CN106525650A - 一种适用于测试最小干密度的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于测试最小干密度的试验装置，包括量筒、长颈漏斗、锥形塞维持机构、蜗轮、小型电机、支架和控制仪，支架包括顶板和支撑机构，小型电机固定在顶板上，长颈漏斗由锥形斗和设有外螺纹的长颈管构成，量筒位于顶板的正下方，长颈管下端穿过顶板且位于量筒下部中，长颈管与顶板通过螺纹连接，锥形塞维持机构包括锥形塞、连接竖杆和连接横杆，连接横杆的两端均连接在锥形斗的大端口上，连接竖杆的下端与锥形塞锥顶连接，上端穿过长颈管、锥形斗与连接横杆连接，蜗轮套装在小型电机的输出轴上，蜗轮与长颈管外螺纹啮合，小型电机与控制仪电气连接。该试验装置结构简单，操作方便，能够有效地适用于室内最小干密度的测试试验。

Description

一种适用于测试最小干密度的试验装置

技术领域

本发明涉及室内土工试验装置技术领域，具体涉及一种适用于测试最小干密度的试验装置。

背景技术

测定无粘性土的最小干密度是确定相对密度的重要步骤,根据《土工试验规程》(SL237-1999)的规定，对于粒径小于5mm的无粘性土最小干密度的测试可采用漏斗法，在具体试验的过程中至少需要两名操作人员，一人手拿长颈漏斗和锥形塞，维持锥形塞底部位于土面上方10mm-20mm，应避免长颈漏斗和锥形塞碰撞量筒内壁引起土体振动，另外一人将质量为700g的干土持续倒入长颈漏斗中。由此可见，传统的试验方法需要至少两人同时操作，在只有一名试验人员的情况下具有很大的局限性，还需要一名试验人员一直悬举长颈漏斗和锥形塞直到700克干土全部进入量筒中，操作非常不便。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种适用于测试最小干密度的试验装置，该试验装置结构简单，操作方便，能够有效地适用于室内最小干密度的测试试验。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种适用于测试最小干密度的试验装置，包括量筒、长颈漏斗、锥形塞维持机构、蜗轮、小型电机、支架和控制仪，支架至少包括顶板和用于支撑顶板的支撑机构，小型电机固定在顶板上，长颈漏斗由锥形斗和长颈管构成，长颈管上设有外螺纹，长颈管与锥形斗细端连通，量筒位于顶板中部的正下方，长颈管下端穿过顶板且位于量筒下部中，长颈管与顶板通过螺纹连接，锥形塞维持机构包括锥形塞、连接竖杆和连接横杆，连接横杆的两端均连接在锥形斗的大端口上，连接竖杆的下端与锥形塞锥顶连接，上端穿过长颈管、锥形斗与连接横杆的中央连接，连接竖杆垂直于连接横杆，蜗轮套装在小型电机的输出轴上，蜗轮与长颈管外螺纹啮合，小型电机与控制仪电气连接。

还包括防护罩，防护罩底部开口，防护罩顶部设有螺纹孔，侧壁设有供小型电机的输出轴穿过的穿孔，防护罩底部固定在顶板上，小型电机的输出轴与穿孔间隙配合，长颈管穿过防护罩，且长颈管与防护罩顶部通过螺纹连接，蜗轮位于防护罩内。

所述的为对称结构，支撑结构包括两根立柱和两底座，其中一根立柱的上端固定在顶板上，下端固定在其中一底座上，另一根立柱的上端固定在顶板上，下端固定在另一底座上，两根立柱关于顶板的重心线对称。

本发明与现有技术相比，其有益效果和优点在于：

1)使用本试验装置进行最小干密度的测试，只需要一名操作人员，避免了使用传统设备需要两名操作人员的局限性。

2)使用本试验装置进行最小干密度的测试，只需启动小型电机，向长颈漏斗中加入700g干土即可，不用一直悬举长颈漏斗和锥形塞，操作方便，省时省力，而且保证了试验的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的适用于测试最小干密度的试验装置的结构示意图。

图2为蜗轮和长颈管啮合的结构示意图。

其中，1-量筒、2-底座、3-立柱、4-顶板、5-锥形斗、6-长颈管、7-连接横杆、8-连接竖杆、9-锥形塞、10-小型电机、11-控制仪、12-防护罩、13-蜗轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体说明。

本发明提供的适用于测试最小干密度的试验装置的结构如图1所示，包括量筒1、长颈漏斗、锥形塞维持机构、蜗轮13、小型电机10、防护罩12、支架和控制仪11。支架、长颈漏斗、锥形塞维持机构和防护罩均为钢制结构。

本实施例中，量筒使用量程1000ml、精度20ml的标准量筒。

支架为对称结构，支架包括顶板4和用于支撑顶板的支撑机构，顶板的中央设有螺纹孔。支撑机构包括两根立柱3和两底座2，其中一根立柱3的上端焊接在顶板4上，下端焊接在其中一底座2上表面中央上，另一根立柱3的上端焊接在顶板4上，下端焊接在另一底座2上表面中央上。本实施例中，顶板为方形的板状结构，长300mm，宽50mm，厚10mm，螺纹孔的直径为19mm；立柱为圆形杆，直径为10mm，长度为360mm；底座为长方体结构，长100mm，宽20mm，厚20mm，其中一根立柱与支架重心线的距离为120mm。

