倒置法土颗粒静水沉降分离装置及其使用方法与流程

本发明涉及土工试验领域，更具体地说它是一种倒置法土颗粒静水沉降分离装置。本发明还公开了这种倒置法土颗粒静水沉降分离装置的使用方法。

背景技术：

土体的颗粒组成是影响土体物理力学性质的重要因素之一，为调配粒度符合要求的土体，需对对天然土体进行颗粒分离。对于粒径大于50um的颗粒，可以进行筛分，对于粒径在2～50um的颗粒有静水分离法和离心分离法。离心分离法工序较多，现有的移液管法分离土颗粒效率低。

因此，提出一种土体颗粒分离的大规模生产，便于操作，生产效率高，成本低的倒置法土颗粒静水沉降分离装置是十分必要的。

技术实现要素：

本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种倒置法土颗粒静水沉降分离装置。

本发明的第二目的是为了提供这种倒置法土颗粒静水沉降分离装置的使用方法。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：倒置法土颗粒静水沉降分离装置，其特征在于：包括悬挂装置和沉降桶；所述悬挂装置与沉降桶中部两侧铰连接，沉降桶可360°转动；所述沉降桶上部有桶盖，桶盖和沉降桶下部均有伸缩支架。

在上述技术方案中，所述桶盖上有多个同步阀门。

为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：倒置法土颗粒静水沉降分离装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将泥土和水配制成浆液；

步骤2：将沉降桶悬挂于牢固处，沉降桶下部伸缩支架伸出，支于地面，使沉降桶竖直稳定；

步骤3：将浆液装入沉降桶，盖上桶盖，静置，时间t1；

步骤4：收起沉降桶下部伸缩支架，将沉降桶缓慢旋转180°，倒置后，将桶盖上的伸缩支架伸出，支于地面，静置，时间t2；

步骤5：打开同步阀门，部分浆液排入第一量筒，排余高度h1，关闭同步阀门；移走第一量筒，打开同步阀门，将部分浆液排入第二量筒，排余高度h2，关闭同步阀门；打开同步阀门，部分浆液排入第三量筒，排余高度h3，关闭同步阀门……；

步骤6：将第一量筒、第二量筒、第三量筒……中的浆液烘干，防潮存放。

在上述技术方案中，步骤3中，将浆液装入沉降桶后，在上部缓缓注入清水，盖上桶盖，将沉降桶封闭，静置，时间t1。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明的沉降桶可旋转、倒置，土颗粒进行两次沉降分选，提高单级粒径颗粒的纯度；

2)本发明的通过多个同步阀门实现沉降桶水体同步平稳下降；

3)本发明分离过程中采取加入清水、排出清水措施，保证了分质量，减少了分离时间。

4)本发明的伸缩支架保证沉降桶竖直、稳定；

5)本发明的相比与现有的离心分离技术和静水沉降移液管法，工序少，易操作，实现了大批量、规模化的土体颗粒分离,结构简洁。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的仰视图。

图3为本发明同步阀门的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：倒置法土颗粒静水沉降分离装置，包括悬挂装置1和沉降桶2；所述悬挂装置1与沉降桶2中部两侧铰连接，沉降桶2可360°转动；所述沉降桶2上部有桶盖21，桶盖21和沉降桶2下部均有伸缩支架22。

所述桶盖21上有多个同步阀门211。

倒置法土颗粒静水沉降分离装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将泥土和水配制成浆液；

步骤2：将沉降桶2悬挂于牢固处，沉降桶2下部伸缩支架22伸出，支于地面，使沉降桶2竖直稳定；

步骤3：将浆液装入沉降桶2，盖上桶盖21，静置，时间t1；

步骤4：收起沉降桶2下部伸缩支架22，将沉降桶2缓慢旋转180°，倒置后，将桶盖21上的伸缩支架22伸出，支于地面，静置，时间t2；

步骤5：打开同步阀门211，部分浆液排入第一量筒，排余高度h1，关闭同步阀门211；移走第一量筒，打开同步阀门211，将部分浆液排入第二量筒，排余高度h2，关闭同步阀门211；打开同步阀门211，部分浆液排入第三量筒，排余高度h3，关闭同步阀门211……；

步骤6：将第一量筒、第二量筒、第三量筒……中的浆液烘干，防潮存放。

步骤3中，将浆液装入沉降桶2后，在上部缓缓注入清水，盖上桶盖21，将沉降桶2封闭，静置，时间t1；注入清水既为快速沉降颗粒提供了分离空间，又缩短了慢速沉降颗粒的行程，减少了沉降时间，保证颗粒分离的质量，减少分离所用的时间。。

实施例

倒置法土颗粒静水沉降分离装置，包括悬挂装置1和沉降桶2；所述悬挂装置1与沉降桶2中部两侧铰连接，沉降桶2可360°转动；所述沉降桶2上部有桶盖21，桶盖21和沉降桶2下部均有伸缩支架22。

所述桶盖21上有多个同步阀门211。

本发明各部件参数如下：

悬挂装置1：采用宽3cm，厚1cm的钢条，总高75cm；

沉降桶2：透明玻璃钢材料，壁厚5mm，内径30cm，内高80cm；

伸缩支架22：采用圆形钢管，长25cm，不可伸缩部分15cm，钢管外径φ30mm，壁厚4mm；

采用圆形钢管，长25cm，不可伸缩部分10cm，钢管外径φ20mm，壁厚5mm；

9个同步阀门211，布置在桶盖21上，采用联动措施，达到可同时开闭，单个同步阀门211的排浆口内径10mm；桶盖21与沉降桶2采用丝扣连接。

倒置法土颗粒静水沉降分离装置的使用方法，以粉质壤土为例，其颗粒组成约为60:15:25(50～10um：10～5um：<5um)，土粒比重2.70，水温15℃，单次分离10kg干土，包括以下步骤：

步骤1：将10kg干土浸泡、搅拌、加入分散剂，使其颗粒完全分离，配制成土水比1：3的浆液35l；

步骤2：：将沉降桶2悬挂于牢固处，沉降桶2下部伸缩支架22伸出，支于地面，使沉降桶2竖直稳定；

步骤3：将浆液装入沉降桶2，注入21.2l清水(清水注入时出水口略高于浆液面，出水口向上，缓慢注入),盖上桶盖21，静置，静置303min(注意保持浆液温度恒定)；

步骤4：收起沉降桶2下部伸缩支架22，将沉降桶2缓慢旋转180°，倒置后，将桶盖21上的伸缩支架22伸出，支于地面，静置，时间67min；

步骤5：打开同步阀门211，8.5l浆液排入第一量筒，此时沉降桶2液面高度68cm,关闭同步阀门211；移走第一量筒，打开同步阀门211，14l浆液排入第二量筒，此时沉降桶2液面高度48cm,关闭同步阀门211；打开同步阀门211，12.8l浆液排入第三量筒，此时沉降桶2液面高度30cm,关闭同步阀门211；打开同步阀门211，19.1浆液排入第三量筒，此时沉降桶2液面高度3cm,关闭同步阀门211；

将剩余浆液弃掉；由于土体颗粒沉降速度的差异，第二量筒中的浆液基本不含土体颗粒，提前排出，减少了慢速沉降颗粒的行程，节约了沉降时间，第二量筒中的浆液弃掉；

步骤6：第一量筒、第三量筒、第四量筒中的浆液干燥后，分别存放，粒径分别为50～10um、10～5um、<5um颗粒。

上述数据，根据岩性、比重、水温、容器高度、分离土体重量、容器直径计算确定。

其它未说明的部分均属于现有技术。