专利名称：一种活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械压榨仪，具体涉及一种用于测试孔隙水成分和含量的活 塞式粘性土孔隙水机械压榨仪。
背景技术：
压榨法是提取粘性土孔隙水的有效的非原位测试方法。目前传统的压榨机主要由 压滤装置和油压(空压)压力源组成，电机带动油泵(空压机)工作，将压力通过活塞传递 到土样，挤压收集孔隙水。压力范围为5MPa 36. 6MPa，压力达到预定高值电机停止工作， 高压慢慢释放，降到预定低值电机重新启动加压。其缺点是电机损耗大，高压不能持续，对 于低含水量粘性土，压力释放后，孔隙水流动停止或回弹，造成孔隙水压榨不出或水量不能 满足测试需求。压滤装置通常由土样容器及滤纸、透水石组成，但滤纸易损容易造成孔隙水 污染。因此，如何使压力持续及避免孔隙水污染，对有效提取孔隙水具有重要意义；其 次，降低成本，减少损耗是仪器可推广使用的重要方面。
发明内容本实用新型的目的是弥补现有粘性土孔隙水压榨仪器成本高，损耗大，高压不能 持续及水样易受污染的缺陷，提供一种操作简单、成本低、可以持续施压且无污染的活塞式 粘性土孔隙水机械压榨仪。实现本实用新型目的所采用的技术方案是一种活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪，至少包括支座、压滤装置和水样收集瓶，还 包括施压装置，所述压滤装置至少包括一个盛装土样的中空柱，中空柱的上部通过螺钉与 活塞连接，中空柱的下部与底座固定连接，底座的中心设有导水孔，其上还设有若干与导水 孔连通的导水槽，导水孔通过导水管与水样收集瓶连通，底座和水样收集瓶置于支座上，底 座与土样之间设有过滤网，过滤网上设有过滤膜；所述施压装置至少包括杠杆机构和双杆 支架，双杆支架的两杆之间设有横梁，横梁通过螺钉与活塞连接，杠杆机构中杠杆的一端通 过轴承A与支座连接，还通过轴承B与双杆支架的两杆连接，杠杆的另一端设有配重装置。而且，导水槽以导水孔为圆心呈放射状分布。而且，导水槽以导水孔为圆心呈放射状分布，还设有以导水孔为圆心呈环形分布 的导水槽。而且，活塞上设有密封圈。而且，底座上设有密封圈。而且，杠杆与双杆支架连接的一端设有平衡块。与现有技术相比，本实用新型的优点如下本实用新型提供的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪不仅操作简单，成本低，且可 以实现持续施压，从高含水量到低含水量粘性土孔隙水的收集均可适用，收集水量大，无污染，可满足不同测试需求。该仪器改造方便，可推广使用，具有广阔的应用前景。
图1是本实用新型的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪的结构示意图；图2是活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪中压滤装置的结构示意图；图中，1 活塞；2 密封圈；3 中空柱；4 过滤网；5 过滤膜；6 底座；7 导水孔； 8 导水槽；9 导水管；10 横梁；11 双杆支架；12 杠杆；13 水样收集瓶；14 轴承A ；15 轴承B ；16 支座；17 配重装置；18 平衡块。
具体实施方式
下面通过附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1、图2，本实用新型的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪主要由支座16、压滤 装置、水样收集瓶13和施压装置构成。压滤装置主要包括一个盛装土样的中空柱3，中空柱3的上部通过螺钉与活塞1连 接，活塞1上设有密封圈2，中空柱3的下部与底座6用螺钉固定连接，底座6上设有密封 圈，底座6的中心设有导水孔7，本实施例中的密封圈为0型圈，导水孔的直径为2mm。导水 孔7通过导水管9与水样收集瓶13连通，底座6上设有若干与导水孔7连通的导水槽8，本 实施例中导水槽8以导水孔7为圆心呈放射状分布，还设有以导水孔7为圆心呈环形分布 的导水槽，也可以使导水槽以导水孔为圆心呈螺旋状分布。底座6和水样收集瓶13置于支 座16上，底座6与土样之间设有过滤网4，过滤网4上设有过滤膜5。本实施例中过滤网和 过滤膜的孔径分别为Imm和15μπι，采用的材料均为聚四氟乙烯。施压装置主要由杠杆传动机构和双杆支架11构成，双杆支架11的两杆之间设有 横梁10，横梁10通过螺钉与活塞1连接，杠杆机构中杠杆12的一端通过轴承Α14与支座16 连接，该端还通过轴承Β15与双杆支架11的两杆连接，杠杆12的另一端设有配重装置17。 