一种智能均匀配土试验装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能均匀配土试验装置及使用方法，装置包括配土箱、推土设备、含水率配土设备、水泵、改性剂配土设备、改性剂输送泵、振动底座和智能控制系统，推土设备、含水率配土设备和改性剂配土设备位于配土箱内部；配土箱固定在振动底座上；配土箱内分为含水率配土区，改性剂配土区和连接区，含水率配土区上部设有进土口，改性剂配土区前侧设有出土口，下部后侧设有推土设备，连接区分别设置水泵送管和改性剂泵送管，水泵送管与含水率配土设备在连接区连通；改性剂泵送管与改性剂配土设备在连接区连通。可大幅提升单次配土质量，节约人力物力财力，保证配土均匀性，提高试验准确性，改善了实验室环境，同时保证了试验人员的健康。健康。健康。

【技术实现步骤摘要】
一种智能均匀配土试验装置及其方法


[0001]本专利技术涉及土木工程、水利工程试验
，涉及土木工程和水利工程中试验室配置目标试验用土的装置，特别是一种智能均匀配土试验装置及使用方法。

技术介绍

[0002]在土木工程、水利工程领域，岩土体的强度、变形和水理性质一直是科学研究和工程建设的核心问题。
[0003]然而，研究岩土体性质必须选取适宜的土样作为研究对象，由于场地设备和试验条件等限制，原位试验和现场试验往往很难开展，且需要消耗大量的人力、财力与时间，因此，针对土体特性和土体改性的研究往往需要在试验室内开展。
[0004]常规的室内试验用土主要通过原位取土和试验室配土两种方法获取。其中原位取土方法能较好得保留土体的天然状态，更准确地研究和反映目标土体本身的性质，但土样的挖取、保存和运输成本高昂。试验室配土方法是基于天然土的基本物理指标，在试验室内将一般土体干燥粉碎后通过控制含水率、颗粒组成等指标配置目标土体或掺入改性剂进行改性，再进一步研究目标土体的物理化学性质，但往往存在配土过程繁琐、配土体积较小且配置土样不均匀等问题。
[0005]关于土体的改性研究中，无论是原位土样还是配置土样，只有保证土体中改性剂添加的均匀性才能确保研究结果的准确性，而人工拌合的方法往往很难保证改性剂的均匀性且需要耗费大量人力和时间。
[0006]因此，亟需研发一种经济便捷、配土体积大、可保证目标土样均匀性的配土试验装置及其使用方法，是申请人关注的课题之一。

