[發(fā)明專利]一種土工試驗可視化無氣水快速制備裝置及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810849927.0 | 申請日： | 2018-07-28 |
| 公開（公告）號： | CN108751297A | 公開（公告）日： | 2018-11-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 章麗莎;張世民;魏綱;孫銀鎖;王霄;孫苗苗;崔允亮 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué)城市學(xué)院 |
| 主分類號： | C02F1/02 | 分類號： | C02F1/02;C02F1/20;B01F13/08;C02F103/02 |
| 代理公司： | 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200 | 代理人： | 劉靜;邱啟旺 |
| 地址： | 310015 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 氣水 制備 抽真空 罐體 磁力攪拌轉(zhuǎn)子 土工試驗 可視化 快速制備裝置 加熱底座 中轉(zhuǎn)裝置 真空泵 磁力 有效地實現(xiàn) 負壓環(huán)境 負壓條件 罐體內(nèi)部 加熱過程 降溫效率 均勻加熱 快速制備 停止加熱 制備過程 頂蓋 制備罐 底面 加熱 排出 水中 水體 體內(nèi) 教學(xué) 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種土工試驗可視化無氣水快速制備裝置及其制備方法，該裝置包括無氣水制備主體和抽真空部分；無氣水制備主體包括無氣水制備罐體、磁力加熱底座和頂蓋；無氣水制備罐體內(nèi)部的底面放置磁力攪拌轉(zhuǎn)子；抽真空部分包括抽真空中轉(zhuǎn)裝置和真空泵；磁力攪拌轉(zhuǎn)子在加熱過程中對無氣水制備罐體內(nèi)水進行攪拌，有利于對水進行均勻加熱及水中氣體快速排出，在停止加熱后繼續(xù)攪拌，提高水體的降溫效率；抽真空中轉(zhuǎn)裝置向無氣水制備罐體內(nèi)提供穩(wěn)定的負壓環(huán)境并防止空氣進入無氣水制備罐體；本發(fā)明通過磁力加熱底座、磁力攪拌轉(zhuǎn)子和真空泵協(xié)同作用，對無氣水制備罐體內(nèi)水進行負壓條件下的攪拌和加熱，有效地實現(xiàn)無氣水的高效、快速制備；可視化無氣水制備過程可應(yīng)用于土工試驗教學(xué)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及巖土工程的室內(nèi)土工試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種土工試驗可視化無氣水快速制備裝置及其制備方法。
背景技術(shù)
室內(nèi)土工試驗，特別是精確的土單元體試驗(例如GDS高級三軸/動三軸試驗裝置、GDS共振柱試驗裝置、GDS空心扭剪儀等)，是揭示土體的各種物理、力學(xué)性質(zhì)的主要途徑之一，可為工程設(shè)計、理論或數(shù)值計算等過程中土性參數(shù)的確定提供科學(xué)依據(jù)。已有的研究表明，當采用重塑土進行室內(nèi)土工試驗時，土單元體試樣的制樣質(zhì)量對精密土工試驗的結(jié)果和精度均有顯著影響。對于飽和土單元體試驗而言，土體的飽和度是表征制樣質(zhì)量的一個重要參數(shù)，其中，無氣水制備是實現(xiàn)土工試驗土體飽和的重要步驟。
目前，土工試驗無氣水的制備方法主要包括簡單煮沸或抽真空的方法，均存在明顯的不足之處。采用簡單煮沸的方法制備無氣水時，存在煮沸后水體降溫耗時長、降溫過程中氣體再溶解、制備效率低和制備效果差等缺點；采用抽真空的方法制備無氣水，存在制取無氣水量少、時間長、制備效率低等缺點。此外，抽真空的方法制備無氣水常采用的無氣水制備裝置多為有機玻璃或鋼材質(zhì)，對于有機玻璃無氣水制備裝置而言，存在易老化、使用壽命不長等缺點；對于鋼材質(zhì)的無氣水制備裝置而言，內(nèi)部形態(tài)不可見，不利于可視化土工試驗教學(xué)。因此，亟需研發(fā)土工試驗可視化無氣水高效制備裝置。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種土工試驗可視化無氣水快速制備裝置及其制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種土工試驗可視化無氣水快速制備裝置，包括無氣水制備主體和抽真空部分；所述無氣水制備主體包括無氣水制備罐體、磁力加熱底座、頂蓋；所述無氣水制備罐體置于磁力加熱底座上；所述磁力加熱底座具有磁力開關(guān)和加熱開關(guān)；所述頂蓋置于無氣水制備罐體上方，通過橡膠圈密封連接；所述無氣水制備罐體內(nèi)部的底面放置磁力攪拌轉(zhuǎn)子；所述無氣水制備罐體底部安裝有出水閥門；所述頂蓋安裝有進水/氣閥門和出氣閥門；所述無氣水制備罐體和頂蓋通過機械扣固定連接；所述機械扣由安裝在無氣水制備罐體上的機械扣扣體和頂蓋上的機械扣卡子組成；
所述抽真空部分包括抽真空中轉(zhuǎn)裝置和帶真空壓力控制閥的真空泵；所述抽真空中轉(zhuǎn)裝置包括有機玻璃圓筒、有機玻璃底座、進氣/進水閥、負壓表、蓋帽、抽真空閥門、通氣口；所述有機玻璃圓筒通過橡皮圈與蓋帽密封連接；所述有機玻璃圓筒的底部與有機玻璃底座連接，有機玻璃底座安裝有進氣/進水閥和負壓表；進氣/進水閥通過氣管連接頂蓋的出氣閥門；所述蓋帽上具有通氣口并設(shè)置有抽真空閥門，通過通氣口連接真空泵。
進一步地，所述無氣水制備罐體為高硼硅玻璃材質(zhì)；所述頂蓋為不銹鋼材質(zhì)；所述無氣水制備罐體的容積根據(jù)土工試驗所需無氣水的體量確定；所述無氣水制備罐體和磁力加熱底座為分離式連接。
進一步地，所述機械扣包括的機械扣扣體和機械扣卡子分別相應(yīng)地分布于無氣水制備罐體和頂蓋正交的四個角點。
進一步地，所述磁力攪拌轉(zhuǎn)子采用耐高溫耐腐蝕的強磁性材質(zhì)制成。
一種土工試驗可視化無氣水快速制備方法，該方法包括以下步驟：
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