[實用新型]土樣固結數據采集系統

無效

• 申請號: 97201682.1
• 申請日: 1997-03-11
• 公開（公告）號: CN2294992Y
• 公開（公告）日: 1998-10-21
• 發明（設計）人: 蔣伯明;顧慶祖;章歡慶;蔣筱華;歐良健
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程設計研究局
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 中國人民解放軍總后勤部專利服務中心
• 代理人: 王金秀

本實用新型屬于一種土工試驗設備。

目前，國內外土工試驗室普遍使用的土樣固結數據采集系統有二種類型，一種是由古老的砝碼杠桿式固結儀和檢測儀表組成的手工加荷數據采集系統。其中的杠桿式固結儀包括框架、杠桿、砝碼和固結容器。固結儀體形笨重，做固結試驗時需人工搬運砝碼加卸荷，不僅操作人員勞動強度大，而且加荷時易產生沖擊，影響測試精度。另一種是由氣(液)壓式固結儀，如浙江省上虞縣勘測土工儀器廠生產的QY1-12氣壓壓縮儀，和檢測儀表組成的數據采集系統。QY1-12氣壓壓縮儀由滾動隔膜、氣缸、活塞、活塞桿、導向套組成。活塞桿與導向套加工非常困難。雖設置了調壓閥，但需人工調整加卸壓，同時，活塞桿與導向套之間存在滑動摩擦力，造成遲后效應，因此測試精度不高。

本實用新型的目的是通過改進固結儀的結構，降低加工難度，減小活塞在加卸荷運動過程中的摩擦阻力，消除加壓遲后效應，并結合使用控制部件和控制電路實現加卸荷操作和數據采集的自動化。

本實用新型土樣固結數據采集系統由固結儀、固結容器、承壓板、電磁閥、調壓閥、電機、位移傳感器、壓力傳感器、相應的聯接電路和微機組成。其中固結儀由汽缸體、汽缸后蓋、活塞、滾動隔膜、滾動導向環、汽缸前蓋、工作平臺、支點螺桿幾部分組成。固結儀的各部分構件形狀簡單，便于精確加工和組裝。滾動導向環的柱面上有通孔，孔內放滾珠。這種環套在活塞上，當活塞在汽缸內運動時，能大大減少在加卸荷運動過程中的摩擦阻力。又由于在汽缸后蓋進氣口處設置了電磁閥、調壓閥、壓力傳感器、電機等控制部件并通過控制電路與微機相聯，因而可利用微機控制加卸荷和采集數據，減輕勞動強度，提高工作效率。工作時，先命令電磁閥處于工作狀態，打開調壓閥進氣，待達到要求的工作壓力時，再命令電磁閥打開，使予設工作壓力瞬間進入汽缸作用于滾動隔膜上，根據試驗要求可實行自動分組加卸荷，從而克服一般固結儀加卸壓時的遲后效應。作用于滾動隔膜上的力使活塞上升，工作平臺上升，固結容器上升。固結容器內放土樣，土樣上方是承壓板。固結容器上升時土樣受壓發生形變，從而使支點螺桿上方的位移傳感器測出土樣變形數據。由于活塞在上升過程中摩擦力幾乎為0，固結容器上升時土樣所受的壓力等于氣(液)源所加的壓力，所以數據采集誤差很小。

附圖說明

圖1為固結儀示意圖

圖2為汽缸體縱剖面示意圖

圖3為汽缸后蓋平面示意圖

圖4為汽缸后蓋AOB縱剖面示意圖

圖5為活塞半縱剖面示意圖

圖6為滾動隔膜半縱剖面示意圖

圖7為滾動導向環半縱剖面示意圖

圖8為汽缸前蓋縱剖面示意圖

圖9為工作平臺縱剖面示意圖

圖10為電路圖

圖11為系統框圖

實施例：

采用滿足抗壓、抗拉強度要求的堅硬材料，如鋼材，分別按圖澆鑄加工或焊接加工固結儀(1)的汽缸體(2)、汽缸后蓋(3)、活塞(4)、滾動導向環(5)、汽缸前蓋(6)、工作平臺(7)、支點螺桿(8)，其中汽缸體可單體加工，也可多個汽缸體連體加工；采用橡膠和錦綸材料定做滾動隔膜(9)。汽缸體基座(10)中心是上下有園環形凸臺的孔(11)，做汽缸用。上平面凸臺(12)的園環形平面上加工有螺紋孔。底平面凸臺(13)的內圈加工成凹槽(14)，外圈平面加工有螺紋孔。其懸臂梁(15)頂端加工支點螺桿孔，孔內放支點螺桿(8)。汽缸后蓋(3)的接合面有凸臺，與基座底平面相配合，凸臺外圈的平面加工有孔。其柱面的特定位置有進氣孔(16)。滾動隔膜(9)為盆形，與汽缸孔(11)相配合。活塞(4)上部柱面加工有螺紋。滾動導向環(5)的柱面加工有通孔(17)，如2排，每排8個均勻排列的孔。汽缸前蓋(6)為園環狀，環面上加工有螺孔。工作平臺(7)中心為螺紋孔。滾動隔膜(9)放入汽缸中，其盆口邊沿落入汽缸體基座底平面園環形凸臺的凹槽(14)內。汽缸后蓋(3)放到汽缸體底平面的凸臺(13)上，對準螺孔，擰入螺釘。滾動導向環(5)套到活塞(4)上，滾珠放入導向環柱面的通孔(17)內，然后將組裝好的活塞(4)放入汽缸內，落到滾動隔膜的盆底上。汽缸前蓋(6)放到汽缸孔上平面凸臺(12)上，對準螺孔，擰入螺釘。支點螺桿(8)的上方裝位移傳感器(18)，位移傳感器接微機(19)。工作平臺(7)的中心螺紋孔對準活塞，沿其柱面螺紋擰緊。汽缸后蓋(3)外柱面的進氣孔(16)固定一個連接件(20)，依次接進氣管(21)、電磁閥(22)、調壓閥(23)、電機(24)和氣(液)源(25)。電磁閥(22)通過控制電路(26)接微機(19)，電磁閥(22)和調壓閥(23)之間安裝壓力傳感器(27)接微機(19)，電機(24)通過電壓調整電路(28)接微機(19)。工作時將固結容器(29)放到工作平臺(7)上，容器(29)內放透水石(30)、(31)、土樣(32)，土樣(32)上放承壓板(33)。