本发明专利技术提供一种室内细粒土料离心筛分处理装置及方法，集料箱外壳顶部设有进料口阀门；集料箱外壳内设有同轴线性的筛料外层桶、筛料内层桶；筛料外层桶、筛料内层桶为圆台形状，宽口朝上并位于进料口阀门下方；筛料外层桶、筛料内层桶的圆台侧面均为多个扇环片围成，相邻扇环片之间设有镂空，分别作为内层出料口和外层出料口；所述的筛料内层桶在镂空处还设有横格网；筛料外层桶外侧设有多层的集料隔板，每层的集料隔板与集料箱外壳连接处设有出料口开关；调速电机，用于完成转动能量输入工作；真空泵系统，用于完成集料箱内部抽真空工作。本发明专利技术可以直接对于混合料进行整体筛分，直接提高了筛分效率。直接提高了筛分效率。直接提高了筛分效率。
【技术实现步骤摘要】
一种室内细粒土料离心筛分处理装置及方法
[0001]本专利技术提供一种室内细粒土料离心筛分处理装置及方法，属于材料筛分
技术介绍
[0002]在土石坝的设计和填筑过程中，常采用宽级配粗粒土作为坝壳的施工材料，可靠确定该类土料的力学特性参数是土石坝设计方案技术可行的前提。但是，在室内有限尺寸的试验设备中无法开展原级配坝料特性试验，需通过颗粒分析试验合理确定原级配坝料的各粒组含量然后根据级配缩尺方法和缩尺比例，确定缩尺后试验料的各粒组含量。以相似级配法(缩尺比例10：1)为例说明传统筛分方法中存在的不足：
[0003](1)、对最大粒径为500mm的堆石料开展室内大型三轴试验(300mm)时，室内缩尺料最大粒径为50mm，室内备料时需要对原级配料筛取50mm以下土料，但是室内常备筛具中不存在50mm筛。需要通过定制筛具确定相应的粒组含量。
[0004](2)、对于原级配料粒组60mm～20mm(粗砾)、20mm～5mm(中砾)和2mm～5mm(细砾)的缩尺料级配粒组在理论上分别需要精确到6mm～2mm、2.0mm～0.5mm和0.2mm～0.5mm，根据传统试验方法2mm以上和2mm以下土料需要采取不同的筛分方式，筛分效率较低。而且对于尺寸如此小(0.2mm(没有0.2mm的常用筛具)～0.5mm)的缩尺料粒组在传统筛分试验中很难准确确定。
[0005](3)、为了克服筛具不足的问题，常采用原级配内插的方式确定缩尺料的粒组含量。例如室内有0.25mm的筛具和0.5mm的筛具，室内可以确定0.25mm～0.5mm的粒组含量，因此需要确定现场原级配2.5mm～5mm含量。原级配可以直接测定2mm～5mm的粒组含量，对于2.5mm～5mm含量则需要线性内插等方式确定，这一方法带来了明显的误差。
[0006]颗粒分析试验一般采取筛析法、密度级法、移液管法。对于粒径为0.075mm～60mm的土常使用筛析法获得；对于粒径小于0.075mm的土常使用密度计法或移液管法获得。当土中粗细兼有时，应联合使用筛析法和密度计法或筛析法和移液管法，筛析法是最接近本专利技术的方法。
[0007]筛析法首先需要采购或者预制不同固定孔径的筛具组。然后通过2mm筛具先对土料进行初步分离，分离出大于2mm的土料(通过粗筛筛分)和小于2mm的土料(通过细筛筛分)。其次按照孔径从大到小的顺序将筛具叠放在一起。
[0008]对于大于2mm的土料，采取轻叩摇晃筛具的方式，按照孔径从大到小的顺序对土料进行筛分；对于小于2mm的土料，则采取将不同孔径从大到小的顺序排列，将土料倒于细筛最上层中，用振筛机震摇10～15min。基于以上步骤完成0.075mm～60mm土料的筛分工作。
[0009]在传统缩尺料各粒组含量的确定过程中主要存在两个问题：
[0010](1)由于制式的筛具没有办法调整孔径大小，因此缩尺料各粒组含量的确定存在一定的误差，且设计筛具的单筛成本太高，无法根据实际需求进行及时调整。传统缩尺料各粒组含量需要通过内插的方式确定。以缩尺比例为10:1开展室内大型三轴试验时，需要确
定缩尺料级配。以目标缩尺料粒组为5mm～20mm为例，需要通过缩尺比例反推确定原级配料50mm～200mm的粒组含量。实际操作过程为通过在相应的级配曲线中内插确定原级配料20～60mm粒组中50～60mm粒组含量，并结合原级配料60～200mm粒组含量综合确定50～200mm原级配料粒组含量，并最终通过缩尺比例确定目标缩尺料5mm～20mm的粒组含量，该过程存在一定的误差。
[0011](2)缩尺料粒组粒径太小无法方便、快捷的筛分获得。以缩尺比例为10:1开展室内大型三轴试验为例，现场粗粒土控制级配粒组为2mm～5mm，缩尺料级配的粒组在理论上需要精确到0.2mm～0.5mm。该粒组无法通过筛分法快速、大量获得。
技术实现思路
[0012]本专利技术利用离心力原理，通过筛料桶分离土料粒组，从而提高缩尺料各粒组含量确定的效率和准确性，解决缩尺料各粒组含量确定存在误差和粒径太小较难筛分获得的问题。主要优点在于：