长颈漏斗由锥形斗5和长颈管6构成，长颈管6上设有外螺纹，长颈管6与锥形斗5细端连通。本实施例中，锥形斗大端口直径为60mm，锥角为90°；长颈管内径为15mm，外径为19mm，长度为405mm。

防护罩12底部开口，防护罩12顶部设有螺纹孔，侧壁设有供小型电机的输出轴穿过的穿孔，防护罩底部固定在顶板上。本实施例中，防护罩整体呈圆筒状，外径50mm，内径45mm，总高度为50mm，顶部厚10mm，螺纹孔的直径为19mm。

量筒1位于顶板4中部的正下方，长颈管6下端穿过顶板4和防护罩12，且长颈管6下端位于量筒1下部中，长颈管6与顶板4和防护罩12顶部均通过螺纹连接。组装该试验装置时，尽量使长颈管位于量筒内的部分位于量筒的中央。

锥形塞维持机构包括锥形塞9、连接竖杆8和连接横杆7。连接横杆7的两端均连接在锥形斗5的大端口上。连接竖杆8的下端焊接在锥形塞9锥顶上，上端穿过长颈管6、锥形斗5后焊接于连接横杆7的中央，连接竖杆8垂直于连接横杆9。本实施例中，锥形塞底部大端面的直径为15mm，锥角为90°，锥形塞底部大端面距离长颈管下端的距离为17.5mm，试验过程中维持锥形塞底部大端面距离土样表面的距离为10-20mm；连接竖杆为圆形杆，直径为3mm，长度435mm；连接横杆为金属圆杆，长度为60mm，直径为3mm。

防护罩12底部和小型电机10底座均固定在顶板4上。小型电机10的输出轴穿过防护罩12，且其与穿孔间隙配合。蜗轮13套装在小型电机10的输出轴上，蜗轮13位于防护罩12内，蜗轮13与长颈管6外螺纹啮合。小型电机10与控制仪11电气连接，小型电机具备正反旋转的功能，并由控制仪控制小型电机的转向和转速。

本发明提供的适用于测试最小干密度的试验装置使用方法如下：

根据土颗粒的大小来调节控制仪上的转速(当土颗粒较粗时，土颗粒通过长颈漏斗进入量筒内的速度慢，需选用较小的转速才能维持锥形塞底部位于土样表面上方10mm-20mm；当土颗粒较细时，土颗粒通过长颈漏斗进入量筒内的速度快，需选用较大的转速才能维持锥形塞底部位于土样表面上方10mm-20mm)，先按照设定的速度将700g粒径小于5mm的干土倒入长颈漏斗中，同时通过控制仪开启小型电机，通过蜗轮传动来提升长颈漏斗和锥形塞，直至锥形塞的底部超出量筒的高度，再水平缓慢移动量筒至装置以外，用沙面抚平器抚平沙面，读出量筒上显示的土样的体积(估读至5ml)，用700g的质量除以量筒上显示的体积，即为土样的最小干密度。

Claims (3)

1.一种适用于测试最小干密度的试验装置，包括量筒和长颈漏斗，长颈漏斗由锥形斗和长颈管构成，长颈管与锥形斗细端连通，其特征在于：还包括锥形塞维持机构、蜗轮、小型电机、支架和控制仪，支架至少包括顶板和用于支撑顶板的支撑机构，小型电机固定在顶板上，长颈管上设有外螺纹，量筒位于顶板中部的正下方，长颈管下端穿过顶板且位于量筒下部中，长颈管与顶板通过螺纹连接，锥形塞维持机构包括锥形塞、连接竖杆和连接横杆，连接横杆的两端均连接在锥形斗的大端口上，连接竖杆的下端与锥形塞锥顶连接，上端穿过长颈管、锥形斗与连接横杆的中央连接，连接竖杆垂直于连接横杆，蜗轮套装在小型电机的输出轴上，蜗轮与长颈管外螺纹啮合，小型电机与控制仪电气连接。

2.根据权利要求1所述的适用于测试最小干密度的试验装置，其特征在于：还包括防护罩，防护罩底部开口，防护罩顶部设有螺纹孔，侧壁设有供小型电机的输出轴穿过的穿孔，防护罩底部固定在顶板上，小型电机的输出轴与穿孔间隙配合，长颈管穿过防护罩，且长颈管与防护罩顶部通过螺纹连接，蜗轮位于防护罩内。

3.根据权利要求1或2所述的适用于测试最小干密度的试验装置，其特征在于：所述的支架为对称结构，支撑结构包括两根立柱和两底座，其中一根立柱的上端固定在顶板上，下端固定在其中一底座上，另一根立柱的上端固定在顶板上，下端固定在另一底座上。