[發明專利]土樣含水率配制儀及其工作方法

在審

• 申請號: 202110207203.8
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112881131A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 王協群;劉寧;任帆;畢暢;李智奇;彭琛
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖明洲

1.一種土樣含水率配制儀，包含裝置外殼，其特征在于：所述土樣含水率配制儀包括底座(7)、頂蓋(15)和外殼；還包括若干固定桿(9)和若干固定螺栓(14)用以連接底座(7)與頂蓋(15)以保證配制儀整體的穩定性；

在底座(7)、頂蓋(15)和外殼圍構的內腔中設有用于攪拌土樣的攪拌系統和用以噴灑水霧的噴淋系統，所述攪拌系統和噴淋系統連接；

所述攪拌系統包括螺旋式葉片(3)、傳動齒輪組(7)、攪拌桿(8)、交流電機(5)和檔位調整儀(19)；所述攪拌系統中的動力源為交流電機(5)，通過傳動齒輪組(7)將動力傳遞給攪拌桿(8)；所述交流電機(5)裝置于內腔的底部，所述內腔的中間段裝置有螺旋葉片(3)，用于土樣攪拌；所述交流電機(5)包括低中高三個檔位，螺旋葉片(3)上沿葉面每隔1cm加上橫條紋；所述螺旋葉片(3)為第一種結構、第二種結構或第三種結構中的任一種，目的是適應不同土樣的物理性質試驗：所述第一種結構的螺旋葉片(3)相鄰波峰間隔為10cm；第二種結構的螺旋葉片(3)相鄰波峰間隔為8cm；第三種結構的螺旋葉片(3)相鄰波峰間隔為10cm且葉片中均勻布置有若干直徑為0.8cm的圓形孔洞；

所述噴淋系統包括水箱(1)、供氣管(2)、噴淋頭(10)、閥門(11)、流量探測計(12)、進水端(16)、綜合調節控制器(17)和氣動泵(18)；所述噴淋頭(10)、流量探測計(12)和閥門(11)裝置于內腔中，所述水箱(1)裝置于頂蓋(15)的最頂面，所述氣動泵(18)與綜合調節控制器(17)裝置于外殼的外部；所述水箱(1)、流量探測計(12)、閥門(11)和噴淋頭(10)的進水口(13)通過水管連接，所述氣動泵(18)、綜合調節控制器(17)與噴淋器(10)的進氣口通過供氣管(2)連接；

所述噴淋系統的供水段由水箱(1)、進水口(13)、流量探測計(12)、閥門(11)以及噴淋頭(10)依次連接組成；所述噴淋系統的供氣段由進氣管(2)、綜合調節控制器(17)以及氣動泵(18)組成；所述綜合調節控制器(17)能調節氣動泵(18)輸入的氣壓，達到調節噴淋頭(10)流量的目的；所述流量探測計(12)能夠記錄噴淋頭(10)所噴灑的用水量，當達到試驗規定的用水量時，所述綜合調節控制器(17)自動關閉閥門(11)，使得噴淋頭(10)停止噴水。

2.根據權利要求1所述的土樣含水率配制儀，其特征在于：

所述交流電機(5)、流量探測計(12)和氣動泵(18)并聯后，再與綜合調節控制器(17)串聯；所述攪拌系統的試驗段中設有玻璃外殼；所述攪拌系統與噴淋系統由4根固定桿(9)與頂蓋(15)通過固定螺絲(14)連接，以保證配制儀整體的穩定性。

3.根據權利要求1或2所述的土樣含水率配制儀，其特征在于：所述螺旋葉片(8)為可拆卸式，在交流電機(5)的帶動下做周期性轉動來攪拌土樣。

4.根據權利要求1或2所述的土樣含水率配制儀，其特征在于：所述噴淋頭(10)為設有進水通道(13)和進氣口的二流式噴嘴，液體從進水通道(13)進入噴淋頭(10)內，氣體從供氣管(2)進入噴淋頭(10)的進氣口，液體在高壓氣體作用下以水霧的形式從噴淋頭(10)噴出。

5.根據權利要求3所述的土樣含水率配制儀，其特征在于：所述噴淋頭(10)為設有進水通道(13)和進氣口的二流式噴嘴，液體從進水通道(13)進入噴淋頭(10)內，氣體從供氣管(2)進入噴淋頭(10)的進氣口，液體在高壓氣體作用下以水霧的形式從噴淋頭(10)噴出。

6.一種如權利要求1或2或5中所述土樣含水率配制儀的工作方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)先取適量的土樣，放入烘干箱中烘烤24小時以上；等土樣完全烘干后取出；將螺旋葉片(3)安裝到攪拌系統中，將事先已經烘干好的土樣緩慢倒入攪拌系統內，然后將噴淋系統放在攪拌系統上方，蓋上頂蓋(15)，安裝好固定螺絲(14)，檢查配制儀整體裝置的密封性；檢查完畢后將供氣管(2)連接到噴淋頭(10)的進氣口上；

2)在綜合調節控制器(17)內輸入交流電機(5)的檔位、運行時長、土樣的質量、所需含水率、氣動泵(18)的檔位以及噴淋頭(10)的噴出流量，準備完畢后按下啟動按鈕；

3)攪拌系統內的交流電機(5)通過傳動齒輪(7)帶動螺旋葉片(3)運轉，同時在水箱(1)的供水與電動泵(18)供氣下噴淋頭(10)開始噴灑水霧，流量探測計(12)實時統計總的用水量，當達到規定的土樣含水率時，綜合調節控制器(17)控制噴淋系統內的閥門(11)與氣動泵(18)關閉，噴淋頭(10)停止噴灑水霧，交流電機(5)繼續運轉；當土樣充分攪拌后，綜合調節控制器(17)控制攪拌系統內的交流電機(5)停止運行；

4)等到配制儀停止運轉并發出指示聲音時，關閉電源，拔下噴淋系統的供氣管(2)，扭下噴淋系統與攪拌系統的固定螺絲(14)，打開頂蓋(15)后將螺旋葉片(3)取出，最后將土樣倒出裝入密封袋中。