一种均匀含水率重塑土配制装置的制作方法

文档序号:13780601阅读:475来源:国知局

本实用新型属于室内土工试验领域,尤其涉及一种均匀含水率重塑土配制装置。



背景技术:

本土的含水率是土中水的质量和土粒质量之比,通常以百分比计。在室内土工试验中,土的含水率通常以“烘干法”测定,将适量土放入盛土盒,打开盒盖放入烘箱,在105-110℃的恒温下烘至恒量时失去的水的质量和烘干后干土的质量之比即是所测土的含水率。

配制出均匀含水率的土试样,是进行直剪、三轴、固结等多种常规土工试验的前提。《土工试验方法标准(GBT 50123-1999)》对配制均匀含水率的土试样有如下规定:将碾散的风干土样通过孔径2或5mm的筛,取筛下足够用的土样,搅拌均匀,测定其风干含水率,根据目标含水率不同算出应加入的水量,将过筛的风干土样平铺于搪瓷碗内,将水喷洒于土样上,充分拌匀后装入盛土容器内盖紧,润湿一昼夜。

按照《土工试验方法标准(GBT 50123-1999)》的规定制样,得到的试样效果不仅和平铺于搪瓷碗内的风干土样厚度,喷水使用的设备有关,还和搅拌时的温度,搅拌时长,操作者的熟练程度有密切关系。该方法费时费力且需要人工完成。

由于粘性土具有较高的粘性,而人工喷水很难实现理想状态的均匀,必然导致喷水后有些土粒区域含水率高,有些区域的土粒含水率低,故搅拌后会出现“团粒”现象。如果土样中含有团粒,那么击填出来的试样就会有蜂窝状,对试验结果将会有很大影响。故土样在搅拌过程中都需要人工把团粒打散,这需要消耗很大精力,且效率低下。



技术实现要素:

本实用新型克服了现有技术中的缺点,提供了一种均匀含水率重塑土配制装置。

为了解决上述技术问题,本实用新型是通过以下技术方案实现的:

一种均匀含水率重塑土配制装置,包括混合处理装置、第一外伸接口、第二外伸接口、第一鼓风机、第一通风管、第二鼓风机、第二通风管、盛土容器、盛水容器和流量控制箱;

混合处理装置由上部的水土接触舱、中部的研磨通道和下部的水土搅拌舱构成,在水土接触舱的上方设置有通风窗,在水土接触舱的左右两侧分别设置有第一外伸接口和第二外伸接口,在研磨通道内竖直并排设置有齿轮相互接触的齿轮状砂轮,在水土搅拌舱底部中央设置有旋转轴,所述旋转轴与设置于混合处理装置底部的电机相连,在旋转轴上对称设置有绞片状桨叶和搅拌钢丝,绞片状桨叶为横向设置,搅拌钢丝为纵向设置,在水土搅拌舱的一侧设置有水土搅拌舱门;

所述第一外伸接口连接第一通风管,第一通风管连接第一鼓风机,在第一外伸接口上垂直设置有钢管,钢管上端连接盛土容器,在钢管上设置有土料流量控制阀门;

所述第二外伸接口连接第二通风管,第二通风管连接第二鼓风机,在第二外伸接口上设置有盛水容器,盛水容器连接增压泵,增压泵连接雾化喷嘴,雾化喷嘴伸入第二外伸接口内且出口朝向水土接触舱;

所述流量控制箱上部设置有控制线接口,控制线接口上连接控制线,控制线分别连接土料流量控制阀门和进水流量控制阀门,在流量控制箱上设置有土料流量显示屏、土料流量编辑按钮、进水流量显示屏、进水流量编辑按钮、流量控制按钮、数字键盘和流量控制箱开关。