技术实现思路

[0007]为了解决上述现有配土试验技术中存在缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种智能均匀配土装置及其使用方法。
[0008]为实现上述任务，本专利技术采用如下的技术解决方案是予以实现：
[0009]一种智能均匀配土试验装置，包括配土箱，其特征在于，在配土箱内部，设置推土设备、含水率配土设备和改性剂配土设备；在配土箱外部，配置水泵、改性剂输送泵和智能控制系统，在配土箱底部配置振动底座；其中：
[0010]所述配土箱为有机玻璃制成，可观察到内部土体情况；该配土箱内部分为含水率配土区，改性剂配土区和连接区，含水率配土区上部有进土口，改性剂配土区的前侧设置出土口，改性剂配土区的下部后侧设置推土设备，连接区分别设有水泵的水泵送管和改性剂输送泵的改性剂泵送管，其中：
[0011]水泵送管与含水率配土设备在配土箱的连接区连通，并与外部的水泵连通，水泵送管与水泵连通接口处设有由智能控制系统控制的第一阀门；
[0012]改性剂泵送管与改性剂配土设备在配土箱的连接区相连通，并与改性剂输送泵连
通，改性剂泵送管与改性剂输送泵连通接口处设有由智能控制系统控制的第二阀门；
[0013]所述改性剂配土设备的形状为圆角矩形管，圆角矩形管的圆角处设有拌合翼臂，平管壁处设有均匀分布的开口；圆角矩形管中心处设有称重管，称重管与改性剂泵送管相连，称重管管壁设有由智能控制系统控制的均匀出料口；所述拌合翼臂设有用于拌合翼臂工作时展开的折叠转轴；
[0014]所述的振动底座包括有固定面板和振动电机；所述固定面板开有凹槽卡口，用于固定配土箱于振动底座之上；所述振动电机通过弹簧与固定面板连接；
[0015]所述智能控制系统用于实现以下的功能：
[0016]实时显示配土箱内土体质量、含水率、改性剂添加比例；
[0017]控制配土箱工作时进土口打开及关闭、出土口打开及关闭；
[0018]调控推土设备的上面板高度、含水率配土设备的水雾化棒功率、重力感应器中的翼板开关；
[0019]调控均匀出料口的打开及闭合以及拌合翼板的展开和折叠；
[0020]调控振动底座的振动频率和时间。
[0021]根据本专利技术，所述推土设备的推土面板分为上面板和下面版，上面板和下面版之间有可转动调节夹角；上面板设有用于调整推土高度的伸缩翼板。
[0022]具体地，所述含水率配土设备包括高功率水雾化棒、旋转毛刷、防尘滤网和重力感应器；其中：
[0023]所述水雾化棒中心开孔，与水泵送管连通；
[0024]所述旋转毛刷包围在高功率水雾化棒外侧；
[0025]所述防尘滤网包围在旋转毛刷外侧，用于防止土颗粒进入；
[0026]高功率水雾化棒产生的雾化水可自由穿过旋转毛刷及防尘滤网，工作时，旋转毛刷转动，用于清理防尘滤网表面附着的土颗粒。
[0027]进一步地，所述重力感应器的形状为棱台体，其上侧设置竖板连接防尘滤网，两侧设有翼板，翼板可向下打开；所述重力感应器和翼板均设置向下的倾角，便于土体下滑。
[0028]上述智能均匀配土试验装置的使用方法，其特征在于，包括下列步骤：
[0029]1)启动智能均匀配土试验装置，在智能控制系统中设定目标含水率、改性剂添加比例、配土时间和拌合次数；
[0030]2)打开进土口，添加磨细土体进入含水率配土区，关闭进土口；
[0031]3)含水率配土设备启动开始工作，高功率水雾化棒开始释放雾化水；同时振动底座开始工作，配土箱内土体开始振动，土体振动和雾化水可防止土体团聚并保证土体含水均匀；
[0032]4)智能控制系统通过含水率配土设备的重力感应器计算土体质量增量确定土体含水率，当含水率到达设定目标值时重力感应器中的翼板打开，土体下落入改性剂配土区，含水率配土设备停止工作；
[0033]5)改性剂配土设备开始转动工作，拌合翼臂展开，智能控制系统基于初始加入土体质量和设定配土时间计算所需改性剂质量并均匀划分若干次；称重管达到所划分质量时，均匀出料口打开，改性剂进入圆角矩形管，随改性剂配土设备旋转由开口处自由下落进入土体；拌合翼臂实现土体和改性剂充分混合，振动可保证改性土体在改性剂配土区均匀
分布；
[0034]6)到达设定配土时间，改性剂配土设备停止工作，拌合翼臂折叠，振动底座停止工作，配土完成；
[0035]7)通过智能控制系统设置适宜的推土设备的面板角度和高度，出土口打开，推土设备工作，将配好的土体推入土样容器。
[0036]本专利技术的智能均匀配土试验装置，与现有技术相比，具有以下有益的技术效果：
[0037]1、通过设计的配土箱、推土设备、含水率配土设备、水泵、改性剂配土设备、改性剂输送泵、振动底座和智能控制系统，改进了目前室内试验配土方法中的人工配土方法，增大了配土质量，节约了配土时间，可进一步提高工作和试验效率。此外，该智能配土试验装置通过含水率配土设备的雾化棒和振动底座完成含水率配制，可以保证水与土体的充分、均匀接触，保证土颗粒不形成团聚体且含水率均匀；通过改性剂配土设备实现改性剂的分批次添加和自动拌合，并通过拌合翼臂和振动底座协同作用使土样和改性剂拌合更均匀，保证配土效果。
[0038]2、配土过程配土箱处于封闭状态，有效阻止了土颗粒的飞出和扬尘，既改善了实验室环境，同时保证了试验人员的健康。
[0039]3、土样在放入配土箱内配制的全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能均匀配土试验装置，包括配土箱(1)，其特征在于，在配土箱(1)内部，设置推土设备(2)、含水率配土设备(3)和改性剂配土设备(5)；在配土箱(1)外部，配置水泵(4)、改性剂输送泵(6)和智能控制系统(8)，在配土箱(1)底部配置振动底座(7)；其中：所述配土箱(1)为有机玻璃制成，可观察到内部土体情况；该配土箱(1)内部分为含水率配土区(1
‑
1)，改性剂配土区(1
‑
2)和连接区(1
‑
3)，含水率配土区(1
‑
1)上部有进土口(1
‑
4)，改性剂配土区(1
‑
2)的前侧设置出土口(1
‑
5)，改性剂配土区(1
‑
2)的下部后侧设置推土设备(2)，连接区(1
‑
3)分别设有水泵(4)的水泵送管(1
‑
6)和改性剂输送泵(6)的改性剂泵送管(1
‑
7)，其中：水泵送管(1
‑
6)与含水率配土设备(3)在配土箱(1)的连接区(1
‑
3)连通，并与外部的水泵(4)连通，水泵送管(1
‑
6)与水泵(4)连通接口处设有由智能控制系统(8)控制的第一阀门(8
‑
1)；改性剂泵送管(1
‑
7)与改性剂配土设备(5)在配土箱(1)的连接区(1
‑
3)相连通，并与改性剂输送泵(6)连通，改性剂泵送管(1
‑
7)与改性剂输送泵(6)连通接口处设有由智能控制系统(8)控制的第二阀门(8
‑
2)；所述改性剂配土设备(5)的形状为圆角矩形管，圆角矩形管的圆角处设有拌合翼臂(5
‑
1)，平管壁处设有均匀分布的开口(5
‑
2)；圆角矩形管中心处设有称重管(5
‑
3)，称重管(5
‑
3)与改性剂泵送管(1
‑
7)相连，称重管(5
‑
3)管壁设有由智能控制系统(8)控制的均匀出料口(5
‑
4)；所述拌合翼臂(5
‑
1)设有用于拌合翼臂(5
‑
1)工作时展开的折叠转轴；所述的振动底座(7)包括固定面板(7
‑
1)和振动电机(7
‑
2)；所述固定面板(7
‑
1)开有凹槽卡口，用于固定配土箱(1)于振动底座(7)之上；所述振动电机(7
‑
2)通过弹簧(7
‑
3)与固定面板(7
‑
1)连接；所述智能控制系统(8)用于实现以下的功能：实时显示配土箱(1)内土体质量、含水率、改性剂添加比例；控制配土箱(1)工作时进土口(1
‑
4)打开及关闭、出土口(1
‑
5)打开及关闭；调控推土设备(2)的上面板(2
‑
1)高度、含水率配土设备(3)的水雾化棒(3
‑
1)功率、重力感应器(3
‑
4)中的翼板(3
‑
6)开关；调控均匀出料口(5
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟敏强，段骁育，张硕，丁飞，孙增春，杨秀娟，樊恒辉，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：