当配重装置17对杠杆12施加压力时，杠杆12通过轴承Bl5带动双杆支架11向下运动，双 杆支架11带动活塞1向下运动对土样施加压力。本实施例中采用砝码作为配重装置，杠杆 12的长度轴承Β15到支点(即轴承Α14)的距离为12 1。为了避免加压过大时，支架16 向设有配重装置17的一端倾倒，本实施例在杠杆12与双杆支架11连接的一端设置了一个 平衡块18。本实用新型的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪的操作过程如下(1)将中空柱3与底座6用螺钉固定连接，在底座6上依次放置过滤网4和过滤膜 5。打开原状土样，刮去四周被氧化部分，切一段土柱放进中空柱3内，连接活塞1、导水管9 及水样收集瓶13，然后置于支座16上。(2)使杠杆12水平，双杆支架11与杠杆12垂直，用螺钉将横梁10与活塞1固定 连接。分级施加重力砝码，每级压力稳定一段时间，观察出水量没有明显变化后，进入下一 级压力。随着活塞1的下移，当杠杆12下移到最大位移时，需将砝码卸下，使杠杆12持平， 再加砝码施压。(3)收集水样收集瓶13中的孔隙水，收集完毕后撤去土样。撤去土样时可借助于 空压机，用高压输气管从导水孔7进气由下往上将土样顶出。[0025] 本实用新型的压榨仪是依据杠杆原理对土样中的孔隙水进行压榨。以轴承A作为 支点，在杠杆的左端施加的压力越大，则土体承受的反作用力就越大。因此使用该压榨仪时 可分级施压，当粘性土在第一级压力下变形稳定后再施加下一级压力，压力持续增加，孔隙 水可从大空隙到小空隙被均勻排挤，透过过滤膜从底座的导水孔排出，避免了直接施加高 压再释放造成部分孔隙水被封闭在土体中的情况。
权利要求1.一种活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪，至少包括支座、压滤装置和水样收集瓶，其特 征在于还包括施压装置，所述压滤装置至少包括一个盛装土样的中空柱，中空柱的上部通 过螺钉与活塞连接，中空柱的下部与底座固定连接，底座的中心设有导水孔，其上还设有若 干与导水孔连通的导水槽，导水孔通过导水管与水样收集瓶连通，底座和水样收集瓶置于 支座上，底座与土样之间设有过滤网，过滤网上设有过滤膜；所述施压装置至少包括杠杆机 构和双杆支架，双杆支架的两杆之间设有横梁，横梁通过螺钉与活塞连接，杠杆机构中杠杆 的一端通过轴承A与支座连接，还通过轴承B与双杆支架的两杆连接，杠杆的另一端设有配 重装置。
2.根据权利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪，其特征在于导水槽以导 水孔为圆心呈放射状分布。
3.根据权利要求2所述的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪，其特征在于导水槽以导 水孔为圆心呈放射状分布，还设有以导水孔为圆心呈环形分布的导水槽。
4.根据权利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪，其特征在于导水槽以导 水孔为圆心呈螺旋状分布。
5.根据权利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪，其特征在于活塞上设有 密封圈。
6.根据权利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪，其特征在于底座上设有 密封圈。
7.根据权利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪，其特征在于杠杆与双杆 支架连接的一端设有平衡块。
专利摘要本实用新型公开了一种活塞式粘性土孔隙水机械压榨仪。该压榨仪包括支座、压滤装置、水样收集瓶和施压装置，压滤装置至少包括一个盛装土样的中空柱，中空柱的上部和下部分别与活塞和底座连接，底座上设有导水孔和导水槽，导水孔通过导水管与水样收集瓶连通，底座与土样之间设有过滤网和过滤膜；施压装置至少包括杠杆机构和双杆支架，双杆支架的横梁通过螺钉与活塞连接，杠杆机构中杠杆的一端通过轴承A与支座连接，还通过轴承B与双杆支架的两杆连接，杠杆的另一端设有配重装置。该压榨仪操作简单，成本低，且可以实现持续施压，对水样无污染。
文档编号G01N1/28GK201859082SQ20102060773
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者张亚年, 李静, 梁杏, 毛绪美, 沈仲智, 王聪 申请人:中国地质大学(武汉)