而且,所述的齿轮状砂轮分为上部齿轮状砂轮和下部齿轮状砂轮,上部齿轮状砂轮通过轴承和外部可调速的电机相连。

而且,所述的盛土容器呈漏斗状。

而且,所述的盛水容器外部透明,且表面设置有刻度,便于观测内部水量。

而且,所述的通风窗数量为2-4扇,通风窗的上方铺包裹有尼龙布,用于防止喷射进混合处理装置的土颗粒从通风窗飞出。

而且,所述的水土搅拌舱门上设置有螺旋开关。

上述技术方案中所述的一种均匀含水率重塑土配制装置在进行使用时:

通过流量控制箱对流量控制阀门和进水流量控制阀门进行控制,重塑土颗粒和由雾化喷嘴喷出的致密、均匀的水雾分别进入水土接触舱,在鼓风机吹出的风的作用下,可以逐渐充满水土接触舱,从而能均匀的混合,关闭鼓风机后,水土接触舱内的水土混合物会在重力的作用下降至水土接触舱底部,在齿轮状砂轮的带动下,一部分颗粒较小的含水土粒直接通过研磨通道中的缝隙到达水土搅拌舱,另一部分颗粒较大的含水土团粒会被齿轮状砂轮研磨至符合要求然后到达水土搅拌舱;绞片状搅拌桨和栅栏状搅拌钢丝在旋转轴的带动下对土团粒进行搅拌,搅拌完成后通过水土搅拌舱门进行卸土。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:与传统的人工或机器配制均匀含水率土的方法相比,用该装置配制特定均匀含水率不仅能较少人力投入、消除人工误差,还有如下优点:在水土接触阶段就尽可能地使水和土粒均匀接触,避免因土粒和水接触不均匀造成团粒现象;且装置增加了研磨通道,通道的缝隙可根据试验要求选择相应直径的齿轮状砂轮,符合试验要求的土粒可以直接通过研磨通道进入搅拌舱,若还有团粒,则会经过砂轮研磨,进一步消除团粒,两个齿轮状砂轮间隙也可调节,避免砂轮研磨过程中对土颗粒本身造成破坏;搅拌器采用水平向的绞片状搅拌桨和竖直向的栅栏状搅拌钢丝,两者同时转动,可以使搅拌舱内的土搅拌得更加均匀。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中,1、螺旋支架;2、流量控制箱;3、流量控制箱开关;4、数字键盘;5、土料流量编辑按钮;6、土料流量显示屏;7、进水流量编辑按钮;8、进水流量显示屏;9、流量控制按钮;10、控制线接口;11、控制线;12、第一鼓风机;13、第一通风管;14、第一外伸接口;15、钢管;16、流量控制阀门;17、盛土容器;18、通风窗;19;混合处理装置;20、水土接触舱;21、齿轮状砂轮;22、研磨通道;23、水土搅拌舱;24、绞片状桨叶;25、电机;26、盛水容器;27、刻度;28、增压泵;29、雾化喷嘴;30、水管;31、旋转轴;32、搅拌钢丝;33、水土搅拌舱门;34、螺旋开关;35、第二鼓风机;36、第二通风管;37、第二外伸接口;38、进水流量控制阀门。

具体实施方式

下面结合附图与具体的实施方式对本实用新型作进一步详细描述:

如图中所示,一种均匀含水率重塑土配制装置,包括混合处理装置、第一外伸接口、第二外伸接口、第一鼓风机、第一通风管、第二鼓风机、第二通风管、盛土容器、盛水容器和流量控制箱;

混合处理装置由上部的水土接触舱、中部的研磨通道和下部的水土搅拌舱构成,在水土接触舱的上方设置有通风窗,在水土接触舱的左右两侧分别设置有第一外伸接口和第二外伸接口,在研磨通道内竖直并排设置有齿轮相互接触的齿轮状砂轮,在水土搅拌舱底部中央设置有旋转轴,所述旋转轴与设置于混合处理装置底部的电机相连,在旋转轴上对称设置有绞片状桨叶和搅拌钢丝,绞片状桨叶为横向设置,搅拌钢丝为纵向设置,在水土搅拌舱的一侧设置有水土搅拌舱门;

