[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

本發明公開了一種土樣含水率配制儀及其工作方法，能夠自動配置含水率。該土樣含水率配制儀采用全自動化裝置，包括攪拌系統與噴淋系統，攪拌器內裝有交流電機、傳動齒輪和螺旋攪拌葉片；噴淋器內有水箱、噴淋頭、氣動泵、流量探測計和閥門；由綜合調節控制器來控制交流電機的檔位與噴淋頭的流量。在攪拌器用螺旋葉片攪拌土樣時，噴淋器將水霧化噴出，使得土樣含水率均勻。本發明的土樣含水率配制儀有效確保含水率配制、步驟簡單，同時使人員勞動強度大大減輕。

技術領域

本發明涉及巖土工程試驗技術領域，具體涉及一種土樣含水率配制儀及其工作方法。

背景技術

目前，在巖土工程試驗領域中，土工實驗所涉及到的土樣含水率配制過程都是由人工來完成，其具體步驟為：先取一定量的土樣，放入烘干箱中烘烤24小時以上；等土樣完全烘干后取出，按照試驗所需用土的質量與含水率配土；在加水過程中實驗員必須一邊不停的攪拌土，其目的是讓水分均勻散布在土樣中，避免土樣結塊，直到土樣含水率配置試驗完成。總結而言，人工配制土樣含水率的過程耗時較長、工作效率偏低；同時，頻繁的加水與攪拌會讓人員的勞動效率相當大。此外，在人工配制過程中難以避免各種誤差，比如攪拌時小塊的土樣濺射到外面、水分沒有均勻散布到土樣里等。這些都會造成所配土樣含水率的精確度不夠，從而影響隨后的試驗過程。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種土樣含水率配制儀及其工作方法，通過土樣含水率配制儀來對土工試驗中土樣的含水率進行調配，能夠克服現有土工實驗中土樣含水率配制耗時長、精確性不足的問題，本發明提供一種土樣含水率配制儀，該裝置能快速配制土樣含水率，而且能確保含水率的可靠性。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

第一方面，本發明提供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、頂蓋和外殼；還包括若干固定桿和若干固定螺栓用以連接底座與頂蓋以保證配制儀整體的穩定性；

在底座、頂蓋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、傳動齒輪組、攪拌桿、交流電機和檔位調整儀；所述攪拌系統中的動力源為交流電機，通過傳動齒輪組將動力傳遞給攪拌桿；所述交流電機裝置于內腔的底部，所述內腔的中間段裝置有螺旋葉片，用于土樣攪拌；所述交流電機包括低中高三個檔位，螺旋葉片上沿葉面每隔1cm加上橫條紋；所述螺旋葉片為第一種結構、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相鄰波峰間隔為10cm；第二種結構的螺旋葉片相鄰波峰間隔為8cm；第三種結構的螺旋葉片相鄰波峰間隔為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、供氣管、噴淋頭、閥門、流量探測計、進水端、綜合調節控制器和氣動泵；所述噴淋頭、流量探測計和閥門裝置于內腔中，所述水箱裝置于頂蓋的最頂面，所述氣動泵與綜合調節控制器裝置于外殼的外部；所述水箱、流量探測計、閥門和噴淋頭的進水口通過水管連接，所述氣動泵、綜合調節控制器與噴淋器的進氣口通過供氣管連接；

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

作為優選方案，所述交流電機、流量探測計和氣動泵并聯后，再與綜合調節控制器串聯；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根固定桿與頂蓋通過固定螺絲連接，以保證配制儀整體的穩定性；

進一步地，所述螺旋葉片為可拆卸式，在交流電機的帶動下做周期性轉動來攪拌土樣。