压框架2上设置有加压部件21，加压部件21位于加压盖20远离驱动组件30的一侧，加压部件21用于与加压盖20抵接，以限制加压盖20移动。

参见图1，在本实施例的固结仪中，固结仪还包括调节螺栓1，调节螺栓1与加压部件21连接，调节螺栓1与加压框架2螺纹连接，以通过转动调节螺栓1调节加压部件21的位置。

在本实施例的固结仪中，参见图1，固结仪还包括位移传感器3，位移传感器3与加压框架2连接，位移传感器3具有与容器10连接的伸缩部32；当容器10移动时，容器10带动伸缩部32移动，以测量容器10的移动距离。这样，将位移传感器3固定在加压框架2上，能够实现自动测量容器的移动距离，并且不需要反复拆卸，使用方便效率高。

具体地，本实施例的位移传感器3设置在加压框架2上，由于加压框架2与驱动组件30的位置是相对固定的，将位移传感器3连接在加压框架2上，这样，在装卸土体100时就不需要将位移传感器3再进行拆卸，减少了操作人员的操作步骤，提高了设备的工作效率。

参见图1，在本实施例的固结仪中，固结仪还包括连接杆41，连接杆41的一端用于与推杆31连接；顶盘42，顶盘42的一端与连接杆41远离推杆31的一端连接，顶盘42的另一端用于与容器10连接；其中，连接杆41和顶盘42均为圆柱形结构，且均与推杆31同轴设置，顶盘42的直径大于连接杆41的直径。这样，能够使得容器10的受力更加的平均，移动更加地平稳。

为了使位移传感器3能够达到测量土体100的压缩量的效果，在本实施例的固结仪中，参见图1，固结仪还包括顶盘支架43，顶盘支架43与连接杆41连接，顶盘支架43设置在容器10与驱动电机8之间，顶盘支架43沿垂直于推杆31的移动方向的方向延伸；伸缩部32与顶盘支架43远离驱动电机8的一侧连接。这样通过测量容器10的移动距离，便可以得出土体100的压缩量，上述设置，结构更加简单。

参见图1，在本实施例的固结仪中，固结仪还包括压力传感器5，压力传感器5用于与推杆31连接，当推杆31推动容器10时，通过压力传感器5监测推杆31的推力。

在本实施例的固结仪中，参见图1，驱动组件30包括：减速机7，减速机7与驱动电机8的输出轴连接；传动结构9，减速机7的输出端通过传动结构9与推杆31连接，以驱动推杆31移动。这样，能够更好地对推动土体100的推动力进行控制。

在本实施例的固结仪中，参见图1，固结仪还包括采集控制器11；采集控制器11用于与压力传感器5信号连接，以采集推杆31的推力值；和/或，采集控制器11与位移传感器3信号连接，以采土体100的位移值。

本实施例的固结仪的工作原理如下：

本实施例的固结仪，试验开始前将制好的土样(土体100)装入固结仪容器10中，向下旋加压部件21使之与固结仪容器10顶端刚好接触，固定加压部件21，土样即装完毕；根据试验要求设置试验参数(荷重序列、稳定标准等)，启动全自动固结仪。采集控制器11发出命令至伺服驱动器6，伺服驱动器6带动伺服电机(驱动电机8)转动，通过减速机7减速产生向上推力，再由电缸(传动结构9)将力传导至缓冲装置4，最后作用在土样容器10上，通过位移传感器3测出土样变形量。当土样发生压缩变形导致压力降低时，缓冲装置4储存的有限压力可给予实时适量补偿。

操作固结试验采集软件开始试验，试验开始后，压力传感器5对施加在土样上的压力进行实时监控。减速升降机构减速转动提供压力，作用在垂压冲机构上，届时垂压冲机构的有限压力可及时进行压力补偿，避免了压力机构直接作用在土样上的瞬时力对土样的冲击作用；带缓冲装置的伺服全自动固结仪在顶盘42位置延伸出一个顶盘42支架，位移传感器3的测头放置在该支架上，位移传感器3的上端用夹具固定在加压框架2上，使位移传感器3被固定。一旦土样受力产生压缩变形时，传感器表针缩进，便可得到位移沉降量。由位移传感器3和数据采集系统自动记录试样变形量。将试验成果整理绘制压缩曲线，通过计算得出压缩系数与压缩指数以及回弹指数和压缩模量等各项力学指标。

本实施例的带缓冲装置的伺服全自动固结仪摒弃了挂砝码加压方式，避免晃动时砝码晃动甚至掉落的情况，确保加压稳定性；底部顶盘42延伸出来的固定支架，使得百分表永久性的固定在同一个位置，从试验开始到结束，不需要反复装卸，节省了大量的操作时间，使试验变得高效便捷。

另在加压装置与土样之间设置的力缓冲机构可提高试验的准确性及设备的先进性，压力机构向土体施加压力时得到了一个反作用力，使土样避免了压力的瞬时冲击力，从而达到保护土样目的。