所述第一外伸接口连接第一通风管,第一通风管连接第一鼓风机,在第一外伸接口上垂直设置有钢管,钢管上端连接盛土容器,在钢管上设置有土料流量控制阀门;

所述第二外伸接口连接第二通风管,第二通风管连接第二鼓风机,在第二外伸接口上设置有盛水容器,盛水容器连接增压泵,增压泵连接雾化喷嘴,雾化喷嘴伸入第二外伸接口内且出口朝向水土接触舱;

所述流量控制箱上部设置有控制线接口,控制线接口上连接控制线,控制线分别连接土料流量控制阀门和进水流量控制阀门,在流量控制箱上设置有土料流量显示屏、土料流量编辑按钮、进水流量显示屏、进水流量编辑按钮、流量控制按钮、数字键盘和流量控制箱开关。

而且,所述的齿轮状砂轮分为上部齿轮状砂轮和下部齿轮状砂轮,上部齿轮状砂轮通过轴承和外部可调速的电机相连。

而且,所述的盛土容器呈漏斗状。

而且,所述的盛水容器外部透明,且表面设置有刻度,便于观测内部水量。

而且,所述的通风窗数量为2扇,通风窗的上方铺包裹有尼龙布,用于防止喷射进混合处理装置的土颗粒从通风窗飞出。

而且,所述的水土搅拌舱门上设置有螺旋开关。

以上各部件的相关技术参数如下所述:

齿轮状砂轮21直径R200-208mm,两个齿轮状砂轮齿缝间距1mm-5mm;

流量控制箱2尺寸为1000mm×800mm×500mm;

盛土容器17为漏斗状,容积5000cm3

带刻度的盛水容器27为圆柱状,容积6000cm3

流量控制阀门16最大流量2000cm3/min;

增压泵28扬程3m、可控转速0-2000r/min;

鼓风机12可调节风速范围2-20m/s;

水土接触舱20优选尺寸为1000mm×H700mm;

水土接触舱外伸接口14优选尺寸B300mm×H100mm;

水土接触舱上部通风窗18优选尺寸为B150mm;

研磨通道22优选尺寸300mm×H400mm,两个齿轮状砂轮齿缝间距1mm,与上部齿轮状砂轮通过轴承相连的外部可调速电机转速范围为0-500r/min;

搅拌舱23优选尺寸为1000mm×H500mm,搅拌桨中心旋转轴31优选高度H450mm,左侧绞片状桨叶24优选宽度B30mm,右侧栅栏状搅拌钢丝32优选尺寸2mm,为搅拌桨提供动力的外接电机25为变频电机,其转速范围为0-1500r/min;

本实用新型的重塑土获得特定均匀含水率的配制方法:将整个装置至于空间内的平地上,调节螺旋支座1使流量控制箱2和配制装置19水平;将流量控制箱控制线接口10与流量控制阀门16用连接线11连接牢固,将鼓风机12与水土接触舱外伸接口14用通风软管连接牢固;通过需要达到的含水率计算出试验需要的重塑土所需的加水量,本实施例中,风干重塑土重1000g,含水率4.2%,欲将其含水率配制成18%,则加水量mW=1000×0.01×(18-4.2)/(1+0.01×4.2)=132.438g,在盛水容器26中加入相应的水量,在盛土容器17加入试验所需碾散、风干重塑土量;打开流量控制箱2的电源开关3,通过土料流量编辑键5、进水流量编辑键7和数字键盘4对水、土流量进行设定;打开鼓风机12、增压泵28、连接齿轮状砂轮21中心旋转轴的电机、连接搅拌桨中心旋转轴的电机25;按下流量控制箱2上的运行按钮9。当水、土完全进入水土接触舱20,关闭流量控制箱开关3,1min后,关闭鼓风12。当所有的土经过研磨通道22进入搅拌舱23后,关闭连接砂轮的电机,2min后,调节电机25,增大其转速,5~10min后使其反向转动,转动5~10min后关闭电机25开关,打开搅拌舱右侧门33,取出制好的土样。

以上对本实用新型进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

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