[實用新型]利用流體空化效應(yīng)的土樣制備裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721504914.7
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN207540851U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹崧宇;張更生;徐繼濤;郭志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中交天津港航勘察設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

本實用新型涉及一種利用流體空化效應(yīng)的土樣制備裝置。本實用新型屬于土樣制備技術(shù)領(lǐng)域。一種利用流體空化效應(yīng)的土樣制備裝置，其特點是：利用流體空化效應(yīng)的土樣制備裝置包括振動器、驅(qū)動電機和土樣裝置，土樣裝置由麻花軸、固定盤、轉(zhuǎn)盤、導(dǎo)向支架、土樣容器構(gòu)成，麻花軸上連固定盤，麻花軸下端齒輪嚙合傳動轉(zhuǎn)盤，導(dǎo)向支架穿過固定盤，土樣容器位于轉(zhuǎn)盤上，振動器位于土樣裝置的固定盤上，驅(qū)動電機連接驅(qū)動土樣裝置的麻花軸。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，可增強攪拌作用，提高土樣的均勻程度，可實現(xiàn)多試樣同步振搗等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于土樣制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用流體空化效應(yīng)的土樣制備裝置。

背景技術(shù)

淤泥、粘土等具有含水率較高、粘性較大的特點，在土樣制備過程中其內(nèi)部往往包含大量氣泡。通常情況下，在將土樣裝入模具后需要通過人工振搗的方式排出其內(nèi)部包含的氣泡。然而，采用人工振搗的方式進行“排泡”處理必然會產(chǎn)生操作誤差，導(dǎo)致所制備的試樣基本性質(zhì)產(chǎn)生差異，存在操作不便，土樣的均勻程度差，進而影響土工實驗結(jié)果等技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種利用流體空化效應(yīng)的土樣制備裝置。

一種利用超聲波振動產(chǎn)生的空化效應(yīng)對土工實驗中常用的標準試樣進行制備的技術(shù)。該技術(shù)主要適用制備如淤泥、粘土等含水率較高、粘性較大的土樣。具體是一種利用壓電陶瓷式超聲波振動制樣裝置及其使用方法。

流體中的微氣核空化泡在聲波的作用下振動，當聲壓達到一定值時發(fā)生的生長和崩潰的動力學(xué)過程為超聲波空化現(xiàn)象。空化氣泡在振動過程中會使流體本身產(chǎn)生環(huán)流，即所謂聲流。它可使振動氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應(yīng)力，破壞土體顆粒間的吸附力，使其周圍的氣泡排出，增強攪拌作用。此外，超聲振動引起質(zhì)點很大的振動速度和加速度，使土體顆粒不易附著在振動器上，很好的解決了人工振搗中玻璃棒的泥包問題。

本實用新型的目的是提供一種具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，可增強攪拌作用，提高土樣的均勻程度，可實現(xiàn)多試樣同步振搗等特點的利用流體空化效應(yīng)的土樣制備裝置。

一種利用流體空化效應(yīng)的土樣制備裝置，該裝置利用超聲波振動在流體中產(chǎn)生的空化效應(yīng)排出土樣內(nèi)部包含的氣泡，增強攪拌作用。該裝置適用于制備如淤泥、粘土等含水率較高、粘性較大的土樣。該裝置由驅(qū)動電源、振動系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)三部分組成,其中振動系統(tǒng)包括有壓電陶瓷振子、邊幅桿、工具頭；傳動系統(tǒng)包括有電機、導(dǎo)向支架、土樣容器、底座、下限位器、上限位器、固定圓盤及轉(zhuǎn)盤。

麻花軸與電機相連。麻花軸底部帶有齒輪，麻花軸與轉(zhuǎn)盤之前通過齒輪嚙合傳動。支架與固定圓盤間隙配合起導(dǎo)向作用。土樣容器與轉(zhuǎn)盤固定連接。壓電陶瓷振子與變幅桿螺紋連接，邊幅桿與工具頭螺紋連接。振動器由驅(qū)動電源控制，打開驅(qū)動電源，壓電陶瓷振子產(chǎn)生超聲波振動，該振動通過變幅桿進行增幅后最終傳遞至工具頭，工具頭與土樣容器中的土樣直接接觸，起到振動的作用。在振動器工作的同時，打開電機，使電機正轉(zhuǎn)，此時與電機相連接的麻花軸發(fā)生正轉(zhuǎn)，導(dǎo)致固定轉(zhuǎn)盤下降及底座轉(zhuǎn)動，帶動土樣容器正轉(zhuǎn)；固定轉(zhuǎn)盤下降至限位處后，電機反轉(zhuǎn)，此時麻花軸反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致固定轉(zhuǎn)盤上升及底座反轉(zhuǎn)，帶動土樣容器反轉(zhuǎn)，當固定轉(zhuǎn)盤上升到上部限位處后停止上升。循環(huán)往復(fù)，對土樣容器中的土樣進行振搗排泡處理。

該裝置的使用方法包括以下幾個步驟：

a.將攪拌后的淤泥或粘土試樣裝入土樣容器中。

b.將土樣容器置于底座上，通過卡槽固定好。

c.打開驅(qū)動電源及電機電源，控制振動裝置在適當區(qū)域進行振搗1分鐘。

d.重復(fù)進行步驟a、b、c，按上層、中層、下層共進行三次振搗。

e.將土樣容器從底座上取下，保存，更換新的土樣容器繼續(xù)進行制樣。