制作不同含水率试件的实验装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制作不同含水率试件的实验装置和方法，实验装置包括底座、容器和重量传感器，底座与容器之间密封固定连接，在容器顶部中心处设有开口，容器顶部还设有气孔，气孔与真空泵通过气管相连接；重量传感器的底部与底座固定连接，重量传感器的上方设有托盘，重量传感器、真空泵分别通过信号线与控制器电连接。本发明专利技术结构简单、制作容易，操作方便，可得到任意含水率的试件；抽真空的方式可使水快速进入并均匀分布在试件内部，避免出现试件内部水分布不匀的问题；控制器实现了自动设定试件含水率、自动操控真空泵启停，自动化程度高；适用于煤、岩石、混凝土等各种材料的不同含水率试件的制作，应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
制作不同含水率试件的实验装置和方法
本专利技术涉及试件制作
，尤其涉及一种制作不同含水率试件的实验装置和方法。
技术介绍
煤、岩石、混凝土等材料在开发研究过程中，通常需要制作成试件。试件含水率包括自然含水率、饱和吸水率等，在研究不同含水率试件的特性实验时，往往需要制作不同含水率的试件。目前，一般只能获得自然含水或者饱和吸水的试件，也有先将试件放在干燥环境中，一段时间后再将试件浸入水中，试件含水率通常会随着浸泡时间的延长而增加，辅助抽真空操作，以此达到提高试件含水率及缩短试件吸水过程的目的。但这些传统做法无法一次性获得某一预期的含水率试件，不同含水率试件的制作过程中，往往需要不断地将试件取出称重、再浸泡，费时费力。另外，采用长时间浸泡的方法，无法使水均匀地分布于试件中，尤其在含水率较低时，水可能刚刚进入试件的外表，虽然通过测量质量的方法使得试件含水率达到要求，但实际试件内部水的分布并不均匀，这会导致后续试验结果出现严重偏差。
技术实现思路
为解决制作不同含水率试件困难的技术问题，本专利技术公开了一种制作不同含水率试件的实验装置和方法。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：制作不同含水率试件的实验装置，包括底座，置于底座上方的容器和置于容器内部的重量传感器，所述底座与容器之间密封固定连接，在容器顶部中心处设有放入、取出试件的开口，所述容器顶部还设有气孔，气孔与真空泵通过气管相连接；所述重量传感器的底部与底座固定连接，重量传感器的上方设有放置试件用的托盘，所述重量传感器、真空泵分别通过信号线与控制器电连接。进一步地，所述气孔的底部与容器内部相连通，顶部与气管的一端相连，气管的另一端与真空泵的抽气孔相连。进一步地，所述底座为方形结构，容器为圆柱形结构。进一步地，所述容器顶部的开口上还配有相适配的盖体，盖体与容器之间通过螺纹方式连接。本专利技术的另一个目的还在于，公开了一种制作不同含水率试件的实验方法，采用上述的实验装置，具体包括以下步骤：(1)将实验装置中的各部分连接，打开盖体，往密闭容器中注入水；(2)开启重量传感器，并将重量传感器的示数清零；(3)将干燥处理后的试件包裹保鲜膜后，置于重量传感器上，旋紧盖体，打开真空泵，当重量传感器示数稳定时，此时重量传感器示数为M1；(4)关闭真空泵，取出试件，并拆除保鲜膜，再将试件重新放到重量传感器上，旋紧盖体；(5)控制器上设置试件含水率目标值为W，再次启动真空泵；(6)当重量传感器示数为M2时，控制器自动控制关闭真空泵；(7)打开盖体，取出试件进行实验或用保鲜膜包裹储存。进一步地，步骤(1)中，注入水后，水位高度需超过试件上表面10cm且低于气孔底端。进一步地，步骤(3)中，将试件事先放入干燥箱中，干燥箱温度设置为105℃，干燥24h后关闭电源，待试件冷却后取出，用保鲜膜包裹密封试件。进一步地，其中，W：试件含水率，％；M1：包裹保鲜膜的干燥试件浸入水中抽真空时的重量，单位g；M2：拆除保鲜膜的干燥试件浸入水中抽真空时的实时重量，单位g。本专利技术的有益效果是，采用抽真空的方法使试件吸水，容器内部设有重量传感器实时测量试件的重量，设定所需试件含水率值，当达到目标时，自动停止抽真空。本专利技术结构简单、制作容易，操作方便，可得到任意含水率的试件；抽真空的处理方式可使水快速进入并均匀分布在试件内部，避免出现试件内部水分布不匀的问题；控制器实现了自动设定试件含水率、自动操控真空泵启停，自动化程度高；本专利技术可适用于煤、岩石、混凝土等各种材料的不同含水率试件的制作，应用范围广。附图说明图1为本专利技术结构示意图；其中，1-底座；2-容器；3-盖体；4-重量传感器；5-试件；6-气孔；7-控制器；8-信号线；9-真空泵；10-气管。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，制作不同含水率试件5的实验装置，包括固定用底座1，置于底座1上方的容器2和置于容器2内部的重量传感器4，上述底座1与容器2之间采用玻璃胶粘合固定连接，不透气而且防水，在容器2顶部中心处设有开口，实验用试件5的放入、取出均从该开口处操作，上述容器2顶部还设有气孔6，气孔6与真空泵9通过气管10相连接；上述重量传感器4的底部与底座1采用玻璃胶粘合固定连接，不透气而且防水，重量传感器4的上方设有放置试件5用的托盘，上述重量传感器4、真空泵9分别通过信号线8与控制器7电连接，控制器7可操控真空泵9的开启或关闭，重量传感器4得到的试件5的重量数据通过信号线8传送给控制器7记录，本专利技术中采用的控制器采用现有技术成品或者经过简单改进后即可实现该功能。特别的，上述气孔6的底部与容器2内部相连通，顶部与气管10的一端相连，气管10的另一端与真空泵9的抽气孔相连，抽真空泵9实现对容器2进行抽真空的过程。特别的，上述底座1为方形结构，方形美观而且固定性好，方形表面方便布置控制面板、标识等内容，其他形状也可；容器2为圆柱形结构，圆形承压效果最好最安全，而且密封性最好)。特别的，上述容器2顶部的开口上还配有相适配的盖体3，盖体3与容器2之间通过螺纹方式连接，当需要放入或取出试件5，以及向容器2中加水或倒水时，需要将盖体3旋出，实验装置开始运作前，需要将盖体3旋入并与密闭容器2连接密封好。一种制作不同含水率试件5的实验方法，采用上述的实验装置，具体包括以下步骤：(1)将实验装置中的各部分连接，打开盖体3，往密闭容器2中注入水；注入水后，水位高度需超过试件5上表面10cm且低于气孔底端，避免取放试件过程中水从气孔处外溅。(2)开启重量传感器4，并将重量传感器4的示数清零。(3)将试件5事先放入干燥箱中，干燥箱温度设置为105℃，干燥24h后关闭电源，待试件5冷却后取出，用保鲜膜包裹密封试件5。将干燥处理后的试件5置于重量传感器4上，旋紧盖体3，打开真空泵9，当重量传感器4示数稳定时，此时重量传感器4示数为M1。(4)关闭真空泵9，取出试件5，并拆除保鲜膜，再将试件5重新放到重量传感器4上，旋紧盖体3。(5)控制器7上设置试件5含水率目标值为W，再次启动真空泵9。(6)当重量传感器4示数为M2时，控制器7自动控制关闭真空泵9。(7)打开盖体3，取出试件5进行实验或用保鲜膜包裹储存。本专利技术中，其中，W：试件5含水率，％；M1：包裹保鲜膜的干燥试件5浸入水中抽真空时的重量，单位g；M2：拆除保鲜膜的干燥试件5浸入水中抽真空时的实时重量，单位g。本专利技术结构简单、制作容易，操作方便，可得到任意含水率的试件5，有效解决；制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制作不同含水率试件的实验装置，其特征在于，包括底座，置于底座上方的容器和置于容器内部的重量传感器，所述底座与容器之间密封固定连接，在容器顶部中心处设有放入、取出试件的开口，所述容器顶部还设有气孔，气孔与真空泵通过气管相连接；所述重量传感器的底部与底座固定连接，重量传感器的上方设有放置试件用的托盘，所述重量传感器、真空泵分别通过信号线与控制器电连接。/n