本实施例的固结仪配备的数据采集系统保证了设备的智能化自动化性能；不再需要配备空气压缩机及繁琐的高压管路，占地面积小、噪音小且易于搬运。

本实施例的带缓冲装置的伺服全自动固结仪压力源可以由液压方式，电磁方式等提供。

本实施例的固结仪将百分表固定在底部顶盘上来代替固定在简支梁上，但是百分表指针将是缩进式。但百分表位移量相同。

本实施例的固结仪可以用一些有固定变形系数的产品来替换缓冲弹簧。

为了验证试验结果，用三种不同的类型相对均质土样，同种类型的土制成三个试样(保证密度相同)用三种类型设备进行了比较试验。验证结果可见，三种设备数据结果基本上一致。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的固结仪，用于对土体100进行固结试验，固结仪包括：容器10，容器10用于容纳土体100；加压盖20，加压盖20与容器10相配合地设置；容器10沿靠近或者远离加压盖20的方向可移动地设置；驱动组件30，驱动组件30位于容器10远离加压盖20的一侧；驱动组件30包括驱动电机8和推杆31，驱动电机8的输出轴与推杆31连接，以通过驱动电机8驱动推杆31移动，推动容器10将土体100挤压在容器10和加压盖20之间。采用上述设置，驱动组件30采用驱动电机8进行驱动，将驱动电机8的转动运动转化为直线移动，利用驱动电机8运行稳定的特点，从而使固结仪的加码动作更加的稳定，并且通过调节电机的扭矩达到调节土体100收到的挤压力，从而满足了试验需求，解决了现有技术中的固结仪的工作效率低问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固结仪，用于对土体(100)进行固结试验，其特征在于，所述固结仪包括：

容器(10)，所述容器(10)用于容纳所述土体(100)；

加压盖(20)，所述加压盖(20)与所述容器(10)相配合地设置；所述容器(10)沿靠近或者远离所述加压盖(20)的方向可移动地设置；

驱动组件(30)，所述驱动组件(30)位于所述容器(10)远离所述加压盖(20)的一侧；所述驱动组件(30)包括驱动电机(8)和推杆(31)，所述驱动电机(8)的输出轴与所述推杆(31)连接，以通过所述驱动电机(8)驱动所述推杆(31)移动，推动所述容器(10)将所述土体(100)挤压在所述容器(10)和所述加压盖(20)之间。

2.根据权利要求1所述的固结仪，其特征在于，所述固结仪还包括缓冲装置(4)，所述缓冲装置(4)设置在所述推杆(31)与所述容器(10)之间，所述缓冲装置(4)包括弹性件，所述弹性件沿所述推杆(31)的移动方向可伸缩地设置，所述弹性件的一端与所述推杆(31)连接，所述弹性件的另一端与所述容器(10)连接。

3.根据权利要求1所述的固结仪，其特征在于，所述固结仪还包括加压框架(2)，所述加压框架(2)上设置有加压部件(21)，所述加压部件(21)位于所述加压盖(20)远离所述驱动组件(30)的一侧，所述加压部件(21)用于与所述加压盖(20)抵接，以限制所述加压盖(20)移动。

4.根据权利要求3所述的固结仪，其特征在于，所述固结仪还包括位移传感器(3)，所述位移传感器(3)与所述加压框架(2)连接，所述位移传感器(3)具有与所述容器(10)连接的伸缩部(32)；当所述容器(10)移动时，所述容器(10)带动所述伸缩部(32)移动，以通过所述伸缩部(32)的移动距离测得上述土体(100)的压缩量。

5.根据权利要求4所述的固结仪，其特征在于，所述固结仪还包括：

连接杆(41)，所述连接杆(41)的一端用于与所述推杆(31)连接；

顶盘(42)，所述顶盘(42)的一端与所述连接杆(41)远离所述推杆(31)的一端连接，所述顶盘(42)的另一端用于与所述容器(10)连接；

其中，所述连接杆(41)和所述顶盘(42)均为圆柱形结构，且均与所述推杆(31)同轴设置，所述顶盘(42)的直径大于所述连接杆(41)的直径。

6.根据权利要求5所述的固结仪，其特征在于，所述固结仪还包括顶盘支架(43)，所述顶盘支架(43)与所述顶盘(42)连接，所述顶盘支架(43)设置在所述容器(10)与所述驱动电机(8)之间，所述顶盘支架(43)沿垂直于所述推杆(31)的移动方向的方向延伸；所述伸缩部(32)与所述顶盘支架(43)远离所述驱动电机(8)的一侧连接。

7.根据权利要求4所述的固结仪，其特征在于，所述固结仪还包括压力传感器(5)，所述压力传感器(5)用于与所述推杆(31)连接，当所述推杆(31)推动所述容器(10)时，通过所述压力传感器(5)监测所述推杆(31)的推力。

8.根据权利要求7所述的固结仪，其特征在于，所述固结仪还包括采集控制器(11)；所述采集控制器(11)用于与所述压力传感器(5)信号连接，以采集所述推杆(31)的推力值；和/或，所述采集控制器(11)与所述位移传感器(3)信号连接，以采集所述土体(100)的位移值。

9.根据权利要求3所述的固结仪，其特征在于，所述固结仪还包括调节螺栓(1)，所述调节螺栓(1)与所述加压部件(21)连接，所述调节螺栓(1)与所述加压框架(2)螺纹连接，以通过转动所述调节螺栓(1)调节所述加压部件(21)的位置。

10.根据权利要求1所述的固结仪，其特征在于，所述驱动组件(30)包括：

减速机(7)，所述减速机(7)与所述驱动电机(8)的输出轴连接；

传动结构(9)，所述减速机(7)的输出端通过所述传动结构(9)与所述推杆(31)连接，以驱动所述推杆(31)移动。

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