[0013](1)直接克服某些非常规粒组需要定制筛具的困难和经济浪费。筛料筒为一个圆台套筒，其半径的变化设计是根据颗粒直径、比重，基于离心力原理进行确定的。可以有效实现不同粒组的筛分。
[0014](2)离心筛分试验装置不需要对粗筛和细筛组进行分离后采取不同的方式进行筛分，可以直接对于混合料进行整体筛分，直接提高了筛分效率。且圆台套筒的设计方式，使得该装置可在稳定转动的过程中实现出料要求。
[0015]具体的技术方案为：
[0016]一种室内细粒土料离心筛分处理装置，包括调速电机、集料箱、真空泵系统；
[0017]所述的集料箱，包括集料箱外壳，集料箱外壳安装在底座支架上；集料箱外壳顶部设有进料口阀门；集料箱外壳内设有同轴线性的筛料外层桶、筛料内层桶；筛料外层桶、筛料内层桶为圆台形状，宽口朝上并位于进料口阀门下方；筛料外层桶、筛料内层桶的圆台侧面均为多个扇环片围成，相邻扇环片之间设有镂空，分别作为内层出料口和外层出料口；所述的筛料内层桶在镂空处还设有横格网；筛料外层桶外侧设有多层的集料隔板，每层的集料隔板与集料箱外壳连接处设有出料口开关；
[0018]所述的调速电机，用于完成转动能量输入工作；所述的调速电机，包括转速控制器、电机和内外筒异步控制阀；转速控制器实现筛料外层桶、筛料内层桶按照一定角速度ω进行匀速旋转；电机提供转动动能，内外筒异步控制阀实现筛料外层桶、筛料内层桶相差，在运行过程中使土石料通过横格网进入集料隔板。
[0019]真空泵系统，用于完成集料箱内部抽真空工作。所述的真空泵系统包括导管、气压表和真空泵，真空泵通过导管和气压表连接进料口阀门。
[0020]一种室内细粒土料离心筛分处理方法，采用所述的一种室内细粒土料离心筛分处理装置，所述的方法包括以下步骤：
[0021]S1、设备预设和调试；根据土颗粒比重通过转速控制器设置电机转速ω，关闭进料口阀门启动真空泵，对集料箱外壳内空间抽真空，并密闭一个小时进行试验设备密闭测试；密闭测试结束后，通过真空泵恢复集料箱外壳内空间气压，准备开展后续试验；
[0022]S2、装料；打开进料口阀门，将混合级配土石料倒入筛料内层桶，然后关闭进料口
阀门；
[0023]S3、抽真空；打开真空泵，对集料箱外壳内空间进行真空处理；当气压表达到5％大气压时，停止真空泵，即可开展试验工作；
[0024]S4、离心筛分启动；启动电机，设备按照既定转速ω开始旋转；
[0025]S5、出料；当筛料外层桶、筛料内层桶旋转稳定一段时间后，通过控制内外筒异步控制阀调节筛料外层桶、筛料内层桶转速，使得土石料沿着筛料外层桶、筛料内层桶的横格网漏出，并进入集料隔板；
[0026]S6、恢复大气压；打开真空泵，补充集料箱外壳内空气；当气压表达到100％大气压时，停止真空泵；
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种室内细粒土料离心筛分处理装置，其特征在于，包括调速电机、集料箱、真空泵系统；所述的集料箱，包括集料箱外壳(1)，集料箱外壳(1)安装在底座支架(6)上；集料箱外壳(1)顶部设有进料口阀门(10)；集料箱外壳(1)内设有同轴线性的筛料外层桶(3)、筛料内层桶(4)；筛料外层桶(3)、筛料内层桶(4)为圆台形状，宽口朝上并位于进料口阀门(10)下方；筛料外层桶(3)、筛料内层桶(4)的圆台侧面均为多个扇环片围成，相邻扇环片之间设有镂空，分别作为内层出料口(14)和外层出料口(15)；所述的筛料内层桶(4)在镂空处还设有横格网；筛料外层桶(3)外侧设有多层的集料隔板(5)，每层的集料隔板(5)与集料箱外壳(1)连接处设有出料口开关(2)；所述的调速电机，用于完成转动能量输入工作；真空泵系统，用于完成集料箱内部抽真空工作。2.根据权利要求1所述的一种室内细粒土料离心筛分处理装置，其特征在于，所述的调速电机，包括转速控制器(9)、电机(8)和内外筒异步控制阀(7)；转速控制器(9)实现筛料外层桶(3)、筛料内层桶(4)按照一定角速度ω进行匀速旋转；电机(8)提供转动动能，内外筒异步控制阀(7)实现筛料外层桶(3)、筛料内层桶(4)相差，在运行过程中使土石料通过横格网进入集料隔板(5)。3.根据权利要求1所述的一种室内细粒土料离心筛分处理装置，其特征在于，所述的真空泵系统包括导管(11)、气压表(12)和真空泵(13)...
【专利技术属性】
技术研发人员：童广勤，朱凯斌，耿峻，杨正权，李敬军，张弛，秦维秉，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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