【技术特征摘要】
1.制作不同含水率试件的实验装置，其特征在于，包括底座，置于底座上方的容器和置于容器内部的重量传感器，所述底座与容器之间密封固定连接，在容器顶部中心处设有放入、取出试件的开口，所述容器顶部还设有气孔，气孔与真空泵通过气管相连接；所述重量传感器的底部与底座固定连接，重量传感器的上方设有放置试件用的托盘，所述重量传感器、真空泵分别通过信号线与控制器电连接。


2.如权利要求1所述的制作不同含水率试件的实验装置，其特征在于，所述气孔的底部与容器内部相连通，顶部与气管的一端相连，气管的另一端与真空泵的抽气孔相连。


3.如权利要求2所述的制作不同含水率试件的实验装置，其特征在于，底座为方形结构，容器为圆柱形结构。


4.如权利要求3所述的制作不同含水率试件的实验装置，其特征在于，所述容器顶部的开口上还配有相适配的盖体，盖体与容器之间通过螺纹方式连接。


5.制作不同含水率试件的实验方法，采用权利要求1-4任一所述的实验装置，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将实验装置中的各部分连接，打开盖体，往密闭容器中注入水；
(2)开启重量传感器，并将重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙中学，李宏艳，邓志刚，付兴玉，王寅，王健达，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11